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TECHNISCHES GEBIET
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Die Offenbarung betrifft eine selektive Steuerung der Fahrzeug-Aerodynamik.
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HINTERGRUND
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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 zur Minimierung von Geräuschemissionen sowie die Verhinderung von unerwünschten Auftriebskräften und anderen Ursachen für aerodynamische Instabilität bei hohen Geschwindigkeiten.
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Die Untersuchung wird normalerweise zur Formgestaltung der Fahrzeugkarosserie zusammen mit der Verwendung von aerodynamischen Vorrichtungen herangezogen, um einen gewünschten Kompromiss zwischen den oben erwähnten Eigenschaften für spezifische Fahrzeuganwendungen zu erzielen. Des Weiteren kann die Untersuchung der Aerodynamik auch dazu verwendet werden, Abtrieb in Fahrzeugen zu erzielen, um Fahrzeugantrieb, hohe Geschwindigkeitsstabilität und das Abbiegen zu verbessern.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein System ist zum Steuern von Aerodynamik eines Fahrzeugs konfiguriert. Das Fahrzeug enthält eine Fahrzeugkarosserie, angeordnet entlang einer Längsachse, wobei ein erstes Fahrzeugkarosserieende zur Begegnung mit dem eintreffenden Luftstrom der Umgebungsluft konfiguriert ist. Das System enthält ein an der Fahrzeugkarosserie angebrachtes Aerodynamik-Hilfselement, das so konfiguriert ist, um durch die Steuerung des ankommenden Luftstroms der Umgebungsluft einen Anpressdruck darauf zu erzeugen. Das System enthält auch eine verstellbare Klappe am Aerodynamik-Hilfselement. Die verstellbare Klappe ist zum Verstellen relativ zum Aerodynamik-Hilfselement konfiguriert und steuert dadurch die Bewegung des auftreffenden Luftstroms der Umgebungsluft gegenüber dem Aerodynamik-Hilfselement. Das System enthält zusätzlich einen Mechanismus zur Veränderung der Position der verstellbaren Klappe relativ zum Aerodynamik-Hilfselement, um dadurch die Größe des durch das Aerodynamik-Hilfselement erzeugten Anpressdrucks anzupassen.
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Der Mechanismus kann so konfiguriert sein, um die Position der verstellbaren Klappe durch Schwenken der verstellbaren Klappe um eine Achse anzupassen. Zusätzlich kann der Mechanismus eine Vorspannfeder haben, die eine Kraft ausübt, um die Klappe zu einer vorbestimmten Position zurückzuziehen.
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Der Mechanismus kann so konfiguriert sein, um die verstellbare Klappe gegenüber dem Aerodynamik-Hilfselement selektiv auszustellen oder zurückzuziehen. In einem solchen Fall kann eine ausgestellte verstellbare Klappe so konfiguriert werden, dass die Bewegung des auftreffenden Luftstroms der Umgebungsluft gegenüber dem Aerodynamik-Hilfselement unterbrochen und somit die Größe des Anpressdrucks durch das Aerodynamik-Hilfselement verringert wird. Zum anderen kann eine zurückgezogene verstellbare Klappe die Größe des durch das Aerodynamik-Hilfselement erzeugten Anpressdrucks erhöhen.
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Das System kann auch mindestens einen Sensor an der Fahrzeug-Karosserie enthalten, der zur Erfassung eines Fahrzeug-Dynamikparameters konfiguriert ist. Das System kann zusätzlich eine elektronische Steuerung in Verbindung mit mindestens einem Sensor enthalten und zur Regelung des Mechanismus in Reaktion auf die erfassten Fahrzeug-Dynamikparameter programmiert sein.
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Der mindestens eine Sensor kann einen ersten Sensor enthalten, der zur Erfassung einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs als ersten Fahrzeug-Dynamikparameter konfiguriert ist und kann die erfasste Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs an die elektronische Steuerung übermitteln. Zusätzlich kann der mindestens eine Sensor einen zweiten Sensor enthalten, der zur Erfassung einer Gierrate der Fahrzeugkarosserie als einen zweiten Fahrzeug-Dynamikparameter konfiguriert ist und die erfasste Gierrate an die elektronische Steuerung übermittelt.
