DE102018123474B4

DE102018123474B4 - Verstellbares splittersystem für ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102018123474B4
Application number: DE102018123474.0A
Authority: DE
Inventors: Jason D. Fahland; Joshua R. Auden
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-09-25
Filing date: 2018-09-24
Publication date: 2022-05-19
Anticipated expiration: 2038-09-25
Also published as: US10625791B2; CN109552435B; CN109552435A; DE102018123474A1; US20190092402A1

Abstract

Splittersystem für ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie, die entlang einer Längsachse der Karosserie in einer Karosserieebene angeordnet ist mit einem ersten Karosserieende, das darauf konfiguriert ist, anströmender Umgebungsluft zu begegnen, wenn sich das Fahrzeug auf einer Fahrbahnoberfläche fortbewegt, das Splittersystem umfassend:einen ersten Splitterabschnitt, der darauf konfiguriert ist, fest an der Fahrzeugkarosserie angebracht zu sein und mit einer ersten Splitterabschnittsachse, die parallel zur Karosserieebene und entlang der Karosserielängsachse angeordnet ist;einen zweiten Splitterabschnitt, der am ersten Splitterabschnitt befestigt ist, worin der erste und zweite Splitterabschnitt zusammen so konfiguriert sind, dass sie einen aerodynamischen Anpressdruck an der Fahrzeugkarosserie generieren, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist; undeinen Mechanismus, der zwischen dem ersten und zweiten Splitterabschnitt angeordnet ist und darauf konfiguriert ist, eine Position des zweiten Splitterabschnitts relativ zum ersten Splitterabschnitt zu variieren, um dadurch eine anströmende Umgebungsluft relativ zur Fahrzeugkarosserie zu regeln und eine Größenordnung des aerodynamischen Anpressdrucks zu variieren,des Weiteren umfassend ein elektronisches Steuergerät zur Regulierung des Mechanismus,worin das Fahrzeug des Weiteren ein Fahrzeugrad und das Splittersystem des Weiteren einen ersten Sensor beinhaltet, der darauf konfiguriert ist, eine Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrads zu erfassen und diese an das Steuergerät zu übermitteln,des Weiteren umfassend einen zweiten Sensor, darauf konfiguriert ist, eine Gierrate der Fahrzeugkarosserie zu erfassen und dieselbe an das Steuergerät zu übermitteln,des Weiteren umfassend einen dritten Sensor, der darauf konfiguriert ist, eine Geschwindigkeit der einströmenden Umgebungsluft relativ zum Fahrzeug zu erfassen und dieselbe an das Steuergerät zu übermitteln,worin der zweite Splitterabschnitt eine zweite Splitterabschnitt-Achse beinhaltet und worin der Mechanismus darauf konfiguriert ist, den zweiten Splitterabschnitt relativ zum ersten Splitterabschnitt zu drehen, um dadurch einen Winkel der zweiten Splitterabschnittsachse relativ zur längsseitigen Karosserieachse selektiv zu verändern, um hierdurch die Auswirkung des aerodynamischen Drucks nach unten auf die Fahrzeugkarosserie anzupassen.

Description

EINLEITUNG
Die Offenbarung bezieht sich auf ein verstellbares Splittersystem zur Verbesserung der Aerodynamik eines Kraftfahrzeugs.
Aerodynamik ist ein wesentlicher Faktor bei der Gestaltung von Fahrzeugen, einschließlich Automobilen. Automobile Aerodynamik untersucht die 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 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 vom Stagnationsbereich weg geleitet und beschleunigt, wodurch der Druck sinkt. Der derart reduzierte Druck unter dem Splitter erzeugt im Zusammenwirken mit dem Staudruck über dem Splitter Abtrieb (Anpressdruck) am vorderen Ende der Fahrzeugkarosserie. Im Allgemeinen gilt: je breiter der Splitterbereich ist, desto mehr Abtrieb wird an der Fahrzeugfront erzeugt.
US 2015 / 0149046 A1 offenbart ein System zur Steuerung eines verstellbaren Spoilers umfassend einen Zündungssensor, der erkennt, ob ein Motor ein- oder ausgeschaltet. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor ist dabei so konfiguriert, dass er die Fahrzeuggeschwindigkeit zu erfassen. Ein Gewichtsdetektor ist so konzipiert, dass er ein Fahrzeuggewicht erkennt, das sich ändert, wenn die Anzahl der Fahrgäste oder die Menge der geladenen Fracht erhöht oder verringert wird.
