DE102016122932B4

DE102016122932B4 - Splittersystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016122932B4
Application number: DE102016122932.6A
Authority: DE
Inventors: Jason D. Fahland; Joshua R. Auden; David Dominguez
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2021-06-17
Anticipated expiration: 2036-11-29
Also published as: US20170158258A1; CN106828625B; US9738328B2; CN106828625A; DE102016122932A1

Abstract

Splittersystem für ein Fahrzeug (10) mit einer Fahrzeugkarosserie (14), die entlang einer Karosserielängsachse (X) angeordnet ist und ein erstes Ende (16) umfasst, das zum Begegnen der anströmenden Umgebungsluft (27) konfiguriert ist, wobei das Splittersystem umfasst:einen Splitterkörper (30) mit einem ersten und einem zweiten Splitterkörperseitenabschnitt (30-1, 30-2), der zum Anbringen am ersten Ende (16) der Fahrzeugkarosserie (14) und Erzeugen eines aerodynamischen Abtriebs am ersten Ende der Fahrzeugkarosserie (14) konfiguriert ist, wenn das Fahrzeug (10) in Bewegung ist; gekennzeichnet durcheine Vorrichtung (34), die zum gezielten und individuellen Verschieben sowohl des ersten als auch des zweiten Splitterkörperseitenabschnitts (30-1, 30-2) entlang der Karosserielängsachse (X) relativ zum ersten Ende (16) der Fahrzeugkarosserie (14) konfiguriert ist, um dadurch eine Größe des aerodynamischen Abtriebs einzustellen, der durch den ersten und den zweiten Splitterkörperseitenabschnitt (30-1, 30-2) auf das erste Ende (16) der Fahrzeugkarosserie (14) erzeugt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Splittersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Verbesserung der Aerodynamik eines Kraftfahrzeugs, wie es der Art nach im Wesentlichen aus der DE 102 45 463 A1 bekannt ist.
Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei an dieser Stelle auf die Druckschriften US 2015 / 0 149 046 A1 , US 2010 / 0 140 976 A1 , US 2007 / 0 257 512 A1 , US 2015/0 054 302 A1 , US 2015/0210325 A1 und US 6 286 893 B1 verwiesen.
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 zur Minimierung von Geräuschemissionen sowie die Verhinderung von unerwünschten Auftriebskräften und anderen Ursachen für aerodynamische Instabilität bei hohen Geschwindigkeiten. Des Weiteren kann die Untersuchung der Aerodynamik ebenso dazu dienen, bei Hochleistungsfahrzeugen Abtrieb zu erzeugen, um Fahrzeugstabilität und Kurvenverhalten zu verbessern. Die Untersuchung wird normalerweise zur Formgestaltung der Fahrzeugkarosserie verwendet, um einen gewünschten Kompromiss zwischen den oben erwähnten Eigenschaften für eine spezifische Fahrzeuganwendung zu erzielen.
Ein Splitter ist eine aerodynamische Vorrichtung, die mitunter zur Erhöhung der Stärke des Abtriebs an einer Fahrzeugfront verwendet wird. Normalerweise wird der anströmende 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. Jedoch erhöht ein Splitter im Allgemeinen den aerodynamischen Luftwiderstand des Fahrzeugs ebenso, wie er die Bodenanpresskraft auf die Fahrzeugkarosserie erhöht.
ZUSAMMENFASSUNG
Erfindungsgemäß wird ein Splittersystem für ein Fahrzeug vorgestellt, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Das Splittersystem kann weiterhin eine elektronische Steuerung umfassen, die zum Regeln der Vorrichtung konfiguriert ist.
Das Fahrzeug kann weiterhin ein Laufrad und ein Splittersystem kann ferner einen ersten Sensor umfassen, der zum Erfassen einer Drehzahl des Laufrads und zum Übertragen der erfassten Drehzahl des Laufrads an die Steuerung konfiguriert ist.
Das Splittersystem kann auch einen zweiten Sensor umfassen, der zum Erfassen einer Giergeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie und zum Übertragen der erfassten Giergeschwindigkeit an die Steuerung konfiguriert ist.
