DE102016115126A1

DE102016115126A1 - Verstellbarer Splitter für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016115126A1
Application number: DE102016115126.2A
Authority: DE
Inventors: Daniel J. Hommes
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2016-08-15
Publication date: 2017-03-02
Also published as: US9643665B2; US20170057566A1

Abstract

Ein Splittersystem für ein Fahrzeug beinhaltet einen Splitterkörper mit einer ersten Splitterkörperseite und einer zweiten Splitterkörperseite. Das Fahrzeug beinhaltet eine Fahrzeugkarosserie, angeordnet entlang einer Karosserielängsachse, und versehen mit einem ersten Fahrzeugkarosserieende, das konfiguriert ist, der anströmenden Umgebungsluft zu begegnen. Der Splitterkörper ist am ersten Ende der Fahrzeugkarosserie montiert, um einen aerodynamischen Abtrieb an diesem zu erzeugen, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist. Das Splittersystem hat ein erstes Wiglet, wirkverbunden mit einer ersten Splitterkörperseite, und ein zweites Wiglet, wirkverbunden mit einer zweiten Splitterkörperseite, worin das erste und zweite Wiglet dazu konfiguriert sind, die Bewegung der anströmenden Umgebungsluft im Verhältnis zum Splitterkörper zu steuern. Ein Mechanismus ist dazu konfiguriert, beide Wiglets selektiv in eine Richtung quer zur Karosserielängsachse zu verstellen, um somit den vom Splitterkörper am ersten Karosserieende des Fahrzeugs erzeugten aerodynamischen Abtrieb zu regeln.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung bezieht sich auf einen verstellbaren Splitter zur Verbesserung der Aerodynamik eines Kraftfahrzeugs.
HINTERGRUND
Aerodynamik ist ein wesentlicher Faktor bei der Konzeption von Fahrzeugen, einschließlich Automobilen. Automobil-Aerodynamik ist die Untersuchung der Aerodynamik von Straßenfahrzeugen. Die Hauptziele der Untersuchung sind die Reduktion von Luftwiderstand und Windgeräuschen zur Minimierung von Geräuschemissionen, sowie die Verhinderung von unerwünschten Auftriebskräften und anderen Ursachen für aerodynamische Instabilität bei hohen Geschwindigkeiten. Des Weiteren dazu kann die Untersuchung der Aerodynamik auch dazu dienen, bei Hochleistungsfahrzeugen Abtrieb zu erzeugen, um Fahrzeugstabilität und Kurvenverhalten zu verbessern. Die Untersuchung wird normalerweise zur Formgestaltung der Fahrzeugkarosserie herangezogen, um einen gewünschten Kompromiss zwischen den oben erwähnten Eigenschaften für spezifische Fahrzeuganwendungen zu erzielen.
Ein Splitter ist eine aerodynamische Vorrichtung, die mitunter zur Erhöhung der Stärke des Abtriebs an einer Fahrzeugfront verwendet wird. Normalerweise wird der Luftstrom an der Fahrzeugfront über dem Splitter durch einen Frontspoiler zur Stagnation gebracht, der einen Staudruckbereich erzeugt. Unter dem Splitter wird der Luftstrom von dem Stagnationsbereich weg geleitet und beschleunigt, wodurch der Druck sinkt. Der derart reduzierte Druck unter dem Splitter erzeugt im Zusammenwirken mit dem hohen Druck über dem Splitter Abtrieb (Bodenanpresskraft) an der Fahrzeugfront. Im Allgemeinen gilt: je breiter der Splitterbereich ist, desto mehr Abtrieb wird an der Fahrzeugfront erzeugt.
