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TECHNISCHES GEBIET
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Die Offenbarung betrifft einen aerodynamischen Spoiler mit einer anpassbaren Struktur zum Verbessern der Aerodynamik eines Kraftfahrzeugs.
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HINTERGRUND
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Kraftfahrzeug-Aerodynamik ist die Untersuchung der Aerodynamik von Straßenfahrzeugen. Die Hauptziele der Untersuchung sind das Verringern des Luftwiderstands und des Windgeräuschs, das Minimieren der Geräuschemission und das Verhindern von unerwünschten Auftriebskräften sowie anderen Ursachen für eine aerodynamische Instabilität bei hohen Geschwindigkeiten. Zusätzlich kann die Untersuchung der Aerodynamik auch verwendet werden, um bei Fahrzeugen mit hoher Leistung eine Abwärtskraft zu erreichen, um die Fähigkeiten der Fahrzeugtraktion und des Kurvenfahrens zu verbessern. Die Untersuchung wird typischerweise verwendet, um die Fahrzeugkarosserie zu formen, und zwar zusammen mit der Verwendung dedizierter Aerodynamikeinrichtungen, um einen gewünschten Kompromiss zwischen den vorstehenden Eigenschaften für die spezielle Verwendung des Fahrzeugs zu erreichen.
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Ein Spoiler ist eine aerodynamische Kraftfahrzeugeinrichtung, die dafür vorgesehen ist, eine ungünstige Luftbewegung über eine Karosserie eines Fahrzeugs in Bewegung, die üblicherweise als Turbulenz oder Luftwiderstand beschrieben wird, zu ”zerstören”. Spoiler können an die Vorderseite und/oder an das Heck der Fahrzeugkarosserie angepasst werden. Spoiler an der Vorderseite eines Fahrzeugs werden oft als Frontschürzen bezeichnet. Wenn das Fahrzeug in Bewegung ist, verringern solche Frontschürzen zusätzlich zum Leiten einer Luftströmung auch die Luftmenge, die unter dem Fahrzeug strömt, wodurch der aerodynamische Auftrieb und der Luftwiderstand im Allgemeinen verringert werden.
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Wenn das Fahrzeug in Bewegung ist, wird zusätzlich die Luftströmung am Heck des Fahrzeugs turbulent, und es wird eine Zone mit geringem Druck erzeugt, die den Luftwiderstand und die Instabilität erhöht. Das Hinzufügen eines Spoilers am Heck der Fahrzeugkarosserie kann dazu beitragen, die Trennung der Strömung von der Karosserie zu verzögern, und eine Zone mit höherem Druck, die vor dem Spoiler erzeugt wird, kann dazu beitragen, den Auftrieb an der Fahrzeugkarosserie zu verringern, indem eine Abwärtskraft erzeugt wird. Infolgedessen kann der Luftwiderstand in bestimmten Fällen verringert werden, und die Stabilität bei hoher Geschwindigkeit wird im Allgemeinen aufgrund des verringerten Auftriebs am Heck erhöht.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Fahrzeug weist eine Fahrzeugkarosserie mit einem ersten Fahrzeugkarosserieende auf, das ausgebildet ist, um einer entkommenden Luftströmung zugewandt zu sein, wenn das Fahrzeug bezogen auf eine Straßenoberfläche in Bewegung ist. Das Fahrzeug weist zusätzlich eine Spoilerbaugruppe auf, die an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist. Die Spoilerbaugruppe umfasst einen Spoilerkörper, der ausgebildet ist, um eine Bewegung der Umgebungsluftströmung entlang der Fahrzeugkarosserie zu steuern. Der Spoilerkörper kann eine flügelähnliche Form aufweisen. Der Spoilerkörper weist einen Rahmen auf, der für diesen eine Trägerstruktur bereitstellt. Der Rahmen weist eine Oberseite, eine Unterseite, eine Vorderkante und eine Hinterkante auf. Der Spoilerkörper weist auch eine erste Fluidblase, die an der Oberseite des Rahmens angeordnet ist, und eine zweite Fluidblase auf, die an der Unterseite des Rahmens angeordnet ist. Die Spoilerbaugruppe umfasst auch einen Mechanismus, der ausgebildet ist, um die erste und die zweite Fluidblase selektiv aufzublasen und zu entleeren, d. h., um die Form jeder Blase zu verändern, indem dieser jeweils ein Fluid zugeführt und das Fluid aus dieser entfernt wird.
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Das Fahrzeug kann auch eine dritte Fluidblase aufweisen, die an der Vorderkante des Rahmens angeordnet ist. Der Mechanismus kann ausgebildet sein, um die dritte Fluidblase selektiv aufzublasen und zu entleeren, indem dieser jeweils ein Fluid zugeführt und das Fluid aus dieser entfernt wird.