Das Splittersystem kann auch einen dritten Sensor umfassen, der zum Erfassen einer Strömungsgeschwindigkeit der Umgebungsluft im Verhältnis zum Fahrzeug und zum Übertragen der erfassten Strömungsgeschwindigkeit der Umgebungsluft an die Steuerung konfiguriert ist.
Das Fahrzeug kann zusätzlich dazu ein Lenkrad und das Splittersystem kann einen vierten Sensor umfassen, der zum Erfassen des Lenkwinkels des Lenkrads konfiguriert ist.
Die Steuerung kann zum gezielten Verlagern zumindest des ersten oder des zweiten Splitterkörperseitenabschnitts über die Vorrichtung im Verhältnis zum ersten Ende der Fahrzeugkarosserie 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 Strömungsgeschwindigkeit der Umgebungsluft konfiguriert sein, um dadurch den aerodynamischen Abtrieb am ersten Karosserieende des Fahrzeugs zu regeln und die erfasste Giergeschwindigkeit unter Kontrolle zu bringen.
Die Steuerung kann zusätzlich gezielt über die Vorrichtung zum Verlagern von mindestens dem ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitt im Verhältnis zum ersten Ende der Fahrzeugkarosserie gemäß einer Nachschlagetabelle programmiert werden, welche eine Beziehung zwischen der Größe der Verlagerung jedes ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitts und dem Ausmaß des aerodynamischen Abtriebs herstellt, der durch jeden ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitt am ersten Ende der Fahrzeugkarosserie erzeugt wird.
Die Vorrichtung kann mindestens ein lineares Stellglied, ein drehbares Stellglied und einen Elektromotor umfassen.
Zudem wird ein Fahrzeug offenbart, das ein derartiges Splittersystem umfasst.
Figurenliste

1 ist eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie, die in einer Karosserieebene entlang einer Längsachse und mit einem Splittersystem mit einem individuell gesteuerten ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitt, gemäß der Erfindung, angeordnet ist.
2 ist eine schematische Vorderansicht des Fahrzeugs aus 1, die den ersten Splitterkörperseitenabschnitt darstellt, der, verglichen mit dem zweiten Splitterkörperseitenabschnitt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, anders angeordnet ist.
3 ist eine schematische Seitenansicht des Fahrzeugs aus 2, die den ersten Splitterkörperseitenabschnitt darstellt, der, verglichen mit dem zweiten Splitterkörperseitenabschnitt, anders angeordnet ist.
4 ist eine schematische Seitenansicht des Fahrzeugs aus 1, die den ersten Splitterkörperseitenabschnitt darstellt, der, verglichen mit dem zweiten Splitterkörperseitenabschnitt, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, anders angeordnet ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei in mehreren Ansichten gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten verweisen, stellt 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs 10 dar, das relativ zur Fahrbahnoberfläche 12 angeordnet ist. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Fahrzeugkarosserie 14, die in einer Karosserieebene P angeordnet ist, die sich im Wesentlichen parallel zur Fahrbahnoberfläche 12 befindet. Die Fahrzeugkarosserie 14 definiert sechs Karosserieseiten. Die sechs Karosserieseiten umfassen ein erstes Karosserieende oder ein Frontende 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, ein oberes Karosserieteil 24, das ein Fahrzeugdach umfassen kann und einen Unterbodenteil (nicht dargestellt).
Die linke Seitenwand 20 und die rechte Seitenwand 22 befinden sich im Allgemeinen parallel zueinander und sind im Verhältnis zu einer virtuellen Längsachse X des Fahrzeugs 10 angeordnet und überbrücken den Abstand zwischen der Frontende 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 Fahrzeug heck 16, 18 und den linken und rechten Seitenwänden der Karosserie 14 eingegrenzt. Wie ein Fachmann verstehen wird, ist das Frontende 16 zum Begegnen der einströmenden, d. h. anströmenden, Umgebungsluft 27 konfiguriert, wenn das Fahrzeug 10 im Verhältnis 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.