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Das Fahrzeug kann ein Laufrad umfassen. Weiterhin kann der erste Sensor ein Raddrehzahlsensor sein, der zur Erfassung der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrades konfiguriert ist, sowie ein Staurohr zur Erfassung der Geschwindigkeit des auftreffenden Luftstroms der Umgebungsluft.
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Die elektronische Steuerung kann so konfiguriert sein, um bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs in Reaktion auf die erfasste Giergeschwindigkeit und die erfasste Geschwindigkeit des Fahrzeugs den Mechanismus zu variieren, um dadurch eine Größe eines aerodynamischen Anpressdrucks an der Fahrzeugkarosserie anzupassen und die erfasste Gierrate zu steuern. Eine solche Regelung des Mechanismus kann verwendet werden, um eine Ziel-Dynamik des Fahrzeugs zu erreichen.
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Das Fahrzeug kann auch ein zweites Fahrzeugkarosserieende gegenüber dem ersten Karosserieende umfassen. Das Aerodynamik-Hilfselement kann entweder unmittelbar am ersten Karosserieende oder am zweiten Karosserieende positioniert sein.
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Bei der Ausführungsform, wo das Aerodynamik-Hilfselement nahe dem ersten Ende positioniert ist, kann das Aerodynamik-Hilfselement als ein Fahrgestell-Flügel konfiguriert sein.
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Bei der Ausführungsform, wo das Aerodynamik-Hilfselement nahe dem zweiten Ende positioniert ist, kann das Aerodynamik-Hilfselement als ein Diffusor konfiguriert sein.
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Es wird auch Fahrzeug mit Anwendung des zuvor beschriebenen Systems offenbart.
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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 in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und beigefügten Ansprüchen ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs mit Aerodynamik-Hilfselementen und verstellbaren Klappen gemäß der Offenbarung.
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2 ist eine schematische Vorderansicht des Fahrzeugs aus 1, die ein bestimmtes Aerodynamik-Hilfselement am vorderen Ende des Fahrzeugs und die jeweiligen verstellbaren Klappen in einer ausgestellten Position gemäß der Offenbarung veranschaulicht.
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3 ist eine schematische Vorderansicht des Fahrzeugs in 2, die das Aerodynamik-Hilfselement und die jeweiligen verstellbaren Klappen in zurückgezogener Position gemäß der Offenbarung veranschaulicht.
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4 ist eine schematische Teilseitenansicht des gezeigten Fahrzeugs in den 1–3 zur Veranschaulichung des Aerodynamik-Hilfselements an der Frontseite des Fahrzeugs zusammen mit der jeweiligen verstellbaren Klappe in einer ausgestellten Position gemäß der Offenbarung.
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5 ist eine schematische Teilseitenansicht des Fahrzeugs aus 1 zur Veranschaulichung bestimmter Aerodynamik-Hilfselemente am hinteren Ende des Fahrzeugs zusammen mit den jeweiligen verstellbaren Klappen in einer ausgestellten Position gemäß der Offenbarung.
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6 ist eine schematische Detail-Perspektivansicht der verstellbaren Klappen aus den 2–4 gemäß der Offenbarung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, worin in mehreren Ansichten gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten verweisen, stellt 1 eine schematische Ansicht eines Motorfahrzeugs 10 dar, das relativ zur Fahrbahnoberfläche 12 positioniert ist. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Fahrzeugkarosserie 14, die entlang einer Längsachse X auf einer Karosserieebene P angeordnet ist, die im Wesentlichen parallel zur Fahrbahnoberfläche 12 liegt. Die Fahrzeugkarosserie 14 definiert sechs Karosserieseiten. Die sechs Karosserieseiten umfassen ein erstes Karosserieende oder eine Fahrzeugfront 16, ein zweites Karosserieende oder Fahrzeugheck 18, das gegenüber der Fahrzeugfront angeordnet ist, eine erste laterale Karosserieseite oder linke Seitenwand 20 und eine zweite laterale Karosserieseite oder rechte Seitenwand 22, eine oberes Karosserieteil 24, das ein Fahrzeugdach enthalten kann, insgesamt dargestellt in 1, und einen Unterbodenteil 26, gezeigt in 4.