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Das Fahrzeug kann auch einen Controller aufweisen, der ausgebildet ist, um den Mechanismus zu regeln.
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Das Fahrzeug kann auch ein Straßenrad und einen ersten Sensor aufweisen, der ausgebildet ist, um eine Drehzahl des Straßenrades zu detektieren und um die detektierte Drehzahl des Straßenrades an den Controller zu übertragen.
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Das Fahrzeug kann zusätzlich einen zweiten Sensor aufweisen, der ausgebildet ist, um eine Giergeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie zu detektieren und um die detektierte Giergeschwindigkeit an den Controller zu übertragen; sowie ein Lenkrad, das ausgebildet ist, um eine Richtung des Fahrzeugs über einen Lenkradwinkel zu steuern; sowie einen dritten Sensor, der ausgebildet ist, um den Lenkradwinkel zu detektieren und um den detektierten Lenkradwinkel an den Controller zu übertragen.
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Der Controller kann ausgebildet sein, um den Mechanismus derart zu regeln, dass dieser jede von der ersten, zweiten und dritten Fluidblase in Ansprechen auf die detektierte Giergeschwindigkeit, den detektierten Lenkradwinkel und die detektierte Drehzahl des Straßenrades selektiv aufbläst und entleert, um dadurch eine aerodynamische Abwärtskraft an der Fahrzeugkarosserie selektiv zu verändern.
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Durch das Regeln des Mechanismus kann der Controller die erste Fluidblase entleeren und die zweite Fluidblase aufblasen, um die Abwärtskraft zu erhöhen und um die detektierte Giergeschwindigkeit zu verringern. Der Controller kann auch die erste Fluidblase aufblasen und die zweite Fluidblase entleeren, um die Abwärtskraft zu verringern und um die detektierte Giergeschwindigkeit zu erhöhen. Zusätzlich kann der Controller jede von der ersten und der zweiten Fluidblase entleeren, um den Luftwiderstand zu verringern.
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Die Fahrzeugkarosserie kann eine Karosserie-Längsachse aufweisen. Zumindest eine von der ersten, der zweiten und der dritten Fluidblase kann in ein Paar einzeln aufblasbarer Blasen aufgeteilt sein. In einem solchen Fall kann eine Blase von dem Paar einzeln aufblasbarer Blasen auf einer Seite der Karosserie-Längsachse angeordnet sein, und die andere Blase von dem Paar einzeln aufblasbarer Blasen kann auf der anderen Seite der Karosserie-Längsachse angeordnet sein. Darüber hinaus kann der Controller ausgebildet sein, um den Mechanismus derart zu regeln, dass das Fluid in Ansprechen auf die detektierte Giergeschwindigkeit, den detektierten Lenkradwinkel und die detektierte Drehzahl des Straßenrades selektiv und einzeln jeder von dem Paar einzeln aufblasbarer Blasen zugeführt und aus dieser entfernt wird.
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Der Mechanismus kann eine Fluidpumpe und ein Fluidventil aufweisen, die ausgebildet sind, um die Zufuhr des Fluids zu jeder von der ersten, zweiten und dritten Fluidblase zu steuern.
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Die Spoilerbaugruppe kann auch eine elastische Membran umfassen, die ausgebildet ist, um den Spoilerkörper abzudecken.
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Die Fahrzeugkarosserie kann ein zweites Fahrzeugkarosserieende aufweisen, das dem ersten Fahrzeugkarosserieende entgegengesetzt ist. Der Spoilerkörper kann an dem ersten Fahrzeugkarosserieende oder an dem zweiten Fahrzeugkarosserieende angebracht sein.
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Die vorstehenden Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden leicht anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsform(en) und der besten Weise(n) zum Ausführen der beschriebenen Offenbarung offensichtlich, wenn die Beschreibung mit den begleitenden Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung gebracht wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs, das eine Fahrzeugkarosserie aufweist, die in einer Karosserieebene und entlang einer Längsachse angeordnet ist, und das eine Spoilerbaugruppe mit einer ersten und einer zweiten Fluidblase gemäß der Offenbarung aufweist.
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2 ist eine schematische Ansicht von unten auf das Fahrzeug, das in 1 gezeigt ist und eine Spoilerbaugruppe mit einer ersten sowie einer zweiten Fluidblase gemäß einer anderen Ausführungsform der Offenbarung aufweist.
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3 ist eine schematische Perspektivansicht einer repräsentativen Spoilerbaugruppe für jede der Ausführungsformen, die in 1 und 2 gezeigt sind.