US 2015 / 02250 26 A1 offenbart eine vordere Luftströmungsstruktur eines Kraftfahrzeugs, die einen vorderen Abdeckungsabschnitt eines Unterbodens eines Fahrzeugfrontteils und einen Luftdämpfer an einem vorderen Stoßfänger umfasst. Ferner ist ein Deflektor zwischen dem Luftdämpfer und einem Vorderradhaus vorgesehen, um nach hinten von dem Luftdämpfer beabstandet zu sein, welcher nach unten ragt und sich in Richtung der Fahrzeugbreite Richtung der Fahrzeugbreite erstreckt, wobei ein äußerer Endabschnitt in Richtung der Fahrzeugbreite im Wesentlichen durchgehend mit dem Deflektor verbunden ist.
KURZDARSTELLUNG
Ein Splittersystem für ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie, die entlang einer Längsachse der Karosserie in einer Karosserieebene angeordnet ist mit einem ersten Karosserieende, das dafür ausgelegt ist, anströmender Umgebungsluft zu begegnen, wenn sich das Fahrzeug auf einer Fahrbahnoberfläche fortbewegt, umfasst einen ersten und einen zweiten Splitterabschnitt. Der erste Splitterabschnitt ist darauf konfiguriert, fest an der Fahrzeugkarosserie angebracht zu werden und beinhaltet einen ersten Splitterabschnitt, der parallel zur Karosserieebene und entlang der Karosserielängsachse angeordnet ist. Der zweite Splitterabschnitt ist am ersten Splitterabschnitt angebracht. Der erste und der zweite Splitterabschnitt sind zusammen so konfiguriert, dass sie einen aerodynamischen Anpressdruck an der Fahrzeugkarosserie generieren, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist. Das Splittersystem beinhaltet des Weiteren einen Mechanismus zwischen dem ersten und dem zweiten Splitterabschnitt. Der Mechanismus ist darauf konfiguriert, die Position des zweiten Splitterabschnitts relativ zum ersten Splitterabschnitt zu variieren, um dadurch die anströmende Umgebungsluft relativ zur Fahrzeugkarosserie zu regeln und eine Größenordnung des aerodynamischen Anpressdrucks zu variieren.
Das Splittersystem umfasst des Weiteren ein elektronisches Steuergerät zur Regelung des Mechanismus.
Das Fahrzeug umfasst zudem ein Fahrzeugrad. Das Splittersystem umfasst des Weiteren einen ersten Sensor, der darauf konfiguriert ist, eine Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrads zu erfassen und dieselbe an das Steuergerät zu übermitteln.
Das Splittersystem umfasst zudem einen zweiten Sensor, der darauf konfiguriert ist, eine Gierrate der Fahrzeugkarosserie zu erfassen und dieselbe an das Steuergerät zu übermitteln.
Das Splittersystem umfasst zudem einen dritten Sensor, der darauf konfiguriert ist, eine Strömungsgeschwindigkeit der einströmenden Umgebungsluft relativ zum Fahrzeug zu erfassen und dieselbe an das Steuergerät zu übermitteln.
Der zweite Splitterabschnitt umfasst eine zweite Splitterabschnittsachse. Der Mechanismus ist des Weiteren darauf konfiguriert, den zweiten Splitterabschnitt relativ zum ersten Splitterabschnitt zu drehen, um dadurch einen Winkel der zweiten Splitterabschnittsachse relativ zur längsseitigen Karosserieachse selektiv zu verändern, um hierdurch die Auswirkung des aerodynamischen Anpressdrucks auf die Fahrzeugkarosserie anzupassen.
Das Steuergerät kann darauf konfiguriert werden, den Winkel der zweiten Splitterabschnittsachse relativ zur Karosserielängsachse über den Mechanismus des Kurvenfahrens des Fahrzeugs als Reaktion auf die ermittelte Gierrate und mindestens einer ermittelten Rotationsgeschwindigkeit des Fahrzeugrads, sowie der Geschwindigkeit des Umgebungsluftstroms zu variieren, um dadurch die Größenordnung des aerodynamischen Anpressdrucks an der Fahrzeugkarosserie anzupassen und die erfasste Gierrate zu regulieren.
Das Steuergerät kann darauf konfiguriert werden, den zweiten Splitterabschnitt über den Mechanismus vom ersten Splitterabschnitt zu trennen. Weiterhin kann der Mechanismus darauf konfiguriert sein, den zweiten Splitterabschnitt relativ zum ersten Splitterabschnitt in einer der Karosserielängsachse entgegengesetzten Richtung selektiv zu verschieben, um hierdurch die Größenordnung des aerodynamischen Anpressdrucks, die vom Splitter an der Fahrzeugkarosserie erzeugt wird, anzupassen.