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Die linke Seitenwand 20 und die rechte Seitenwand 22 sind im Allgemeinen parallel zueinander und in Bezug auf eine Längsachse X angeordnet und überbrücken den Abstand zwischen der Fahrzeugfront 16 und dem Fahrzeugheck 18. Die Karosserieebene P ist so definiert, dass sie die Längsachse X umfasst. Ein Fahrgastraum (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 10 wird im Allgemeinen von der Fahrzeugfront und dem Fahrzeugheck 16, 18 und den linken und rechten Seitenwänden 20, 22 der Karosserie 14 eingegrenzt. Wie ein technisch versierter Fachmann verstehen wird, ist die Fahrzeugfront 16 zum Begegnen der einströmenden oder ankommenden, d. h. eintreffenden und berührenden Umgebungsluft 27 konfiguriert, wenn das Fahrzeug 10 relativ zur Fahrbahnoberfläche 12 in Bewegung ist. Wenn das Fahrzeug 10 in Bewegung ist, bewegt sich der einströmende Umgebungsluftstrom 27 im Wesentlichen parallel zur Karosserieebene P und entlang der Längsachse X.
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Wie dargestellt, umfasst das Fahrzeug 10 auch ein Triebwerk 28, wie etwa einen Verbrennungsmotor, einen Hybrid-Elektro-Antriebsstrang (nicht dargestellt) oder andere alternative Arten von Antriebssystemen. Während sich das Fahrzeug 10 im Verhältnis zur Fahrbahnoberfläche 12 bewegt, beispielsweise unter Drehmomenteingabe aus dem Triebwerk 28, strömt die Umgebungsluft 27 um die Fahrzeugkarosserie 14 herum und wird in den jeweiligen ersten Luftstromteil 27-1, zweiten Luftstromteil 27-2, dritten Luftstromteil 27-3 und vierten Luftstromteil 27-4 (nicht dargestellt) aufgeteilt (gesplittet), die sich letztendlich in einem Nachlauf- oder Wiederumlauf-Luftstromgebiet 27-6 unmittelbar hinter dem Fahrzeugheck 18 vereinen. Insbesondere strömt, wie in 1 dargestellt, der erste Luftstromteil 27-1 über das Karosserieteil 24, ein zweiter Luftstromteil 27-2 an der linken Seitenwand 20 vorbei, ein dritter Luftstromteil 27-3 an der rechten Seitenwand 22 vorbei und der vierte Luftstromteil 27-4 (dargestellt im Phantom in 1) strömt unter der Fahrzeugkarosserie 14 zwischen dem Unterbodenteil 26 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 Karosserieseiten der Fahrzeugkarosserie 14 umströmenden Luftstrom
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Das Fahrzeug 10 umfasst mehrere Laufräder, die Vorderräder 30 und Hinterräder 32 umfassen. Das Fahrzeug 10 kann so konfiguriert sein, dass eines oder jedes der Laufräder 30, 32 angetrieben wird, d. h. eine Drehmomenteingabe vom Triebwerk 28 für den Antrieb empfängt. Wie dargestellt, kann jedes Laufrad 30, 32 einen darauf montierten Luftreifen aufweisen. Insbesondere im Falle des dargestellten vierrädrigen Fahrzeugs 10 umfassen diese ein Paar Vorderräder 30, die nahe an der Fahrzeugfront 16 angeordnet sind, und ein Paar Hinterräder 32, die nahe am Fahrzeugheck 18 angeordnet sind. Obwohl vier Räder, d. h. ein Paar Vorderräder 30 und ein Paar Hinterräder 32, in 1 dargestellt sind, wird auch ein Fahrzeug mit weniger oder mehr Rädern aufgeführt. Obwohl nicht ausdrücklich dargestellt, enthält Fahrzeug 10 typischerweise ein Fahrzeugaufhängungssystem, dass die Karosserie 14 mit den Vorder- und Hinterrädern 30, 32 verbindet, um den Kontakt zwischen den Rädern und einer Fahrbahnoberfläche 12 aufrechtzuerhalten und die Handhabung des Fahrzeugs zu gewährleisten.