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4 ist eine schematische Querschnitts-Seitenansicht der Spoilerbaugruppe für jede der Ausführungsformen, die in 1 und 2 gezeigt sind; die erste Blase ist entleert gezeigt, und die zweite Blase ist aufgeblasen gezeigt.
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5 ist eine schematische Querschnitts-Seitenansicht der Spoilerbaugruppe für jede der Ausführungsformen, die in 1 und 2 gezeigt sind; die erste Blase ist aufgeblasen gezeigt, und die zweite Blase ist entleert gezeigt.
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6 ist eine schematische Querschnitts-Seitenansicht der Spoilerbaugruppe für jede der Ausführungsformen, die in 1 und 2 gezeigt sind; die erste und die zweite Blase sind entleert gezeigt.
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7 ist eine schematische Querschnitts-Seitenansicht der Spoilerbaugruppe für jede der Ausführungsformen, die in 1 und 2 gezeigt sind; die Spoilerbaugruppe weist zusätzlich eine dritte Blase auf, und die erste, zweite und dritte Blase sind aufgeblasen gezeigt.
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8 ist eine schematische Perspektivansicht einer alternativen Ausführungsform für die Spoilerbaugruppen, die in 1 und 2 gezeigt sind.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten beziehen, zeigt 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs 10, das relativ zu einer Straßenoberfläche 12 angeordnet ist. Das Fahrzeug 10 weist eine Fahrzeugkarosserie 14 auf, die in einer Karosserieebene P angeordnet ist, die im Wesentlichen parallel zu der Straßenoberfläche 12 verläuft. Die Fahrzeugkarosserie 14 definiert sechs Karosserieseiten. Die sechs Karosserieseiten umfassen ein erstes Karosserieende oder vorderes Ende 16, ein entgegengesetztes zweites Karosserieende oder hinteres Ende 18, eine erste Karosserie-Querseite oder linke Seite 20 und eine zweite Karosserie-Querseite oder rechte Seite 22, einen Karosserie-Oberseitenabschnitt 24, der ein Fahrzeugdach umfassen kann, und einen Unterbodenabschnitt 26.
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Die linke Seite 20 und die rechte Seite 22 sind im Wesentlichen parallel zueinander und bezogen auf eine virtuelle Längsachse X des Fahrzeugs 10 angeordnet, und sie spannen die Distanz zwischen dem vorderen Ende 16 und dem hinteren Ende 18 auf. Die Karosserieebene P ist derart definiert, dass sie die Längsachse X umfasst. Ein Fahrgastraum (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 10 ist im Wesentlichen durch das vordere und hintere Ende 16, 18 sowie durch die linke und die rechte Seite der Karosserie 14 begrenzt. Wie Fachleute verstehen werden, ist das vordere Ende 16 ausgebildet, um einer entkommenden Umgebungsluftströmung 27 zugewandt zu sein, wenn das Fahrzeug 10 relativ zu der Straßenoberfläche 12 in Bewegung ist. Wenn das Fahrzeug 10 in Bewegung ist, bewegt sich die entgegenkommende Umgebungsluftströmung 27 im Wesentlichen parallel zu der Karosserieebene P und entlang der Längsachse X.
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Wenn sich das Fahrzeug 10 relativ zu der Straßenoberfläche 12 bewegt, verläuft die Umgebungsluftströmung 27 um die Fahrzeugkarosserie 14 herum, und sie ist in einen jeweiligen ersten Luftströmungsanteil 27-1, einen zweiten Luftströmungsanteil 27-2, einen dritten Luftströmungsanteil 27-3 sowie einen vierten Luftströmungsanteil 27-4 aufgeteilt, die sich schließlich in einem Sogbereich oder in einer Rückführungs-Luftströmungsregion 27-6 unmittelbar hinter dem hinteren Ende 18 erneut vereinigen. Wie in 1 gezeigt ist, verläuft der erste Luftströmungsanteil 27-1 über den Karosserie-Oberseitenabschnitt 24, der zweite Luftströmungsanteil 27-2 verläuft über die linke Seite 20, der dritte Luftströmungsanteil 27-3 verläuft über die rechte Seite 22, und der vierte Luftströmungsanteil 27-4 (in 2 gezeigt) verläuft unter der Fahrzeugkarosserie 14 zwischen dem Unterbodenabschnitt 26 und der Straßenoberfläche 12. Wie Fachleute verstehen werden, wird die Rückführungs-Luftströmungsregion 27-6 im Wesentlichen bei erhöhten Fahrzeuggeschwindigkeiten durch die Strömung der umgebenden Luft um die sechs Karosserieseiten der Fahrzeugkarosserie 14 verursacht.