KURZDARSTELLUNG
Ein Splittersystem für ein Fahrzeug beinhaltet einen Splitterkörper mit einer ersten Splitterkörperseite und einer zweiten Splitterkörperseite. Das Fahrzeug beinhaltet eine Fahrzeugkarosserie, angeordnet entlang einer Längsachse, die ein erstes Karosserieende aufweist, dazu konfiguriert, der anströmenden Umgebungsluft zu begegnen. Der Splitterkörper ist dazu konfiguriert, am ersten Ende der Fahrzeugkarosserie montiert zu werden, um an diesem einen aerodynamischen Abtrieb zu erzeugen, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist. Das Splittersystem hat ein erstes Wiglet, wirkverbunden mit einer ersten Splitterkörperseite, und ein zweites Wiglet, wirkverbunden mit einer zweiten Splitterkörperseite, worin das erste und zweite Wiglet dazu konfiguriert sind, die Bewegung der anströmenden Umgebungsluft im Verhältnis zum Splitterkörper zu steuern. Ein Mechanismus ist dazu konfiguriert, beide Wiglets selektiv in eine Richtung quer zur Karosserielängsachse zu verstellen, um somit den vom Splitterkörper am ersten Karosserieende des Fahrzeugs erzeugten aerodynamischen Abtrieb zu regeln.
Das Splittersystem kann auch eine elektronische Steuereinheit beinhalten, die zur Regelung des Mechanismus konfiguriert ist. Das Fahrzeug kann auch ein Laufrad beinhalten, und das Splittersystem kann weiterhin einen ersten Sensor beinhalten, der zum Erfassen einer Drehzahl des Laufrads und zum Übertragen der erfassten Drehzahl des Laufrads an die Steuereinheit konfiguriert ist.
Das Splittersystem kann auch einen zweiten Sensor beinhalten, konfiguriert zum Erfassen einer Giergeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie und zum Übertragen der erfassten Giergeschwindigkeit an die Steuereinheit.
Das Splittersystem kann auch einen dritten Sensor beinhalten, konfiguriert zum Erfassen einer Strömungsgeschwindigkeit der anströmenden Umgebungsluft im Verhältnis zum Fahrzeug, und zum Übertragen der erfassten Anströmgeschwindigkeit der Umgebungsluft an die Steuereinheit.
Das Fahrzeug kann zusätzlich dazu ein Lenkrad beinhalten, und das Splittersystem kann einen vierten Sensor beinhalten, der zum Erfassen des Lenkwinkels des Lenkrads konfiguriert ist.
Die Steuereinheit kann zum selektiven Verstellen zumindest des ersten oder des zweiten Wiglets über den Mechanismus konfiguriert sein, in eine Richtung quer zur Karosserielängsachse während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs, als Reaktion auf die erfasste Giergeschwindigkeit, den erfassten Lenkwinkel des Lenkrads, und mindestens eine der erfassten Drehzahlen des Laufrads und der Anströmgeschwindigkeit der Umgebungsluft, um dadurch den aerodynamischen Abtrieb am ersten Karosserieende des Fahrzeugs zu regeln und die erfasste Giergeschwindigkeit unter Kontrolle zu bringen.
Die Steuereinheit kann zusätzlich zum selektiven Verstellen zumindest des ersten oder des zweiten Wiglets über den Mechanismus programmiert sein, in eine Richtung quer zur Karosserielängsachse, gemäß einer Nachschlagetabelle, die ein Verhältnis zwischen dem Ausmaß der Verstellung des ersten Wiglets und des zweiten Wiglets und dem Ausmaß des aerodynamischen Abtriebs aufstellt, erzeugt vom Splitter am ersten Karosserieende des Fahrzeugs.
Der Mechanismus kann mindestens ein Linearstellglied, ein Drehstellglied und einen Elektromotor beinhalten.
Zudem wird ein Fahrzeug offenbart, das ein derartiges Splittersystem beinhaltet.
Die oben aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsform/en und der besten Art/en zum Ausführen der beschriebenen Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und angehängten Ansprüche ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie, angeordnet in einer Karosserieebene entlang einer Längsachse und mit einem offenbarungsgemäßen Splittersystem mit beweglichen Winglets versehen.
2 ist eine schematische Frontansicht des in 1 dargestellten offenbarungsgemäßen Fahrzeugs.