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Das Fahrzeug 10 umfasst auch ein verstellbares Aerodynamik-Hilfselement, das im Allgemeinen über eine Referenznummer 36 in 5 dargestellt und identifiziert wird. Das Aerodynamik-Hilfselement 36 ist an der Fahrzeugkarosserie 14 angebracht. Das Aerodynamik-Hilfselement 36 kann beispielsweise die Form eines einzigen Fahrgestell-Flügels oder Strahlteilers 36A am vorderen Ende 16 haben, wie in 1 veranschaulicht, oder, wie in 2 gezeigt, es kann am vorderen Ende separate Strahlteiler-Elemente 36A-1 und 36A-2 jeweils nahe der linken Seite 20 und der rechten Seite 22 haben. Das Aerodynamik-Hilfselement 36 kann auch als Spoiler oder Flügel 36B oder als Unterboden-Diffusor 36C am hinteren Ende 18 angeordnet sein, wie in 1 gezeigt. Als solches können die vorgestellten Aerodynamik-Hilfselemente 36 entweder nahe an der Fahrzeugfront 16 oder dem Fahrzeugheck 18 des Fahrzeugs 10 angebracht werden.
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Jedes entsprechende Aerodynamik-Hilfselement 36 ist so konfiguriert, d. h. geformt und positioniert, um die Bewegung des Umgebungsluftstroms 27 relativ zur Fahrzeugkarosserie 14 zu steuern und den vom Luftstrom hierauf erzeugten Anpressdruck FD anzupassen. Der Anpressdruck FD ist auch einem Fachmann als aerodynamische Kraft bekannt, die auf die Fahrzeugkarosserie 14 einwirkt und in einer Z-Richtung (gezeigt in 2) senkrecht zur Karosserieebene P wirkt und dem Auftrieb der Fahrzeugkarosserie bei höheren Fahrgeschwindigkeiten entgegenwirkt. Insbesondere sind die jeweiligen Ausführungsformen der Einzel-Strahlteiler 36A und der separaten Strahlteiler-Elemente 36A-1, 36A-2 so konfiguriert, um am vorderen Ende 16 die Bewegung des ersten Teils des Luftstroms 27-1 zu steuern, der über den oberen Karosserieabschnitt 24 verläuft, den zweiten und dritten Luftstrom 27-2, 27-3 über der linken und der rechten Seite 20, 22 sowie den vierten Teil des Luftstroms 27-4 Luftstrom, welcher unter der Karosserie 14 hindurchgeht. Weiterhin ist der Flügel 36B am hinteren Ende 18 im Allgemeinen so konfiguriert, um die Bewegung des ersten Teils des Luftstroms 27-1 zu steuern, und der Diffusor 36C ist im Allgemeinen so konfiguriert, um die Bewegung des vierten Teils des Luftstroms 27-4 zu steuern.
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Das Fahrzeug 10 enthält zusätzlich eine verstellbare Klappe 38 am jeweiligen Aerodynamik-Hilfselement 36, die für eine relative Verstellung dazu konfiguriert ist. Wie in 2 und 3 gezeigt, kann die verstellbare Klappe 38 an der Fahrzeugkarosserie 14 in der Nähe des Aerodynamik-Hilfselements 36 montiert sein oder direkt am Aerodynamik-Hilfselement, wie in 4 gezeigt. Die Verstellung der verstellbaren Klappe 38 dient zur Steuerung der Bewegung des auftreffenden Luftstroms der Umgebungsluft 27, der durch seine jeweiligen ersten, zweiten, dritten und vierten Teile des Luftstroms 27-1, 27-2, 27-3, und 27-4 definiert ist, relativ zum jeweiligen Aerodynamik-Hilfselement 36. Das Fahrzeug 10 enthält zusätzlich einen separaten Mechanismus 40 zum Verändern der Position jeder verstellbaren Klappe 38 relativ zum betreffenden Aerodynamik-Hilfselement 36 und somit zur Steuerung einer Bewegung des Umgebungsluftstroms 27 relativ zur Fahrzeugkarosserie 14. Im Ergebnis ist eine solche Änderung der Position der jeweiligen verstellbaren Klappe 38 so konfiguriert, um die Größenordnung vom durch den Luftstrom erzeugten Anpressdruck FD am jeweiligen Aerodynamik-Hilfselement 36 anzupassen.