Der Mechanismus kann des Weiteren mindestens eine Stütze beinhalten, die den zweiten Splitterabschnitt beweglich mit dem ersten Splitterabschnitt verbindet.
Der Mechanismus kann des Weiteren mindestens ein Linearstellglied und einen Elektromotor beinhalten.
Die Fahrzeugkarosserie kann ein zweites Fahrzeugkarosserieende gegenüber vom ersten Ende beinhalten, und die mindestens eine Stütze kann den flügelförmigen Körper am ersten Fahrzeugkarosserieende oder am zweiten Fahrzeugkarosserieende mit der Fahrzeugkarosserie verbinden.
Mindestens einer der ersten Splitterabschnitte und der zweite Splitterabschnitt kann eine entlang der Splitterachse angeordnete flügelförmiger Karosserie beinhalten.
Ferner wird ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Splittersystem offenbart.
Die vorstehend aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsform(en) und der/den besten Art(en) zur Umsetzung der beschriebenen Offenbarung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und hinzugefügten Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie, die in einer Karosserieebene entlang einer Längsachse angeordnet und mit einem Splittersystem gemäß der Offenbarung ausgestattet ist.
2 ist eine schematische Teilseitenansicht des Fahrzeugs mit dem in 1 dargestellten Splittersystem.
3 ist eine schematische Vorderansicht des Fahrzeugs mit dem in 1 und 2 dargestellten Splittersystem.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, worin gleiche Bezugszahlen auf gleiche Komponenten verweisen, stellt 1 eine schematische Ansicht eines Motorfahrzeugs 10 dar, das relativ zur Fahrbahnoberfläche 12 positioniert ist. Das Fahrzeug 10 beinhaltet eine in einer Karosserieebene P angeordnete Fahrzeugkarosserie 14, die im Wesentlichen parallel zur Fahrbahnoberfläche 12 angeordnet ist. Die Fahrzeugkarosserie 14 definiert sechs Karosserieseiten. Die sechs Karosserieseiten beinhalten ein erstes Karosserieende oder eine Fahrzeugfront 16, ein entgegengesetzt liegendes zweites Karosserieende oder Fahrzeugheck 18, eine erste laterale Karosserieseite oder linke Seite 20, und eine zweite laterale Karosserieseite oder rechte Seite 22, einen oberen Karosserieteil 24, der ein Fahrzeugdach beinhalten kann, und einen Unterbodenteil 26 (in 2 dargestellt).
Die linke Seite 20 und die rechte Seite 22 sind im Allgemeinen parallel zueinander und gegenüber einer virtuellen Fahrzeug-Karosserielängsachse X des Fahrzeugs 10 angeordnet und überbrücken den Abstand zwischen dem vorderen Ende 16 und dem hinteren Ende 18. Die Karosserieebene P ist so definiert, dass sie die Fahrzeugkarosserie-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 20, 22 der Karosserie 14 eingegrenzt. Wie ein technisch versierter Fachmann verstehen wird, ist die Fahrzeugfront 16 zum Begegnen der einströmenden 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 Fahrzeugkarosserie-Längsachse X.
Während sich das Fahrzeug 10 relativ zur Fahrbahnoberfläche 12 fortbewegt, 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 aufgeteilt, welche sich in einem Nachlauf- oder Wiederumlauf-Luftstrombereich 27-6 direkt hinter dem hinteren Ende 18 letztendlich wieder vereinen. Insbesondere strömt, wie in 1 dargestellt, der erste Luftstromteil 27-1 über das obere Karosserieteil 24, der zweite Luftstromteil 27-2 strömt an der linken Seite 20 vorbei, der dritte Luftstromteil 27-3 strömt an der rechten Seite 22 vorbei und der vierte Luftstromteil 27-4 (dargestellt in 2) strömt unter der Fahrzeugkarosserie 14 zwischen dem Unterbodenteil 26 und der Fahrbahnoberfläche 12 vorbei. Wie ein technisch versierter Fachmann verstehen wird, entsteht der Wiederumlauf-Luftstrombereich 27-6 im Allgemeinen bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten aus dem um die sechs Seiten der Fahrzeugkarosserie 14 strömenden Luftstrom.