Während sich das Fahrzeug 10 im Verhältnis zur Fahrbahnoberfläche 12 bewegt, strömt die Umgebungsluft 27 um die Fahrzeugkarosserie 14 herum und wird in einen ersten Luftstromteil 27-1, einen zweiten Luftstromteil 27-2, einen dritten Luftstromteil 27-3 und einen vierten Luftstromteil 27-4 (nicht dargestellt) aufgeteilt, 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 Karosseriedach 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, der hier nicht spezifisch dargestellt ist, strömt unter der Fahrzeugkarosserie 14 zwischen dem Unterbodenteil und der Fahrbahnoberfläche 12 vorbei. Wie ein Fachmann verstehen wird, entsteht das Wiederumlauf-Luftstromgebiet 27-6 im Allgemeinen bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten aus dem um die sechs Karosserieseiten der Fahrzeugkarosserie 14 strömenden Luftstrom.
Wie in den Figuren gezeigt, umfasst das Fahrzeug 10 zudem ein Splittersystem 28. Das Splittersystem 28 umfasst einen Splitterkörper 30, der entlang einer Splitterkörperachse angeordnet ist und zum Steuern der Bewegung der Umgebungsluft 27 entlang der Karosserielängsachse X der Fahrzeugkarosserie 14 konfiguriert ist. Wie dargestellt, ist der Splitterkörper 30 am Frontende 16 angebracht, um einen aerodynamischen Abtrieb an der Fahrzeugkarosserie 14 zu erzeugen, wenn das Fahrzeug 10 in Bewegung ist.
Der Splitterkörper 30 hat einen ersten Splitterkörperseitenabschnitt 30-1 und einen zweiten Splitterkörperseitenabschnitt 30-2. Wie in 1 und 2 dargestellt, aus der Perspektive des Fahrzeugfrontendes 16 betrachtet, das dem anströmenden Luftstrom 27 begegnet, ist der erste Splitterkörperseitenabschnitt 30-1 links von der Längsachse X und angrenzend an die erste seitliche Karosserieseite oder linke Seitenwand 20 angeordnet, während der zweite Splitterkörperseitenabschnitt 30-2 rechts von der Längsachse X und angrenzend an der zweiten seitlichen Karosserieseite oder rechten Seitenwand 22 angeordnet ist. Der erste Splitterkörperseitenabschnitt 30-1 und der zweite Splitterkörperseitenabschnitt 30-2 sind unabhängig am Frontende 16 angeordnet, so dass jeder Karosserieseitenabschnitt im Verhältnis zum Frontende 16 der Fahrzeugkarosserie 14 unabhängig vom anderen Karosserieseitenabschnitt verlagert werden kann. Dementsprechend können die beiden Karosserieseitenabschnitte je nach einer bestimmten Position des ersten Splitterkörperseitenabschnitts 30-1 und des zweiten Splitterkörperseitenabschnitts 30-2 eine unterschiedliche Größe aerodynamischen Abtriebs erzeugen, einen Abtrieb F_d1 auf der linken Seitenwand 20 und einen Abtrieb F_d2 auf der rechten Seitenwand 22 der Fahrzeugkarosserie 14, wenn das Fahrzeug 10 in Bewegung ist.