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Insbesondere der Mechanismus 40 kann so konfiguriert werden, dass er selektiv die verstellbaren Klappen 38 in den Luftstrom der Umgebungsluft 27 bringt und dadurch selektiv das Aerodynamik-Hilfselement 36 daran hindert, vom Luftstrom berührt und umströmt zu werden. Der Mechanismus 40 kann auch die Klappe 38 aus dem Luftstrom der Umgebungsluft 27 zurückziehen und das Aerodynamik-Hilfselement 36 für den Zutritt des Luftstroms der Umgebungsluft freigeben. Dementsprechend unterbricht die ausgestellte verstellbare Klappe 38 die Bewegung des auftreffenden Luftstroms der Umgebungsluft 27 gegenüber dem Aerodynamik-Hilfselement 36 und senkt die Größe des durch das Aerodynamik-Hilfselement 36 erzeugten Anpressdrucks FD und eine eingefahrene verstellbare Klappe erhöht die Größe des Anpressdrucks durch das Aerodynamik-Hilfselement.
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Der Mechanismus 40 kann so konfiguriert werden, dass er die Position der verstellbaren Klappe 38 durch Schwenken der Klappe um eine Achse Y anpasst, worin Achse Y im Wesentlichen senkrecht zur Fahrzeuglängsachse X steht, wie in den 2, 3 und 6 gezeigt. Alternativ kann der Mechanismus 40 so konfiguriert werden, dass er die Position der verstellbaren Klappe 38 selektiv über das Aufstellen der Klappe in linearer Richtung senkrecht zu der Karosserieebene P anpasst. Jeder Mechanismus 40 kann eine geeignete Vorrichtung zur Erzeugung von Bewegung der verstellbaren Klappe 38 enthalten, wie etwa ein lineares Stellglied 42 und/oder einen Elektromotor 43. Wie in 6 gezeigt kann der Mechanismus 40 eine Vorspannfeder 44 enthalten, die eine Kraft F zum Zurückziehen oder zur Vorspannung der Klappe 38 zu einer vorbestimmten Position ausübt. Das Thema vorbestimmte Position der verstellbaren Klappe 38 kann eine Position mit Referenznummer 46A bedeuten, wo die Klappe im Umgebungs-Luftstrom 27 angebracht ist, um die Größe des durch das Aerodynamik-Hilfselement 36 erzeugten Anpressdrucks FD zu verringern. Das Thema vorbestimmte Position kann auch eine entgegengesetzte Position 46B sein, wo die verstellbare Klappe 38 aus dem Umgebungs-Luftstrom eingefahren ist, um die Größe des vom Aerodynamik-Hilfselement 36 erzeugten Anpressdrucks FD zu erhöhen. Dementsprechend können entweder die Position 46A oder 46B der Klappe 38 als vorgegebener Start- oder Standardzustand der Klappe im Fahrzeug 10 dienen und somit die anfängliche Größe des vom Aerodynamik-Hilfselement 36 erzeugten Anpressdrucks FD bestimmen.
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Wenngleich nicht gezeigt, kann der Mechanismus 40 auch einen Zahnradantrieb umfassen, etwa ein Reduktionszahnradset, das an die Vorrichtung gekoppelt sein kann, wie etwa das lineare Stellglied oder der Elektromotor, um die gewünschte Bewegung der betreffenden verstellbaren Klappe 38 relativ zum Aerodynamik-Hilfselement 36 zu beeinflussen. Zum Beispiel kann der bestimmte Mechanismus 40, wie in 6 gezeigt, so konfiguriert sein, um ein Drehmoment T entgegen der durch die Vorspannungsfeder 44 ausgeübten Kraft F auszuüben, um die verstellbare Klappe 38 auszufahren, oder in einer anderen Ausführungsform kann der Mechanismus 40 so konfiguriert werden, um ein analoges Drehmoment T zum Zurückziehen der verstellbaren Klappe 38 auszuüben.