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, weist das Fahrzeug 10 auch eine Spoilerbaugruppe 28 auf. Die Spoilerbaugruppe 28 umfasst einen Spoilerkörper 30, der entlang einer Spoilerachse Y angeordnet und ausgebildet ist, um eine Bewegung der Umgebungsluftströmung 27 entlang der Fahrzeugkarosserie 14 zu steuern. Der Spoilerkörper 30 kann flügelförmig sein. ”Flügelförmig” ist hierin als eine Form eines Flügels aufweisend definiert, d. h. einer Flosse mit einer Form einer Tragfläche, die durch eine stromlinienförmige Querschnittsform definiert ist, welche einen Auftrieb zum Fliegen oder einen Antrieb durch ein Fluid erzeugt. Wie in 1 zu erkennen ist, kann die Spoilerachse Y bezogen auf die Karosserie-Längsachse X in Querrichtung positioniert sein. Zusätzlich kann die Spoilerachse Y auch im Wesentlichen parallel zu der Karosserieebene P angeordnet sein. Die Spoilerbaugruppe 28 kann über eine oder mehrere Stützen 29 mit der Fahrzeugkarosserie 14 verbunden sein. Die Stütze(n) 29 kann bzw. können den Spoilerkörper 30 an dem vorderen Ende 16 befestigen. Auf ähnliche Weise kann bzw. können die Stützen) 29 den Spoilerkörper 30 an dem hinteren Ende 18 befestigen.
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Wenn sie an dem vorderen Ende 16 der Fahrzeugkarosserie 14 angebracht ist (wie in 2 gezeigt ist), wirkt die Spoilerbaugruppe 28 als eine Frontschürze, die eine Abwärtskraft FD1 verändert, die durch die Umgebungsluftströmung 27 an der Vorderseite des Fahrzeugs ausgeübt wird. Wenn die Spoilerbaugruppe 28 hingegen an dem hinteren Ende 18 der Fahrzeugkarosserie 14 angebracht ist (wie in 1 gezeigt ist), verändert die Spoilerbaugruppe eine Abwärtskraft FD2, die durch die Umgebungsluftströmung 27 am Heck des Fahrzeugs ausgeübt wird. Dementsprechend kann die Spoilerbaugruppe 28, die an dem vorderen Ende 16 angebracht ist, zum Erhöhen der Abwärtskraft FD1 an der Vorderseite des Fahrzeugs verwendet werden, während die Spoilerbaugruppe, die an dem hinteren Ende 18 angebracht ist, zum Erhöhen der Abwärtskraft FD2 am Heck des Fahrzeugs verwendet werden kann, um die Fahrzeugtraktion zu verbessern. Die Stütze 29 ist ausgebildet, um den Spoilerkörper 30 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 14 zu tragen, um die jeweilige Abwärtskraft FD1 oder FD2 auf die Fahrzeugkarosserie auszuüben, wenn das Fahrzeug 10 in Bewegung ist.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist der Spoilerkörper 30 durch ein erstes Ende 30-1, ein zweites Ende 30-2 und eine Länge 30-3 definiert. Wie in den Querschnittsansichten in 3–5 gezeigt ist, weist der Spoilerkörper 30 einen Rahmen 32 auf, der als eine Trägerstruktur für die Spoilerbaugruppe 28 wirkt. Der Rahmen 32 weist eine Oberseite 32-1, eine Unterseite 32-2, eine Vorderkante 32-3 und eine Hinterkante 32-4 auf. Die Vorderkante 32-3 des Rahmens 32 trägt den Abschnitt des Spoilerkörpers 30, der anfänglich mit der Umgebungsluftströmung 27 in Kontakt kommt oder diese aufnimmt, wenn sich das Fahrzeug 10 relativ zu der Straßenoberfläche 12 bewegt. Umgekehrt trägt die Hinterkante 32-4 des Rahmens 32 den Abschnitt des Spoilerkörpers 30, von dem aus die Umgebungsluftströmung 27 den Spoilerkörper verlässt. Der Rahmen 32 kann für die strukturelle Stabilität aus einem geeignet starren Material, das jedoch eine geringe Masse aufweist, gebildet sein, wie beispielsweise aus technischem Kunststoff oder Aluminium. Der Spoilerkörper 30 weist auch eine aufblasbare erste Fluidblase 34-1, die an der Oberseite 32-1 angeordnet ist, und eine aufblasbare zweite Fluidblase 34-2 auf, die an der Unterseite der 32-2 des Rahmens 32 angeordnet ist. Der Spoilerkörper 30 kann auch eine aufblasbare dritte Fluidblase 34-3 aufweisen, die an der Vorderkante 32-3 des Rahmens 32 angeordnet ist.