Wie in den 1-4 dargestellt, umfasst das Splittersystem 28 ebenso eine Vorrichtung 34, die konfiguriert ist, den ersten Splitterkörperseitenabschnitt 30-1 und den zweiten Splitterkörperseitenabschnitt 30-2 gezielt und unabhängig voneinander relativ zum Frontende 16 und zu den jeweiligen Karosserieseiten 20, 22 zu verlagern. Eine spezifische Beweglichkeit während der Verlagerung von jedem ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitt 30-1, 30-2 unabhängig über die Vorrichtung 34, kann als gezielte Verschiebung der ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitte auftreten, d. h. in Form einer Verlängerung weg vom ersten Ende der Fahrzeugkarosserie 16 in den anströmenden Luftstrom 27 und eines Zurückziehens in entgegengesetzter Richtung, wie in 2 dargestellt. Während die individuelle Verschiebung der ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitte 30-1, 30-2 über die Vorrichtung 34 die Splitterkörperseitenabschnitte unabhängig in einer Richtung entlang der Achse X und im Wesentlichen parallel zur Fahrbahnoberfläche 12 verlagert, kann eine andere angedachte Beweglichkeit jeden Splitterkörperseitenabschnitt in eine Richtung im Wesentlichen quer zu der Fahrbahnoberfläche, d. h. zu und weg von der Straße, verlagern oder einfach die Winkel der jeweiligen Splitterkörperseitenabschnitte (wie in 3 dargestellt) gegenüber der Karosserieebene P ändern.
Durch die unabhängige Beweglichkeit der ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitte 30-1, 30-2, kann die Vorrichtung 34 unabhängig eine Größe des aerodynamischen Abtriebs F_d1, F_d2 einstellen, der durch jeden Splitterkörperseitenabschnitt an der Fahrzeugkarosserie 14 am Frontende 16 erzeugt wird. Um eine solche Regelung des Splitterkörpers 30 zu bewirken, wie in 1 dargestellt, kann die Vorrichtung 34 ein erstes Stellglied 36-1 umfassen, welches linear oder drehbar ist und zum gezielten Bewegen, wie etwa Anheben/Absenken, Verschieben, Verkippen oder Drehen, konfiguriert ist, wobei der erste Splitterkörperseitenabschnitt 30-1 im Verhältnis zum Frontende 16 und einem zweiten Stellglied 36-2 ähnlichen, jedoch unabhängigen Bewegen des zweiten Splitterkörperseitenabschnitts 30-2 konfiguriert ist. Solche Stellglieder 36-1 und 36-2 können über ein elektromechanisches Prinzip betrieben werden, beispielsweise können diese individuelle Elektromotoren 38-1 und 38-2 (wie in 2 dargestellt) hydraulischer oder mechanischer Natur sein oder eine Kombination aus diesen umfassen. Wie in 2 dargestellt, kann die Vorrichtung 34 zusätzlich einen ersten Getriebezug 40-1 in Verbindung mit dem ersten Stellglied 36-1 und einen zweiten Getriebezug 40-2 in Verbindung mit dem zweiten Stellglied 36-2 zum Erzielen des gewünschten individuellen Anhebens/Absenkens, Verschiebens, Verkippens oder Drehens des jeweiligen ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitts 30-1, 30-2 im Verhältnis zum Frontende 16 betreiben.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, umfasst das Fahrzeug ebenso eine elektronische Steuerung 42, die zum Regeln der individuellen Stellglieder 36-1, 36-2 der Vorrichtung 34 konfiguriert, d. h. konstruiert und programmiert, ist. Die Steuerung 42 kann als eine Zentraleinheit (CPU) zum Regeln des Betriebs eines Verbrennungsmotors 41 (in 1 dargestellt), eines hybrid-elektrischen Antriebsstrangs (nicht dargestellt) oder anderer alternativer Arten von Kraftwerken sowie anderer Fahrzeugsysteme oder einer speziellen Steuerung konfiguriert sein. Um einen entsprechenden Steuerbetrieb der Vorrichtung 34 zu gewährleisten, umfasst die Steuerung 42 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.
Nichtflüchtige Medien für die Steuerung 42 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 42 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 42 kann mit anderer erforderlicher Computer-Hardware ausgerüstet werden, wie etwa einem Hochgeschwindigkeitstakt, notwendigen Analog-zu-Digital (A/D)- und/oder Digitalzu-Analog (D/A)-Schaltungen, jeglichen erforderlichen Eingangs-/Ausgangsschaltungen und -geräten (I/O) sowie geeigneter Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltung. Alle Algorithmen, die für die Steuerung 42 erforderlich oder zugänglich sind, können im Speicher gespeichert und automatisch ausgeführt werden, um die benötigte Funktionalität zu liefern.