3 ist eine schematische Phantomdarstellung des in den 1–2 gezeigten Fahrzeugs, zusammen mit einer detaillierten Ansicht des offenbarungsgemäßen Splittersystems.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen worin in mehreren Ansichten gleiche Referenznummern auf gleiche Komponenten verweisen, zeigt 1 eine schematische Ansicht eines Motorfahrzeuges 10, positioniert im Verhältnis zur Fahrbahnoberfläche 12. Das Fahrzeug 10 beinhaltet eine Fahrzeugkarosserie 14 angeordnet in einer Karosserieebene P, die im Wesentlichen parallel zur Fahrbahnoberfläche 12 ist. Die Fahrzeugkarosserie 14 definiert sechs Karosserieseiten. Die sechs Karosserieseiten beinhalten ein erstes Karosserieende, oder Fahrzeugfront 16, ein entgegengesetzt liegendes zweites Karosserieende, oder Fahrzeugheck 18, eine erste laterale Karosserieseite, oder linke Seitenwand 20, und eine zweite laterale Karosserieseite, oder rechte Seitenwand 22, eine oberen Karosserieteil 24, der ein Fahrzeugdach beinhalten kann, und einen Unterbodenteil (nicht dargestellt).
Die linke Seitenwand 20 und die rechte Seitenwand 22 sind im Allgemeinen parallel zueinander und im Verhältnis zu einer virtuellen Längsachse X des Fahrzeugs 10 angeordnet und überbrücken den Abstand zwischen der Fahrzeugfront 16 und dem Fahrzeugheck 18. Die Karosserieebene P ist so definiert, dass Sie die Längsachse X beinhaltet. Ein Fahrgastraum (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 10 wird im Allgemeinen von der Fahrzeugfront und dem Fahrzeugheck 16, 18 und den linken und rechten Seitenwänden der Karosserie 14 eingegrenzt. Wie ein technisch versierter Fachmann verstehen wird, ist die Fahrzeugfront 16 konfiguriert, um der anströmenden Umgebungsluft 27 zu begegnen, wenn das Fahrzeug 10 im Verhältnis zur Fahrbahnoberfläche 12 in Bewegung ist. Wenn das Fahrzeug 10 in Bewegung ist, bewegt sich die anströmende Umgebungsluft 27 im Wesentlichen parallel zur Karosserieebene P und entlang der Längsachse X.
Während sich das Fahrzeug 10 im Verhältnis zur Fahrbahnoberfläche 12 bewegt, strömt die Umgebungsluft 27 um die Fahrzeugkarosserie 14 herum und wird in jeweils einen ersten Luftstromteil 27-1, einen zweiten Luftstromteil 27-2, einen dritten Luftstromteil 27-3 und einen vierten Luftstromteil (nicht dargestellt) aufgeteilt (gesplittet), die sich am Ende in einem Nachlauf- oder Wiederumlauf-Luftstromgebiet 27-6 direkt hinter dem Fahrzeugheck 18 wieder vereinen. Insbesondere strömt, wie in 1 gezeigt, der erste Luftstromteil 27-1 über das Fahrzeugdach 24, ein zweiter Luftstromteil 27-2 an der linken Seitenwand vorbei 20, ein dritter Luftstromteil 27-3 an der rechten Seitenwand 22 vorbei, und der vierte Luftstromteil, der hier nicht spezifisch dargestellt ist, strömt unter der Fahrzeugkarosserie 14 zwischen dem Unterbodenteil und der Fahrbahnoberfläche 12 vorbei. Wie ein technisch versierter Fachmann verstehen wird, entsteht das Wiederumlauf-Luftstromgebiet 27-6 im Allgemeinen bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten aus dem um die sechs Seiten der Fahrzeugkarosserie 14 strömenden Luftstrom.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, beinhaltet das Fahrzeug 10 zudem ein Splittersystem 28. Das Splittersystem 28 beinhaltet einen Splitterkörper 30, angeordnet entlang einer Splitterkörperachse Y und dazu konfiguriert, die Bewegung der anströmenden Umgebungsluft 27 entlang der Karosserielängsachse X der Fahrzeugkarosserie 14 zu leiten. Wie dargestellt, ist der Splitterkörper 30 an der Fahrzeugfront 16 montiert, um einen aerodynamischen Abtrieb F_D an der Fahrzeugkarosserie 14 zu erzeugen, wenn das Fahrzeug 10 in Bewegung ist. Wie zu verstehen ist, bestimmt ein Druckunterschied zwischen dem ersten Luftstromteil 27-1 und dem vierten Luftstromteil 27-4, erzeugt vom Splitterkörper 30, die Stärke des auf die Fahrzeugfront 16 einwirkenden Abtriebs F_D, wobei der erste Luftstromteil den größeren Druckanteil aufweist. Der Splitterkörper 30 hat eine erste Splitterkörperseite 30-1 und eine zweite Splitterkörperseite 30-2.