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Wie gezeigt ist, umfasst die Spoilerbaugruppe 28 auch einen Mechanismus 36. Der Mechanismus 36 ist ausgebildet, um die Form jeder von der ersten Fluidblase 34-1 und der zweiten Fluidblase 34-2 zu verändern, und er kann ebenso die Form der dritten Fluidblase 34-3 in dem Fall verändern, in welchem der Spoilerkörper 30 eine solche Komponente aufweist. Der Mechanismus 36 kann eine Fluidpumpe 38 aufweisen, die ausgebildet ist, um den jeweiligen Blasen 34-1, 34-2, 34-3 über einen dazugehörigen Fluiddurchgang bzw. dazugehörige Fluiddurchgänge 41 ein Fluid 40 zuzuführen, sowie eine Fluidventilbaugruppe 42, die ein oder mehrere einzelne Fluidventile umfasst, die ausgebildet sind, um das Fluid 40 der ersten, zweiten und dritten Fluidblase zuzuführen. Wie in 3–7 gezeigt ist, kann bzw. können der Fluiddurchgang bzw. die Fluiddurchgänge 41 in der Stütze bzw. den Stützen 29 angeordnet sein. Dementsprechend kann der Mechanismus 36 die Form der ersten, zweiten und dritten Fluidblase 34-1, 34-2, 34-3 verändern, indem diesen selektiv das Fluid 40 zugeführt wird und das Fluid selektiv aus diesen entfernt wird, um dadurch die entsprechenden Fluidblasen jeweils aufzublasen und zu entleeren und die flügelartige Form des Spoilerkörpers 30 zu steuern. Das Fluid 40 kann eine Arbeitsflüssigkeit, wie beispielsweise Öl oder Wasser, oder ein Gas sein, wie beispielsweise Luft. Die Spoilerbaugruppe 28 umfasst zusätzlich eine elastische Membran 44, die eine im Wesentlichen einheitliche Außenfläche 44-1 aufweist und ausgebildet ist, um den Spoilerkörper 30 abzudecken. Die elastische Membran 44 kann aus einem geeigneten Material konstruiert sein, wie beispielsweise aus einem Polymer oder einem Federstahl, welches seine Kontur an die veränderte Form der ersten, zweiten und dritten Fluidblase 34-1, 34-2, 34-3 anpassen kann, während die Außenfläche 44-1 im Wesentlichen glatt und sogar derart beibehalten wird, dass die Luftströmung 28 diese ungestört überqueren kann.
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Das Fahrzeug weist auch einen elektronischen Controller 46 auf, der ausgebildet ist, d. h. konstruiert und programmiert ist, um den Mechanismus 36 zu regeln. Der Controller 46 kann als eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) konfiguriert sein, die ausgebildet ist, um den Betrieb eines Verbrennungsmotors 41 (in 1 gezeigt), eines Hybrid-Elektroantriebsstrangs (nicht gezeigt) oder anderer alternativer Typen von Antriebsaggregaten und auch anderer Fahrzeugsysteme zu regeln, oder er kann ein fest zugeordneter Controller sein. Um den Betrieb des Mechanismus 36 geeignet zu steuern, weist der Controller 46 einen Speicher auf, von welchem zumindest ein Teil zugreifbar und nicht vorübergehend ist. Der Speicher kann ein beliebiges beschreibbares Medium sein, das am Bereitstellen von computerlesbaren Daten oder Verarbeitungsanweisungen beteiligt ist. Ein solches Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich solcher nichtflüchtiger Medien und flüchtiger Medien, ohne auf diese beschränkt zu sein.
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Nichtflüchtige Medien für den Controller 46 können beispielsweise optische oder magnetische Disks oder andere Permanentspeicher umfassen. Flüchtige Speicher können beispielsweise einen dynamischen Speicher mit zufälligem Zugriff (DRAM) umfassen, der einen Hauptspeicher darstellen kann. Solche Anweisungen können durch ein oder mehrere Übertragungsmedien übertragen werden, die Koaxialkabel, Kupferdrähte und Faseroptiken umfassen, einschließlich der Drähte, die einen Systembus umfassen, der mit einem Prozessor eines Computers gekoppelt ist. Der Speicher des Controllers 46 kann auch eine Diskette, eine flexible Disk, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium usw. umfassen. Der Controller 46 kann mit anderer erforderlicher Computerhardware ausgebildet oder ausgestattet sein, wie beispielsweise mit einem Hochgeschwindigkeitstaktgeber, mit erforderlichen Schaltungen zur Analog-Digital-Umwandlung (A/D) und/oder zur Digital-Analog-Umwandlung (D/A), mit beliebigen Schaltungen und Einrichtungen, die zur Eingabe/Ausgabe notwendig sind (I/O), und auch mit geeigneten Signalkonditionierungs- und/oder Pufferschaltungen. Beliebige Algorithmen, die für den Controller 46 erforderlich sind oder auf welche dieser zugreift, können in dem Speicher gespeichert sein und automatisch ausgeführt werden, um die erforderliche Funktionalität bereitzustellen.