Wie in 1 dargestellt, umfasst das Fahrzeug 10 ebenso Laufräder, dargestellt als linkes Vorderlaufrad 44-1, ein rechtes Vorderlaufrad 44-2, ein linkes Hinterlaufrad 44-3, und ein rechtes Hinterlaufrad 44-4. Eine Vielzahl von ersten Sensoren 46 kann auf der Fahrzeugkarosserie 14 angeordnet sein, um die Drehzahlen von jedem Laufrad 44-1, 44-2, 44-3 und 44-4 zu erfassen. Jeder erste Sensor 46 kann auch zum Übertragen der erfassten Drehzahl des jeweiligen Laufrads 44 an die Steuerung 42 konfiguriert sein, während die Steuerung zum Umrechnen der von den jeweiligen ersten Sensoren empfangenen Daten zur Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 konfiguriert sein kann. Das Fahrzeug 10 kann zudem einen zweiten Sensor 48 umfassen, der zum Erfassen eines Giermoments oder einer Gierrate der Fahrzeugkarosserie 14 im Verhältnis zur Fahrbahnoberfläche 12 und Übertragen der erfassten Giergeschwindigkeit an die Steuerung 42 konfiguriert ist. Das Fahrzeug 10 kann zusätzlich einen dritten Sensor 50 umfassen, der zum Erfassen der Strömungsgeschwindigkeit der Umgebungsluft 27 im Verhältnis zum Fahrzeug 10 und Übertragen der erfassten Strömungsgeschwindigkeit der Umgebungsluft an die Steuerung 42 konfiguriert ist. Der dritte Sensor 50 kann ein Staurohr zum Erfassen des Drucks der Umgebungsluft 27 an einer bestimmten Stelle im Verhältnis zur Fahrzeugkarosserie 14 konfiguriert sein und die Steuerung 42 kann den gemessenen Druck in die Luftstromgeschwindigkeit umrechnen.
Die Steuerung 42 kann zudem zum gezielten Anheben/Absenken, Verschieben, Verkippen oder Drehen des ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitts 30-1, 30-2 über die jeweiligen Stellglieder 36-1 und 36-2 während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs 10 in Reaktion auf die Gierrate konfiguriert werden, die durch den zweiten Sensor 48 erfasst wird. Beispielsweise unterliegt und trägt das linke Vorderrad 42-1 eine höhere Kurvenfahrtlast als das rechte Vorderrad 42-2, wenn das Fahrzeug 10 eine rechtshändige High-G-Kurve durchfährt. In einem solchen Fall kann sich der zweite Splitterkörperseitenabschnitt 30-2, je nach Bewegung der bestimmten Ausführungsform, zur Fahrbahnoberfläche 12 verlagern, die sich im Verhältnis zur Karosserieebene P dreht oder in den anströmenden Luftstrom 27 reichen, wodurch der aerodynamische Abtrieb F_d2 am rechten Vorderlaufrad 44-2 zum Ausgleichen der Kurvenfahrtlast zwischen den Vorderlaufrädern 44-1 und 44-2 wirkt. Solch ein ausgewählter Anteil des aerodynamischen Abtriebs auf ein bestimmtes Laufrad kann die Gesamtfahrzeugsgriffigkeit der Fahrbahnoberfläche 12 am Frontende 16 verbessern und fördert die Fähigkeit des Fahrzeugs 10 zum Aufrechterhalten einer ausgewählten Linie durch die Kurve. Dementsprechend kann die Position jedes ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitts 30-1, 30-2 über die Steuerung 42 zur Fahrbahnoberfläche 12 im Verhältnis zur Gierrate geregelt werden, die während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs 10 durch Verlagern des besagten Splitterkörperseitenabschnitts, entweder in der gleichen Richtung und gemeinsam oder einzeln, erzeugt wird.