Das Splittersystem 28 beinhaltet auch ein erstes Winglet 32 wirkverbunden mit der ersten Splitterkörperseite 30-1 und ein zweites Winglet 34 wirkverbunden mit der zweiten Splitterkörperseite 30-2. Die beiden Winglets 32, 34 sind im Wesentlichen querliegend im Verhältnis zur Splitterkörperachse Y angeordnet und enthalten jeweils eine Wingletwand 32-1 und ein Wingletwand 34-1, beide im Wesentlichen vertikal im Verhältnis zur Fahrbahnoberfläche 12 angeordnet und der anströmenden Umgebungsluft 27 zugewandt. Als Ergebnis erleichtern die Wingletwände 32-1, 34-1 das Verschließen jeweiliger Luftlöcher 27-2A, 27-3A zwischen den entsprechenden Winglets 32, 34 und der Fahrzeugkarosserie 14, wenn das Fahrzeug 10 in Bewegung ist. Demnach sind das erste und zweite Winglet 32, 34 konfiguriert zum Lenken der Bewegung des zweiten und dritten Luftstromteils 27-2, 27-3 im Verhältnis zum Splitterkörper 30 und um die linke Seitenwand 20 und die rechte Seitenwand 22 der Fahrzeugkarosserie 14 herum.
Wie in 3 gezeigt, beinhaltet das Splittersystem 28 auch einen Mechanismus 36, konfiguriert zum selektiven Verstellen des ersten Winglets 32 und des zweiten Winglets 34 entlang der Y-Achse des Splitterkörpers, d. h. in einer im Wesentlichen zur Karosserielängsachse X querliegenden Richtung. Als Ergebnis kann der Mechanismus 36 das erste und zweite Winglet 32, 34 auf die ersten und zweiten lateralen Karosserieseiten zu und von diesen weg 20, 22 verstellen. Eine derartige Verstellung des ersten Winglets 32 und des zweiten Winglets 34 ändert die Stellung der Winglets im Verhältnis zur ersten und zweiten lateralen Karosserieseite 20, 22, um die Angriffsflächen der Wingletwände 32-1, 34-1 zu vergrößern oder zu verkleinern. Die Einstellung der Angriffsflächen der Wingletwände 32-1, 34-1 verändert wiederum die Größe der jeweiligen Luftlöcher 27-2A, 27-3A und regelt damit die Stärke des aerodynamischen Abtriebs F_D, der vom Splitterkörper 30 an der Karrosseriefront 16 erzeugt wird.
Zur Erleichterung der Verstellung entlang der Y-Achse des Splitterkörpers können das erste Winglet 32 und das zweite Winglet 34 beweglich auf dem Splitterkörper 30 jeweils angrenzend am ersten Ende 30-1 und am zweiten Ende 30-2 montiert sein. Die Einrichtungen 32-2, 34-2 können jeweils auf dem ersten und zweiten Winglet 32, 34 zum Eingriff mit den zusätzlichen Kanälen 20A und 22A auf der linken und rechten Seitenwand 20, 22 und zur gleitenden Bewegung im Verhältnis dazu vorhanden sein. Die Enden 30-1, 30-2 des Splitterkörpers 30 können auch dazu konfiguriert sein, in jeweiligen Kanälen 32-3, 34-3 auf dem ersten und zweiten Winglet 32, 34 zu gleiten. Umgekehrt können die Enden 30-1, 30-2 des Splitterkörpers 30 Kanäle beinhalten, die Einrichtungen (nicht dargestellt) auf dem ersten und zweiten Winglet 32, 34 zur Gleitbewegung der Winglets im Verhältnis zum Splitterkörper aufnehmen können.