Wie in 1-3 dargestellt, beinhaltet das Fahrzeug 10 zudem ein Splittersystem 28. Wie in 2 und 3 dargestellt, beinhaltet das Splittersystem 28 einen ersten Splitterabschnitt 30-1, der darauf konfiguriert ist, fest an der Fahrzeugkarosserie 14 angebracht zu sein und der eine erste Splitterabschnittsachse Y1 beinhaltet, die parallel zur Karosserieebene P und entlang der Fahrzeugkarosserie-Längsachse X angeordnet ist. Das Splittersystem 28 beinhaltet des Weiteren einen zweiten Splitterabschnitt 30-2 mit eine zweiten Splitterabschnittsachse Y2. Der zweite Splitterabschnitt 30-2 ist beweglich am ersten Splitterabschnitt 30-1 angebracht. Zusammen sind der erste Splitterabschnitt 30-1 und der zweite Splitterabschnitt 30-2 darauf konfiguriert, unter Verwendung der Umgebungsluftströmung 27 einen aerodynamischen Anpressdruck F_D auf die Vorderseite 16 der Fahrzeugkarosserie 14 zu erzeugen, während sich das Fahrzeug 10 bewegt.
Jeder des ersten Splitterabschnitts 30-1 und des zweiten Splitterabschnitts 30-2 kann einen flügelförmigen Querschnitt aufweisen, der quer zu den entsprechenden ersten und zweiten Splitterabschnittsachsen Y1 und Y2 angeordnet und darauf konfiguriert ist, eine Bewegung des Umgebungsluftstroms 27 relativ zur Fahrzeugkarosserie-Längsachse X zu regeln. „Flügelförmig“ ist hierin als eine Flosse definiert, die die Form einer Luftfolie hat, oder eine stromlinienförmige Querschnittsform, die einen Hub für Flug oder Antrieb durch eine Flüssigkeit produziert.
Wie in 2-3 dargestellt, beinhaltet das Splittersystem 28 des Weiteren einen Mechanismus 32, der zwischen dem ersten Splitterabschnitt 30-1 und dem zweiten Splitterabschnitt 30-2 angeordnet ist. Der Mechanismus 32 ist darauf konfiguriert, die Position des zweiten Splitterabschnitts 30-2 relativ zum ersten Splitterabschnitt 30-1 zu variieren, um dadurch die anströmende Umgebungsluft 27 relativ zur Fahrzeugkarosserie 14 zu regeln und eine Größenordnung des aerodynamischen Anpressdrucks F_D zu variieren, wenn sich das Fahrzeug 10 bewegt. Insbesondere kann der Mechanismus 32 darauf konfiguriert sein, den zweiten Splitterabschnitt 30-2 relativ zum ersten Splitterabschnitt 30-1 in einer Richtung Z quer zur Fahrzeugkarosserie-Längsachse X zu verschieben, und dadurch den zweiten Splitterabschnitt 30-2 vom ersten Splitterabschnitt 30-1 zu trennen. Eine derartige Trennung des zweiten Splitterabschnitts 30-2 vom ersten Splitterabschnitt 30-1 ist dazu vorgesehen, eine Größenordnung des gesamten aerodynamischen Anpressdrucks F_D anzupassen, der vom Splittersystem 28 an der Fahrzeugkarosserie 14 erzeugt wird. Des Weiteren kann der Mechanismus 32 darauf konfiguriert werden, den zweiten Splitterabschnitt 30-2 relativ zum ersten Splitterabschnitt 30-1 zu drehen, wie in 3 mit dem Buchstaben R dargestellt wird, und dadurch den Winkel θ der zweiten Splitterabschnittsachse Y2 relativ zur Fahrzeugkarosserie-Längsachse X zu variieren. Eine derartige Drehung des zweiten Splitterabschnitts 30-2 relativ zum ersten Splitterabschnitt 30-1 ist dazu vorgesehen, die Größenordnung des gesamten aerodynamischen Anpressdrucks F_D an der Vorderseite 16 der Fahrzeugkarosserie 14 weiter anzupassen.