Weiterhin kann die Steuerung 42 zum gezielten und individuellen Verlagern jedes ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitts 30-1, 30-2 über die Vorrichtung 34 im Verhältnis zum Frontende 16 in Reaktion auf die Drehzahlen der Laufräder 44-1, 44-2, 44-3 und 44-4 konfiguriert werden, die über den ersten Sensor 46 und/oder die Strömungsgeschwindigkeit der Umgebungsluft 27 über den dritten Sensor 50 erfasst werden. So können sich beispielsweise die ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitte 30-1, 30-2 drehbar oder kippbar zur Fahrbahnoberfläche 12 befinden, zur Fahrbahnoberfläche hin abgesenkt sein oder weg vom Frontende 16 in den einströmenden Luftstrom 27 zur Erhöhung des aerodynamischen Abtriebs F_d1, F_d2 übertragen werden, der am linken Vorderlaufrad 44-1 und rechten Vorderlaufrad 44-2 wirkt und die Stabilität und Lenkantwort des Fahrzeugs bei solchen Bedingungen verbessert, wenn das Fahrzeug 10 mit einer erhöhten Geschwindigkeit fährt. Zum anderen können sich die ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitte 30-1, 30-2 drehbar oder kippbar weg von der Fahrbahnoberfläche 12 befinden, sich von der Fahrbahnoberfläche abheben oder an oder in das Frontende 16 übertragen werden und aus dem einströmenden Luftstrom 27 zum Absenken der Abtriebs F_d1, F_d2 und als Ergebnis den aerodynamischen Luftwiderstand des Fahrzeugs 10 senken.
Die Steuerung 42 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 umfassen, um wie viel jedes der Laufräder 44 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 54 wirkverbundenen (dargestellt in 1) Sensor 52 erfasst und an die Steuerung 42 übertragen wird. Des Weiteren kann die Steuerung 42 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 Steuerung 42 kann zudem dazu programmiert werden, den Schlupf des Fahrzeugs 10 im Verhältnis zur Fahrbahnoberfläche 12 zu steuern, indem die Position des ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitts 30-1, 30-2 im Verhältnis zu den entsprechenden Fahrbahnoberfläche 12 über die Vorrichtung 34 individuell gesteuert wird, in Reaktion darauf, um wie viel das Fahrzeug von seiner vorgesehenen Bahn abgewichen ist. Die angewendete Änderung der Position des ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitts 30-1, 30-2 bringt das Fahrzeug 10 dann dazu, von der aktuellen Fahrtrichtung zur vorgesehenen Fahrtrichtung zurückzukehren, die vom Fahrzeugführer am Lenkrad 54 bestimmt wird. Beispielsweise unterliegt und trägt das linke Vorderrad 44-1 eine höhere Kurvenfahrtlast als das rechte Vorderrad 44-2, wenn das Fahrzeug 10 eine rechtshändige High-G-Kurve durchfährt. In einem solchen Fall kann sich der zweite Splitterkörperseitenabschnitt 30-2, je nach Bewegung der bestimmten Ausführungsform, zur Fahrbahnoberfläche 12 verlagern, die sich im Verhältnis zur Karosserieebene P dreht oder in den einströmenden Luftstrom 27 übertragen wird, wodurch der aerodynamische Abtrieb F_d2 am rechten Vorderlaufrad 44-2 zum Ausgleichen der Kurvenfahrtlast zwischen den Vorderlaufrädern 44-1 und 44-2 wirkt. Solch eine ausgewählte Variation oder Anteil des aerodynamischen Abtriebs F_d1, F_d2 auf ein bestimmtes Laufrad, kann die Gesamtfahrzeugsgriffigkeit der Fahrbahnoberfläche 12 am Frontende 16 verbessern und fördert die Fähigkeit des Fahrzeugs 10 zum Aufrechterhalten einer ausgewählten Linie durch die Kurve. Zusätzlich dazu können zwei dritte Sensoren 50 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 Steuerung 42 kann dann zum Ändern der Position des ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitts 30-1, 30-2, wie oben beschrieben, in Reaktion auf eine bestimmte Differenz zwischen gemessenen Luftströmungsgeschwindigkeitsmessungen an jedem dritten Sensor 50 konfiguriert werden, wenn das Fahrzeug 10 in eine Kurve eintritt und diese durchfährt, um den Abtrieb F_d1, F_d2 an der Fahrzeugkarosserie 14 zu ändern.