Der Mechanismus 36 kann einen Satz von individuellen Vorrichtungen 38 zum Verstellen jedes Winglets 32, 34 auf die jeweilige erste und zweite laterale Karosserieseite 20, 22 zu, oder von denselben weg, beinhalten. Ein derartiger Satz von individuellen Vorrichtungen 38 kann aus einer spezifischen Vorrichtung 38 zum Verstellen des ersten Winglets 32 und einer anderen spezifischen Vorrichtung 38 zum Verstellen des zweiten Winglets 34 bestehen. Jede Vorrichtung 38 kann zwischen der Fahrzeugkarosserie 14 und dem entsprechenden ersten und zweiten Winglet 32, 34 angeordnet sein, um eine Bewegung des ersten und zweiten Winglets zu generieren; es kann sich um ein Linearstellglied, ein Drehstellglied und/oder einen Elektromotor handeln (nicht im Detail dargestellt, jedoch für den technisch versierten Fachmann verständlich). Wie in 3 gezeigt, kann jede Vorrichtung 38 dazu konfiguriert sein, eine Kraft F1 zum Verstellen jeweils des ersten und zweiten Winglets 32, 34 in einer Richtung auszuüben, und eine entgegengesetzte Kraft F2, um die entsprechenden Winglets in der entgegengesetzten Richtung zu verstellen.
Wie in den 1–3 gezeigt, beinhaltet das Fahrzeug auch ein elektronisches Steuergerät 39, konfiguriert, d. h. gebaut und programmiert, zum Einstellen des Mechanismus 36. Die Steuereinheit 39 kann als Zentraleinheit (CPU) ausgebildet sein, konfiguriert zur Betriebssteuerung des Verbrennungsmotors 40 (dargestellt in 1), eines Hybrid-Elektro-Antriebsstrangs (nicht dargestellt) oder weiterer alternativer Antriebsaggregattypen und Fahrzeugsysteme, oder als zweckbestimmte Steuereinheit. Zur Steuerung des Mechanismus 36 in geeigneter Weise beinhaltet die Steuereinheit 39 einen Speicher, von dem mindestens ein Teil materiell und nicht flüchtig ist. Der Speicher kann ein beliebiges beschreibbares Medium sein, das an der Bereitstellung computerlesbarer Daten oder Prozessinstruktionen beteiligt ist. Ein solches Medium kann in einem beliebigen Format vorliegen, einschließlich aber nicht beschränkt auf nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien.
Nichtflüchtige Medien für den Speicher 39 können beispielsweise Bild- oder Magnetplatten und andere persistente Speicher sein. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM) beinhalten, die einen Hauptspeicher darstellen können. Derartige Anweisungen können von einem oder mehreren Übertragungsmedien, einschließlich Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik übertragen werden, einschließlich der Leiter, aus denen ein mit dem Prozessor gekoppelter Systembus besteht. Der Speicher der Steuereinheit 39 kann auch aus einer Floppy Disk, einer flexiblen Diskette, einer Festplatte, einem Magnetband, einem beliebigen anderen magnetischen Medium, einer CD-ROM, einer DVD oder einem beliebigen anderen optischen Medium usw. bestehen. Die Steuereinheit 39 kann mit anderer erforderlicher Computer-Hardware konfiguriert oder ausgerüstet sein, wie etwa einem Hochgeschwindigkeitstakt, notwendigen Analog-zu-Digital (A/D) und/oder Digital-zu-Analog (D/A) Schaltkreisen, allen erforderlichen Eingangs-/Ausgangsschaltungen und -geräten (I/O), sowie geeigneter Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltkreise, oder sie kann dementsprechend konfiguriert werden. Alle Algorithmen, die für die Steuereinheit 39 erforderlich oder zugänglich sind, können im Speicher gespeichert und automatisch ausgeführt werden, um die angeforderte Funktionalität zu liefern.
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet das Fahrzeug 10 auch Laufräder 42. Eine Vielzahl von ersten Sensoren 44 kann auf der Fahrzeugkarosserie 14 angeordnet sein, um die Drehzahl von jedem Laufrad zu erfassen 42. Jeder erste Sensor 44 kann auch dazu konfiguriert sein, die erfasste Drehzahl des jeweiligen Laufrads 42 an die Steuereinheit 39 zu übermitteln, während die Steuereinheit dazu konfiguriert sein kann, die von den jeweiligen ersten Sensoren empfangenen Daten in die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 umzurechnen. Das Fahrzeug 10 kann auch einen zweiten Sensor 46 beinhalten, konfiguriert zur Erfassung einer Gierkraft oder -geschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie 14 im Verhältnis zur Fahrbahnoberfläche 12 und zur Übermittlung der erfassten Giergeschwindigkeit an die Steuereinheit 39. Das Fahrzeug kann zusätzlich dazu einen dritten Sensor 48 beinhalten, konfiguriert zur Erfassung der Anströmgeschwindigkeit der Umgebungsluft 27 im Verhältnis zum Fahrzeug 10 und zur Übermittlung der erfassten Anströmgeschwindigkeit der anströmenden Umgebungsluft an die Steuereinheit 39. Der dritte Sensor 48 kann ein Staudruckrohr sein, konfiguriert zur Erfassung des Drucks der anströmenden Umgebungsluft 27 an einer bestimmten Stelle der Fahrzeugkarosserie 14, und die Steuereinheit 39 kann den gemessenen Druck in die Luftströmungsgeschwindigkeit umrechnen.