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Das Fahrzeug 10 weist auch Straßenräder 48 auf. Mehrere erste Sensoren 50 können an der Fahrzeugkarosserie 14 angeordnet sein, um Drehzahlen jedes Straßenrades 48 (in 2 gezeigt) zu detektieren. Jeder erste Sensor 50 kann auch ausgebildet sein, um die detektierte Drehzahl des jeweiligen Straßenrades 48 an den Controller 46 zu übertragen, während der Controller ausgebildet sein kann, um die Daten, die von den jeweiligen ersten Sensoren empfangen werden, mit einer Drehzahl des Fahrzeugs 10 auf der Straße in Beziehung zu setzen. Das Fahrzeug 10 kann auch einen zweiten Sensor 52 aufweisen (in 2 gezeigt), der ausgebildet ist, um ein Giermoment oder eine Giergeschwindigkeit an der Fahrzeugkarosserie 14 relativ zu der Straßenoberfläche 12 zu detektieren und um die detektierte Giergeschwindigkeit an den Controller 46 zu übertragen. Zusätzlich kann das Fahrzeug 10 einen dritten Sensor 54 aufweisen, der mit einem Lenkrad 56 (in 1 gezeigt) funktional verbunden und ausgebildet ist, um während des Betriebs des Fahrzeugs einen Winkel des Lenkrads zu detektieren. Eine beabsichtigte Richtung des Fahrzeugs 10 kann anhand des Lenkradwinkels identifiziert werden, der durch den dritten Sensor 54 detektiert und an den Controller 46 übertragen wird.
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Das Fahrzeug kann zusätzlich einen vierten Sensor 58 aufweisen (in 1 gezeigt), der ausgebildet ist, um eine Geschwindigkeit der Umgebungsluftströmung 28 relativ zu dem Fahrzeug 10 zu detektieren. Der vierte Sensor kann zusätzlich ausgebildet sein, um die detektierte Geschwindigkeit der Umgebungsluftströmung an den Controller 46 zu übertragen. Ein solcher vierter Sensor 58 kann beispielsweise ein Pitot-Rohr sein, das ausgebildet ist, um einen Druck der Umgebungsluftströmung 28 an einer speziellen Position relativ zu der Fahrzeugkarosserie 14 zu detektieren, und der Controller 46 kann den gemessenen Druck mit der Luftströmungsgeschwindigkeit in Beziehung setzen.
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Der Controller 46 kann die Form jeder der jeweiligen Blasen 34-1, 34-2, 34-3 während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs 10 in Ansprechen auf die Giergeschwindigkeit, die durch den zweiten Sensor 52 detektiert wird, selektiv verändern. Darüber hinaus kann der Controller 46 ausgebildet sein, um die Form jeder der jeweiligen Blasen 34-1, 34-2, 34-3 in Ansprechen auf die Drehzahlen der Straßenräder 48, die durch den ersten Sensor 50 detektiert werden, und/oder in Ansprechen auf die Geschwindigkeit der Umgebungsluftströmung 28, die durch den vierten Sensor 58 detektiert wird, zu verändern. Dementsprechend kann die Form jeder der jeweiligen Blasen 34-1, 34-2, 34-3 proportional zu der Giergeschwindigkeit gesteuert werden, die während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs 10 erzeugt wird, indem die jeweiligen Blasen mittels des Mechanismus 36 selektiv aufgeblasen und entleert werden. Der Controller 46 kann mit einer Nachschlagetabelle 60 programmiert sein, die eine Zuordnung zwischen der Fahrzeug-Giergeschwindigkeit, der Drehzahl des Fahrzeugs auf der Straße und/oder der Geschwindigkeit der Luftströmung und einem geeigneten Volumen des Fluids 40 im Innern jeder von den Blasen 34-1, 34-2, 34-3 herstellt, um eine geeignete Regelung des Mechanismus 36 zu bewirken. Die Nachschlagetabelle 60 kann empirisch während der Validierung und des Testens des Fahrzeugs 10 entwickelt werden.