Die Steuerung 42 kann zusätzlich dazu mit einer Nachschlagetabelle 56 programmiert werden, die einen Bezug zwischen den vorher beschriebenen Fahrzeugparametern - dem Schlupf, der Gierrate, der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder der Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms und der entsprechenden Position der Splitterkörperseitenabschnitte 30-1, 30-2 herstellt, um die Regelung der Vorrichtung 34 in geeigneter Weise zu beeinflussen. Insbesondere kann die Nachschlagetabelle 56 einen Bezug zwischen der Größe der Verlagerung des ersten Splitterkörperseitenabschnitts 30-1 und des zweiten Splitterkörperseitenabschnitts 30-2 und der Größe des aerodynamischen Abtriebs _Fd1, _Fd2 herstellen, der vom Splittersystem 28 am Fahrzeugfrontende 16 erzeugt wird. Die Nachschlagetabelle 56 kann empirisch in der Validierungs- und Testphase des Fahrzeugs 10 erstellt werden. Wenn die Position des ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitts 30-1, 30-2 im Verhältnis zum Frontende 16 und den entsprechenden Karosserieseiten 20, 22 während der Kurvenfahrt oder bei erhöhten Fahrgeschwindigkeiten verändert wird, kann das Splittersystem 28 den Abtrieb F_d1, F_d2 am Frontende 16 der Fahrzeugkarosserie 14 regeln, um das dynamische Fahrverhalten des Fahrzeugs 10 zu beeinflussen.
Beispielsweise kann die Steuerung 42 über die Nachschlagetabelle 56 oder anderweitig zum individuellen Ändern eines Winkels θ₁ (dargestellt in 3) des ersten Splitterkörperseitenabschnitts 30-1 und einem ähnlichen Winkel θ₂ des zweiten Splitterkörperseitenabschnitts 30-2 gegenüber dem Frontende 16 und den jeweiligen Karosserieseiten 20, 22 in Reaktion auf die Drehzahlen der Laufräder 44-1, 44-2, 44-3, 44-4 konfiguriert werden, die über die ersten Sensoren 46 und/oder die Strömungsgeschwindigkeit der Umgebungsluft 27 über den vierten Sensor 52 erfasst werden. Weiterhin können die Winkel θ₁ und θ₂ der verstellbaren ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitte 30-1, 30-2 individuell proportional zur Gierrate gesteuert werden, die während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs 10 durch gezieltes Bedienen der Vorrichtung 34 erzeugt wird. Gemäß der Erfindung umfasst die Ausführungsform die Drehung oder Verkippung des ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitts 30-1, 30-2, die Winkel θ₁ und θ₂ mit Werten um 45 Grad, die den größten Abtrieb F_d1, F_d2 am Frontende 16 erzeugen, während Winkel θ₁ und θ₂ mit Werten um 0 Grad oder 90 Grad minimalen Abtrieb erzeugen.
Demzufolge kann die Regelung der Position des ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitts 30-1, 30-2 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 50 erfasste Strömungsgeschwindigkeit der Umgebungsluft 27 dem aerodynamischen Auftrieb der Fahrzeugkarosserie 14 entgegenwirkt. Zusätzlich dazu kann die Regelung der Position des ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitts 30-1, 30-2 benutzt werden, um das Handling des Fahrzeugs 10 zu unterstützen, indem das Fahrzeug den auf die Fahrzeugkarosserie 14 einwirkenden, vom zweiten Sensor 48 erfassten, Giermoment entgegenwirkt und dieses unter Kontrolle bringt und so in seiner vorgesehenen Bahn gehalten wird.