Die Steuereinheit 39 ist zusätzlich dazu konfiguriert, über den Mechanismus 36 das erste und zweite Winglet 32, 34 selektiv entlang der Y-Achse des Splitterkörpers, auf die jeweils erste und zweite laterale Karosserieseite 20, 22 zu bzw. von dieser weg zu verstellen, während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs 10 in Reaktion auf die vom zweiten Sensor 46 erfasste Giergeschwindigkeit. Wenn das Fahrzeug 10 beispielsweise in schneller Kurvenfahrt (hoher G-Wert) begriffen ist, können das erste und zweite Winglet 32, 34 von den jeweiligen Seitenwänden 20, 22 weg gestreckt werden, um den auf die Fahrzeugfront 16 einwirkenden Abtrieb F_D zu erhöhen und die Fähigkeit des Fahrzeugs zum Halten der gewählten Spur in der Kurve zu verbessern. Dementsprechend kann die Stellung des ersten und zweites Winglets 32, 34 über die Steuereinheit 39 entlang der Karosserielängsachse X und im Verhältnis zur jeweiligen Seitenwand 20, 22 eingestellt werden, proportional zu der in der Kurvenfahrt des Fahrzeugs 10 generierten Giergeschwindigkeit, durch Verstellen der betreffenden Winglets.
Weiterhin kann die Steuereinheit 39 dazu konfiguriert sein, über den Mechanismus 36 das erste und zweite Winglet 32, 34 selektiv entlang der Y-Achse des Splitterkörpers auf die jeweils erste und zweite laterale Karosserieseite 20, 22 zu bzw. von dieser weg zu verstellen, in Reaktion auf die vom ersten Sensor 44 erfassten Drehzahlen der Laufräder 42, und/oder die vom dritten Sensor 48 erfasste Anströmgeschwindigkeit der Umgebungsluft 27. Wenn das Fahrzeug 10 beispielsweise mit erhöhter Fahrgeschwindigkeit fährt, können das erste und zweite Winglets 32, 34 von den jeweiligen Seitenwänden 20, 22 weg gestreckt werden, um den auf die Fahrzeugfront 16 einwirkenden Abtrieb F_D zu erhöhen und die Stabilität und das Lenkansprechen des Fahrzeugs unter diesen Bedingungen zu verbessern. Andererseits können das erste und zweite Winglet 32, 34 in Richtung der jeweiligen Seitenwände 20, 22 eingezogen werden, um den Abtrieb F_D, zu senken und als Ergebnis den aerodynamischen Luftwiderstand des Fahrzeugs 10 zu erhöhen.
Die Steuereinheit 39 kann auch dazu programmiert werden, einen Schlupf des Fahrzeugs 10 im Verhältnis zur Fahrbahnoberfläche 12 zu bestimmen. Der Schlupf des Fahrzeugs 10 kann ein Maß dessen beinhalten, um wie viel jedes der Laufräder 42 in einer Richtung gerutscht ist, die im Allgemeinen rechtwinklig zur Fahrzeug-X-Achse verläuft, wodurch festgestellt wird, dass das Fahrzeug von einer vorgesehenen Richtung oder Bahn entlang der Fahrbahnoberfläche 12 abgewichen ist. Die vorgesehene Richtung des Fahrzeugs 10 kann über den Lenkradwinkel definiert werden, der vom vierten, mit dem Lenkrad 52 wirkverbundenen (dargestellt in 1) Sensor 50 erfasst und an die Steuereinheit 39 übermittelt wird. Des Weiteren kann die Steuereinheit 39 zum Vergleich des erfassten Lenkradwinkels mit der Giergeschwindigkeit programmiert werden, um zu bestimmen, um wie viel das Fahrzeug von seiner vorgesehenen Richtung oder Bahn abgewichen ist.