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Das Fahrzeug 10 kann auch eine elektronische Steuerung 48 haben. Gemäß der Offenbarung kann die Steuerung 48 so programmiert werden, um den Mechanismus 40 in Reaktion auf festgestellte Fahrzeug-Dynamikparameter zu regeln. Die Steuerung 48 kann eine Zentraleinheit (CPU) zum Einstellen des Betriebs des Triebwerks 28 enthalten oder eine speziell dafür konfigurierte Steuerung. Um den Betrieb des Mechanismus 40 richtig zu steuern, umfasst die Steuerung 48 einen Speicher, der mindestens teilweise konkret und nichtflüchtig ist. Der Speicher kann ein beliebiges beschreibbares Medium sein, das an der Bereitstellung computerlesbarer Daten oder Verfahrensanweisungen beteiligt ist. Ein solches Medium kann in einem beliebigen Format vorliegen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien.
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Nichtflüchtige Medien für die Steuerung 48 können beispielsweise Bild- oder Magnetplatten und andere persistente Speicher sein. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAM) umfassen, 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 Steuerung 48 kann auch aus einer Floppy Disk, einer Diskette, einer Festplatte, einem Magnetband, einem beliebigen anderen magnetischen Medium, einer CD-ROM, einer DVD oder einem beliebigen anderen optischen Medium usw. bestehen. Die Steuerung 48 kann mit anderer erforderlicher Computer-Hardware ausgerüstet werden, wie etwa einem Hochgeschwindigkeitstakt, notwendigen Analog-zu-Digital (A/D) und/oder Digital-zu-Analog (D/A) Schaltungen, jeglichen erforderlichen Eingangs-/Ausgangsschaltungen und -geräten (I/O) sowie geeigneter Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltung. Alle Algorithmen, die für die Steuerung 48 erforderlich oder zugänglich sind, können im Speicher gespeichert und automatisch ausgeführt werden, um die benötigte Funktionalität zu liefern.
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Bei erneuter Bezugnahme auf 1 kann das Fahrzeug 10 auch mindestens einen an der Karosserie 14 angeordneten Sensor enthalten, der zur Erfassung der zuvor beschriebenen Fahrzeug-Dynamikparameter konfiguriert ist und mit der Steuerung 48 kommuniziert. Ein Beispiel solcher Fahrzeug-Dynamikparameter kann eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 sein, die hierin als ein erster Fahrzeug-Dynamikparameter 50-1 identifiziert ist. Ein weiterer repräsentativer Fahrzeug-Dynamikparameter kann auch die Gierrate der Fahrzeugkarosserie 14 sein, die hierin als zweiter Fahrzeug-Dynamikparameter 50-2 identifiziert wird. Ein erster Sensor 52-1 kann die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 erfassen und diese erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit zur Steuerung 48 übertragen. Ein zweiter Sensor 52-2 kann die Giergeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie 14 erfassen und die erfasste Giergeschwindigkeit an die Steuerung 48 übertragen.