Claims

Splittersystem für ein Fahrzeug (10) mit einer Fahrzeugkarosserie (14), die entlang einer Karosserielängsachse (X) angeordnet ist und ein erstes Ende (16) umfasst, das zum Begegnen der anströmenden Umgebungsluft (27) konfiguriert ist, wobei das Splittersystem umfasst: einen Splitterkörper (30) mit einem ersten und einem zweiten Splitterkörperseitenabschnitt (30-1, 30-2), der zum Anbringen am ersten Ende (16) der Fahrzeugkarosserie (14) und Erzeugen eines aerodynamischen Abtriebs am ersten Ende der Fahrzeugkarosserie (14) konfiguriert ist, wenn das Fahrzeug (10) in Bewegung ist; gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (34), die zum gezielten und individuellen Verschieben sowohl des ersten als auch des zweiten Splitterkörperseitenabschnitts (30-1, 30-2) entlang der Karosserielängsachse (X) relativ zum ersten Ende (16) der Fahrzeugkarosserie (14) konfiguriert ist, um dadurch eine Größe des aerodynamischen Abtriebs einzustellen, der durch den ersten und den zweiten Splitterkörperseitenabschnitt (30-1, 30-2) auf das erste Ende (16) der Fahrzeugkarosserie (14) erzeugt wird.
Splittersystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine elektronische Steuerung (42), die zum Regeln der Vorrichtung (34) konfiguriert ist.
Splittersystem nach Anspruch 2, wobei das Fahrzeug (10) ein Laufrad und das Splittersystem weiterhin einen ersten Sensor (46) umfasst, der zum Erfassen einer Drehzahl des Laufrads (44) und zum Übertragen der erfassten Drehzahl des Laufrads (44) an die Steuerung (42) konfiguriert ist.
Splittersystem nach Anspruch 3, weiterhin umfassend einen zweiten Sensor (48), der zum Erfassen einer Giergeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie (14) und zum Übertragen der erfassten Giergeschwindigkeit an die Steuerung (42) konfiguriert ist.
Splittersystem nach Anspruch 4, weiterhin umfassend einen dritten Sensor (50), der zum Erfassen einer Strömungsgeschwindigkeit der Umgebungsluft im Verhältnis zum Fahrzeug (10) und zum Übertragen der erfassten Strömungsgeschwindigkeit der Umgebungsluft an die Steuerung (42) konfiguriert ist.
Splittersystem nach Anspruch 5, wobei das Fahrzeug (10) ein Lenkrad (54) und das Splittersystem einen vierten Sensor (52) umfasst, der zum Erfassen des Lenkwinkels des Lenkrads (54) konfiguriert ist.
Splittersystem nach Anspruch 6, wobei die Steuerung (42) zum gezielten Verlagern zumindest des ersten oder des zweiten Splitterkörperseitenabschnitts (30-1, 30-2) über die Vorrichtung (34) relativ zum ersten Ende (16) der Fahrzeugkarosserie (14) während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs (10), als Reaktion auf die erfasste Giergeschwindigkeit, den erfassten Lenkwinkel des Lenkrads (54) und mindestens eine der erfassten Drehzahlen des Laufrads und der Strömungsgeschwindigkeit der Umgebungsluft konfiguriert ist, um dadurch den aerodynamischen Abtrieb am ersten Karosserieende (16) des Fahrzeugs (10) zu regeln und die erfasste Gierrate unter Kontrolle zu bringen.
Splittersystem nach Anspruch 7, wobei die Steuerung (42) zusätzlich gezielt über die Vorrichtung (34) zum Verlagern von mindestens dem ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitt (30-1, 30-2) im Verhältnis zum ersten Ende (16) der Fahrzeugkarosserie (14) gemäß einer Nachschlagetabelle programmiert ist, welche eine Beziehung zwischen der Größe der Verlagerung jedes ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitts (30-1, 30-2) und der Größe des aerodynamischen Abtriebs herstellt, die durch jeden ersten und zweiten Splitterkörperseitenabschnitt (30-1, 30-2) am ersten Ende (16) der Fahrzeugkarosserie (14) erzeugt wird.
Splittersystem nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (34) mindestens ein lineares Stellglied, ein drehbares Stellglied oder einen Elektromotor (38-1, 38-2) umfasst.