Die Steuereinheit 39 kann auch dazu programmiert werden, den Schlupf des Fahrzeugs 10 im Verhältnis zur Fahrbahnoberfläche 12 zu steuern, indem die Stellung des ersten zweite Winglets 32, 34 im Verhältnis zu den entsprechenden Seitenwänden 20, 22 über den Mechanismus 36 gesteuert wird, in Reaktion darauf, um wie viel das Fahrzeug von seiner vorgesehenen Bahn abgewichen ist. Die praktizierte Änderung der Stellung des ersten und zweiten Winglets 32, 34 bringt das Fahrzeug 10 dann dazu, von der aktuellen Fahrtrichtung zur vorgesehenen Fahrtrichtung zurückzukehren, die vom Fahrzeugführer am Lenkrad 52 bestimmt wird. Zusätzlich dazu können zwei dritte Sensoren 48 auf dem Splitterkörper 30, angebracht werden, ein solcher dritter Sensor am ersten Ende 30-1, und ein anderer dritter Sensor am anderen Ende 30-2 (nicht dargestellt). Die Steuereinheit 39 kann dann dazu konfiguriert sein, die Stellung des ersten und des zweites Winglets 32, 34 im Verhältnis zu den jeweiligen Karosserieseiten 20, 22 zu verändern, in Reaktion auf eine festgestellte Differenz zwischen den an jedem dritten Sensor 48 gemessenen Luftanströmgeschwindigkeiten, wenn das Fahrzeug 10 in eine Kurve eintritt und diese durchfährt, um den Abtrieb F_D an der Fahrzeugkarosserie 14 zu ändern.
Die Steuereinheit 39 kann zusätzlich dazu mit einer Nachschlagetabelle 54 programmiert werden, die einen Bezug zwischen den hierüber beschriebenen Fahrzeugparametern – dem Schlupf, der Giergeschwindigkeit, der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, und/oder der Anströmgeschwindigkeit der Luft und der entsprechenden Stellung der Winglets 32, 34 herstellt, um die Regelung des Mechanismus 36 in geeigneter Weise zu beeinflussen. Insbesondere kann die Nachschlagetabelle 54 einen Bezug zwischen dem Ausmaß der Verstellung des ersten Winglets 32 und des zweiten Winglets 34 und dem Ausmaß des aerodynamischen Abtriebs F_D herstellen, der vom Splittersystem 28 an der Fahrzeugfront 16 erzeugt wird. Die Nachschlagetabelle 54 kann empirisch in der Validierungs- und Testphase des Fahrzeugs 10 erstellt werden. Wenn die Stellung des ersten und zweiten Winglets 32, 34 im Verhältnis zu den entsprechenden Seitenwänden 20, 22 während der Kurvenfahrt oder bei erhöhten Fahrgeschwindigkeiten verstellt wird, kann das Splittersystem 28 den Abtrieb F_D am Frontende der Fahrzeugkarosserie 14 regeln, um das dynamische Fahrverhalten des Fahrzeugs 10 zu beeinflussen.
Demzufolge kann die Regelung der Stellung des ersten und zweiten Winglets 32, 34 benutzt werden, um den Kontakt des Fahrzeugs 10 mit der Fahrbahnoberfläche 12 bei hohen Geschwindigkeiten beizubehalten, indem das Fahrzeug als Reaktion auf die vom dritten Sensor 48 erfasste Anströmgeschwindigkeit der Umgebungsluft 27 dem aerodynamischen Auftrieb der Fahrzeugkarosserie 14 entgegenwirkt. Zusätzlich dazu kann die Regelung der Stellung des ersten und zweiten Winglets 32, 34 benutzt werden, um das Handling des Fahrzeugs 10 zu unterstützen, indem das Fahrzeug dem auf die Fahrzeugkarosserie 14 einwirkenden, vom zweiten Sensor 46 erfassten Giermoment entgegenwirkt und dieses unter Kontrolle bringt und so in seiner vorgesehenen Bahn gehalten wird.