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Der erste Sensor 52-1 kann tatsächlich eine Vielzahl solcher an der Fahrzeugkarosserie 14 angeordneten Sensoren zur Erfassung der Drehzahlen von jedem Laufrad 30, 32 (gezeigt in 1) beinhalten. Jeder solche erste Sensor 52-1 kann auch so konfiguriert sein, die erfasste Drehzahl des jeweiligen Laufrads 30, 32 an die Steuerung 48 zu übermitteln, während die Steuerung dazu konfiguriert sein kann, die von den jeweiligen ersten Sensoren empfangenen Daten mit der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 zu korrelieren. Alternativ kann der erste Sensor 52-1 ein Staurohr zur Erfassung der Geschwindigkeit des auftreffenden Luftstroms der Umgebungsluft 27 an einer bestimmten Stelle relativ zu der Fahrzeugkarosserie 14 sein, und die Steuerung 48 kann die ermittelte Geschwindigkeit des Umgebungsluftstroms mit der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 korrelieren. Zusätzlich können andere Sensoren, wie beispielsweise Beschleunigungsmesser (nicht dargestellt), zur Erfassung der Längskräfte konfiguriert sein, die beim Beschleunigen oder Bremsen auftreten, sowie für seitliche auf das Fahrzeug 10 wirkende Kräfte, und können dazu verwendet werden, um solche Rückmelde-Parameter zur Steuerung 48 zur Regelung des verstellbaren Klappen 38 zu übermitteln.
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Die Steuerung 48 kann so konfiguriert sein, um die Position der verstellbaren Klappe 38 anzupassen, um die Größe des durch das Aerodynamik-Hilfselement 36 erzeugten Anpressdrucks FD beim Abbiegen des Fahrzeugs 10 in Reaktion auf die durch den zweiten Sensor 52-2 erfasste Gierrate anzupassen. Weiterhin kann die Steuerung 48 zum Anpassen der Position der einstellbaren Klappen 38 in Reaktion auf die Drehgeschwindigkeiten der Laufräder 30, 32 und/oder die Geschwindigkeit des Luftstroms der Umgebungsluft 27 konfiguriert sein, die über die spezielle Ausführungsform des ersten Sensors 52-1 erfasst wird. Dementsprechend kann die Position der verstellbaren Klappe 38 relativ zur Karosserieebene P durch Aktivieren des Mechanismus 40 proportional zur erzeugten Gierrate während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs 10 gesteuert werden. Die Steuerung 48 kann mit einer Nachschlagetabelle 56 zur Herstellung einer Übereinstimmung zwischen der Fahrzeuggiergeschwindigkeit, Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Geschwindigkeit des Luftstroms und der entsprechenden Position der verstellbaren Klappen 38 programmiert werden, wodurch die entsprechende Regelung des Mechanismus 40 beeinflusst wird. Die Nachschlagetabelle 56 kann empirisch während der Validierungs- und Testphase des Fahrzeugs 10 entwickelt werden. Da die Position der verstellbaren Klappe 38 während der Kurvenfahrt variiert wird, können die Aerodynamik-Hilfselemente 36 am vorderen und/oder hinteren Ende 16, 18 den Luftstrom der Umgebungsluft 27 nutzen, um die entsprechende Größe des Anpressdrucks FD am jeweiligen Ende der Karosserie 14 auszuüben.
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Die Steuerung 48 kann zusätzlich zum Bestimmen eines Schlupfes des Fahrzeugs 10 im Verhältnis zur Fahrbahnoberfläche 12 programmiert sein. Der Schlupf des Fahrzeugs 10 kann ein Maß dessen enthalten, um wie viel jedes der Laufräder 30, 32 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 dritten, mit dem Lenkrad 58 verbundenen (dargestellt in 1) Sensor 52-3 operativ erfasst und an die Steuerung 48 übermittelt wird. Des Weiteren kann die Steuerung 48 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.
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Zusätzlich kann die Steuerung der verstellbaren Klappen 38 eingesetzt werden, um den Kontakt des Fahrzeugs 10 mit der Fahrbahnoberfläche 12 am vorderen und/oder hinteren Ende 16, 18 bei hohen Geschwindigkeiten beizubehalten, indem das Fahrzeug als Reaktion auf die vom ersten Sensor 52-1 erfasste Geschwindigkeit des Luftstroms der Umgebungsluft 27 dem aerodynamischen Auftrieb der Fahrzeugkarosserie 14 entgegenwirkt. Dementsprechend kann die Steuerung der verstellbaren Klappe 38 angewendet werden, um die Stabilität und Handhabung des Fahrzeugs 10 durch ein Anpassen der Größe des Anpressdrucks FD auf die Karosserie 14 zu unterstützen.
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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.