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Der Controller 46 kann zusätzlich programmiert sein, um einen Schlupf des Fahrzeugs 10 relativ zu der Straßenoberfläche 12 zu ermitteln. Der Schlupf des Fahrzeugs 10 kann ein Maß dafür umfassen, um wie viel jedes der Straßenräder 48 in eine Richtung gerutscht ist, die im Wesentlichen rechtwinklig zu der Fahrzeuglängsachse X verläuft, wodurch identifiziert wird, dass das Fahrzeug von der beabsichtigten Richtung oder dem beabsichtigten Weg entlang der Straßenoberfläche 12 abgewichen ist, wie sie bzw. er durch den Lenkradwinkel festgelegt wird, der durch den dritten Sensor 54 detektiert wird. Der Controller 46 kann programmiert sein, um den ermittelten Lenkradwinkel und die Giergeschwindigkeit zu vergleichen, um zu ermitteln, um wie viel das Fahrzeug von seiner beabsichtigten Richtung oder seinem beabsichtigten Weg abgewichen ist. Der Controller 46 kann auch programmiert sein, um den Schlupf des Fahrzeugs 10 relativ zu der Straßenoberfläche 12 zu steuern, indem die jeweiligen Blasen 34-1, 34-2, 34-3 mittels des Mechanismus 36 in Ansprechen darauf selektiv aufgeblasen und entleert werden, um wie viel das Fahrzeug von seinem beabsichtigten Weg abgewichen ist. Die veränderte Form der speziellen Blase(n) 34-1, 34-2 und 34-3 zwingt das Fahrzeug anschließend dazu, die tatsächliche Fahrzeugrichtung in die gewünschte Richtung zurückzustellen, die durch einen Bediener des Fahrzeugs über das Lenkrad 56 angewiesen wird.
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Wenn die Form der speziellen Blase(n) 34-1, 34-2 und 34-3 während des Kurvenfahrtereignisses verändert wird, ist die Spoilerbaugruppe 28, die an dem vorderen Ende 16 positioniert ist, in der Lage, die Umgebungsluftströmung 27 effektiver zu verwenden, um die Abwärtskraft FD1 an dem vorderen Ende der Fahrzeugkarosserie 14 zu maximieren. Auf ähnliche Weise ist die Spoilerbaugruppe 28, die an dem hinteren Ende 18 positioniert ist, in der Lage, die Umgebungsluftströmung 27 während des Kurvenfahrtereignisses effektiver mittels des Veränderns der Form der speziellen Blase(n) 34-1, 34-2 und 34-3 zu verwenden, um die Abwärtskraft FD2 an dem hinteren Ende der Fahrzeugkarosserie 14 zu maximieren.
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Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann der Controller 46 während des Betriebs des Fahrzeugs 10 mittels des Regelns des Mechanismus 36 das Fluid 40 in den jeweiligen am vorderen Ende 16 und/oder am hinteren Ende 18 angebrachten Spoilerbaugruppen 28 aus der ersten Fluidblase 34-1 entfernen und das Fluid der zweiten Fluidblase 34-2 zuführen, um die Abwärtskraft FD1, FD2 zu erhöhen und um die detektierte Giergeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie 14 zu verringern (in 4 gezeigt). Der Controller 46 kann ebenso das Fluid 40 der ersten Fluidblase 34-1 zuführen und das Fluid aus der zweiten Fluidblase 34-2 entfernen, um die Abwärtskraft FD1, FD2 zu verringern und um die detektierte Giergeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie 14 zu erhöhen (in 5 gezeigt). Darüber hinaus kann der Controller 46 das Fluid aus jeder von der ersten Fluidblase 34-1 und der zweiten Fluidblase 34-2 entfernen, um den Luftwiderstand an der Fahrzeugkarosserie 14 zu verringern (in 6 gezeigt). Zusätzlich kann der Controller 46 das Fluid 40 der dritten Fluidblase 34-3 selektiv zuführen (in 7 gezeigt) und das Fluid selektiv aus dieser entfernen, um die Form der Vorderkante 32-3 des Spoilerkörpers 30 zu verändern, um die Veränderung der ersten Fluidblase 34-1 und/oder der zweiten Fluidblase 34-2 zu ergänzen.