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, doch der Umfang der Offenbarung ist einzig und allein durch die Ansprüche 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.

Claims

Splittersystem für ein Fahrzeug, bei dem eine Fahrzeugkarosserie entlang einer Karosserielängsachse angeordnet ist und ein erstes Fahrzeugkarosserieende beinhaltet, konfiguriert, um der anströmenden Umgebungsluft zu begegnen, wenn sich das Fahrzeug im Verhältnis zu einer Fahrbahnoberfläche bewegt, das Splittersystem umfassend: einen Splitterkörper mit einer ersten Splitterkörperseite und einer zweiten Splitterkörperseite, konfiguriert dazu, am ersten Ende der Fahrzeugkarosserie montiert zu werden und einen aerodynamischen Abtrieb am ersten Ende der Fahrzeugkarosserie zu erzeugen, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist; ein erstes Winglet, wirkverbunden mit der ersten Splitterkörperseite, und ein zweites Winglet, wirkverbunden mit der zweiten Splitterkörperseite, worin das erste und zweite Winglet beide dazu konfiguriert sind, die Bewegung der anströmende Umgebungsluft im Verhältnis zum Splitterkörper zu leiten; und einen Mechanismus, konfiguriert zum selektiven Verstellen des ersten Winglets und des zweiten Winglets in einer quer zur Karosserielängsachse liegenden Richtung, um damit die Stärke des vom Splitterkörper am ersten Ende der Fahrzeugkarosserie erzeugten aerodynamischen Abtriebs einzustellen.
Splittersystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine elektronische Steuereinheit, konfiguriert zur Regelung des Mechanismus.
Splittersystem nach Anspruch 2, worin das Fahrzeug ein Laufrad beinhaltet, und das Splittersystem weiterhin einen ersten Sensor beinhaltet, konfiguriert zum Erfassen einer Drehzahl des Laufrads und zum Übertragen der erfassten Drehzahl des Laufrads an die Steuereinheit.
Splittersystem nach Anspruch 3, weiterhin umfassend einen zweiten Sensor, konfiguriert zum Erfassen einer Giergeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie und zum Übertragen der erfassten Giergeschwindigkeit an die Steuereinheit.
Splittersystem nach Anspruch 4, weiterhin umfassend einen dritten Sensor, konfiguriert zum Erfassen einer Strömungsgeschwindigkeit der anströmenden Umgebungsluft im Verhältnis zum Fahrzeug, und zum Übertragen der erfassten Anströmgeschwindigkeit der Umgebungsluft an die Steuereinheit.
Splittersystem nach Anspruch 5, worin das Fahrzeug ein Lenkrad beinhaltet, und das Splittersystem einen vierten Sensor umfasst, der zum Erfassen des Lenkwinkels des Lenkrads konfiguriert ist.
Splittersystem nach Anspruch 6, worin Steuereinheit zum selektiven Verstellen zumindest des ersten oder des zweiten Wiglets über den Mechanismus konfiguriert ist, in eine Richtung quer zur Karosserielängsachse während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs, als Reaktion auf die erfasste Giergeschwindigkeit, den erfassten Lenkwinkel des Lenkrads, und mindestens eine der erfassten Drehzahlen des Laufrads und der Anströmgeschwindigkeit der Umgebungsluft, um dadurch den aerodynamischen Abtrieb am ersten Karosserieende des Fahrzeugs zu regeln und die erfasste Giergeschwindigkeit unter Kontrolle zu bringen.
Splittersystem nach Anspruch 7, worin die Steuereinheit zum selektiven Verstellen zumindest des ersten oder des zweiten Wiglets über den Mechanismus programmiert ist, in eine Richtung quer zur Karosserielängsachse, gemäß einer Nachschlagetabelle, die ein Verhältnis zwischen dem Ausmaß der Verstellung des ersten Wiglets und des zweiten Wiglets und dem Ausmaß des aerodynamischen Abtriebs aufstellt, erzeugt vom Splitter am ersten Karosserieende des Fahrzeugs.
Splittersystem nach Anspruch 1, worin der Mechanismus mindestens ein Linearstellglied, ein Drehstellglied oder einen Elektromotor beinhaltet.