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Indem die Form der dritten Fluidblase 34-3 in Abstimmung mit der ersten und der zweiten Fluidblase 34-1, 34-2 verändert wird, kann während verschiedener Manöver des Fahrzeugs 10 ein relativ glatter Übergang zwischen der Vorderkante 32-3 und der oberen sowie der unteren Seite 32-1, 32-2 erzeugt werden. Indem speziell ein ”schärferer”, d. h. kleinerer Vorderkantenradius an der Vorderkante 32-3 erzeugt wird, kann die Verringerung der Luftwiderstands an der Fahrzeugkarosserie 14 verstärkt werden. Indem umgekehrt ein ”stumpferer”, d. h. größerer Radius an der Vorderkante 32-3 erzeugt wird, wird der Luftwiderstand an der Fahrzeugkarosserie 14 im Allgemeinen erhöht. Da ein stumpferer Radius der Vorderkante 32-3 den Übergang entweder zu der ersten Fluidblase 34-1 oder zu der zweiten Fluidblase 34-2 glatter macht, kann das Zuführen von zusätzlichem Fluid zu der dritten Fluidblase 34-3 jeweils zu einem erhöhten Auftrieb oder zu einer erhöhten Abwärtskraft führen.
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Dementsprechend kann die Regelung der Formen der jeweiligen Blasen 34-1, 34-2, 34-3 verwendet werden, um den Kontakt des Fahrzeugs 10 mit der Straßenoberfläche 12 bei erhöhten Geschwindigkeiten aufrecht zu erhalten, indem dem aerodynamischen Auftrieb der Fahrzeugkarosserie 14 in Ansprechen auf die Geschwindigkeit der Umgebungsluftströmung 27, die durch den dritten Sensor 54 detektiert wird, entgegengewirkt wird. Zusätzlich kann die Regelung der Formen der jeweiligen Blasen 34-1, 34-2, 34-3 verwendet werden, um die Handhabung des Fahrzeugs 10 zu unterstützen, um das Fahrzeug auf seinem beabsichtigten Weg zu halten, indem dem auf die Fahrzeugkarosserie 14 wirkenden Giermoment, wie es durch den zweiten Sensor 52 detektiert wird, entgegengewirkt wird.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Spoilerbaugruppe 28, die in 8 gezeigt ist, kann jede von der ersten, der zweiten und der dritten Fluidblase 34-1, 34-2, 34-3 in ein Paar einzeln aufblasbarer Blasen 34-1A und 34-1B, 34-2A und 34-2B sowie 34-3A und 34-3B aufgeteilt sein. In einem solchen Fall kann ein Satz von Blasen 34-1A, 34-2A und 34-3A auf einer Seite der Karosserie-Längsachse X angeordnet sein, während der andere Satz von Blasen 34-1B, 34-2B und 34-3B auf der anderen Seite der Karosserie-Längsachse X angeordnet sein kann. Die Blasen 34-1A, 34-2A und 34-3A können von den Blasen 34-1B, 34-2B und 34-3B durch eine Trennwand 62 getrennt sein, die beispielsweise mit der Stütze 29 verbunden ist, die entlang der Karosserie-Längsachse X positioniert ist, wie in 8 gezeigt ist. Die vorstehende Anordnung kann eine Einzelkontrolle über die jeweiligen Blasen 34-1A, 34-2A und 34-3A sowie 34-1B, 34-2B und 34-3B ermöglichen, um die Handhabung des Fahrzeugs 10 weiter zu unterstützen und um das Fahrzeug auf seinem beabsichtigten Weg zu halten, indem dem Giermoment entgegengewirkt wird, das auf die Fahrzeugkarosserie 14 wirkt. Dementsprechend kann der Controller 46 programmiert sein, um den Mechanismus 36 derart zu regeln, dass das Fluid 40 in Ansprechen auf die detektierte Giergeschwindigkeit, den detektierten Lenkradwinkel und die detektierte Drehzahl des Straßenrades jeder von dem Paar einzeln aufblasbarer Blasen 34-1A, 34-2A, 34-3A, 34-1B, 34-2B und 34-3B selektiv und einzeln zugeführt wird und das Fluid selektiv und einzeln aus diesen entfernt wird.
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Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren sollen die Offenbarung stützen und beschreiben, der Umfang der Offenbarung ist jedoch ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Obgleich einige der besten Weisen und andere Ausführungsformen zum Ausführen der beanspruchten Offenbarung im Detail beschrieben wurden, existieren verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen, um die Offenbarung auszuüben, die durch die beigefügten Ansprüche definiert ist. Darüber hinaus sollen die Ausführungsformen, die in den Zeichnungen gezeigt sind, oder die Eigenschaften verschiedener Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, nicht notwendigerweise als Ausführungsformen verstanden werden, die voneinander unabhängig sind. Stattdessen ist es möglich, dass jede der Eigenschaften, die in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschrieben sind, mit einer oder mehreren der anderen gewünschten Eigenschaften aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, was zu weiteren Ausführungsformen führt, die nicht in Worten oder durch Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben sind. Dementsprechend fallen solche weitere Ausführungsformen in den Rahmen des Umfangs der beigefügten Ansprüche.