Das Splittersystem 28 kann eine oder mehrere Stützen 34 beinhalten, die den zweiten Splitterabschnitt 30-2 beweglich mit dem ersten Splitterabschnitt 30-1 verbinden. Der Mechanismus 32 kann entweder zwischen dem ersten Splitterabschnitt 30-1 und der Stütze 34 oder zwischen der Stütze und dem zweiten Splitterabschnitt 30-2 positioniert sein. Wie in 2 dargestellt, kann der Mechanismus 32 eine geeignete Vorrichtung zur Erzeugung von Bewegung des zweiten Splitterabschnitts 30-2 beinhalten, wie ein oder mehrere Linearstellglieder 32A und/oder ein Elektromotor 32B. Der Mechanismus 32 kann auch einen Zahnradantrieb, wie ein Reduziergetriebe 32C beinhalten, das mit der Vorrichtung verbunden werden kann, wie das Linearstellglied 32A oder der elektrische Motor 32B, um die gewünschte Bewegung zu erzeugen, einschließlich der Trennung von und Drehung des zweiten Splitterabschnitts 30-2 relativ zum ersten Splitterabschnitt 30-1. Wenn der zweite Splitterabschnitt 30-2 vom ersten Splitterabschnitt 30-1 getrennt und relativ zu diesem in eine Richtung verschoben wird, die quer zur Fahrzeugkarosserie-Längsachse X liegt, erzeugt der ersten Splitterabschnitt einen ersten Abschnitt F_D1 des aerodynamischen Anpressdrucks F_D, während der zweite Splitterabschnitt einen zweiten Abschnitt F_D2 des betroffenen aerodynamischen Anpressdrucks erzeugt. Wie in 3 dargestellt, kann der Mechanismus 32 auch darauf konfiguriert werden, ein Drehmoment T1 zum Drehen des zweiten Splitterabschnitts 30-2 in einer Richtung anzulegen und ein gegenüberliegendes Drehmoment T2, um den zweiten Splitterabschnitt in die entgegengesetzte Richtung zu drehen.
Wie in den 1-3 dargestellt, beinhaltet das Fahrzeug 10 auch ein elektronisches Steuergerät 38, die darauf konfiguriert ist, d. h. dazu konstruiert und darauf programmiert ist, den Mechanismus 32 zu regulieren. Das Steuergerät 38 kann als Zentraleinheit (CPU) ausgebildet sein, die darauf konfiguriert ist, den Betrieb eines Verbrennungsmotors 40 (dargestellt in 1), eines Hybrid-Elektro-Antriebsstrangs (nicht dargestellt) oder weiterer alternativer Antriebsaggregattypen und Fahrzeugsysteme 10, oder ein dediziertes Steuergerät zu regeln. Um den Betrieb des Mechanismus 32 ordnungsgemäß zu steuern, beinhaltet das Steuergerät 38 einen Speicher, von dem zumindest ein Teil physisch und nicht transitorisch ist. Der Speicher kann ein beliebiges beschreibbares Medium sein, das an der Bereitstellung computerlesbarer Daten oder Prozessinstruktionen beteiligt ist. Dieses Medium kann in einem beliebigen Format vorliegen, einschließlich, aber nicht einschränkt auf nichtflüchtige Medien und flüchtige Medien.
Nichtflüchtige Medien für das Steuergerät 38 können beispielsweise optische oder magnetische Disks und andere persistente Speicher beinhalten. 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 des Steuergeräts 38 kann auch eine flexible Disk, eine Festplatte, ein Magnetband oder einen beliebigen anderen magnetischen Datenträger, eine CD-ROM, DVD, oder einen beliebigen anderen optischen Datenträger usw. beinhalten. Das Steuergerät 38 kann mit anderer geeigneter Computer-Hardware ausgerüstet und für dieselbe konfiguriert sein, wie etwa mit einem Hochgeschwindigkeitstakt, erforderlichen Analog-zu-Digital (A/D) und/oder Digital-zu-Analog (D/A) Schaltkreisen, allen erforderlichen Eingangs-/Ausgangsschaltungen und -geräten (I/O), sowie geeigneten Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltkreisen. Alle Algorithmen, die für das Steuergerät 38 erforderlich oder zugänglich sind, können im Speicher abgelegt und automatisch ausgeführt werden, um die benötigte Funktionalität zu liefern.
Wie in den 1-3 dargestellt, beinhaltet das Fahrzeug 10 auch Laufräder 42. Eine Vielzahl von ersten Sensoren 44 (in 1 dargestellt) kann auf der Fahrzeugkarosserie 14 angeordnet sein, um die Drehzahl von jedem Laufrad 42 zu erfassen. Jeder erste Sensor 44 kann auch dazu konfiguriert sein, die erfasste Drehzahl des jeweiligen Laufrads 42 an das Steuergerät 38 zu übermitteln, während das Steuergerät 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 (dargestellt in 1), konfiguriert zur Erfassung einer Gierkraft oder -geschwindigkeit auf der Fahrzeugkarosserie 14 im Verhältnis zur Fahrbahnoberfläche 12 und zur Übermittlung der erfassten Gierrate an das Steuergerät 38. Das Fahrzeug 10 kann zusätzlich dazu einen dritten Sensor 48 beinhalten (dargestellt in 1), konfiguriert zur Erfassung der Anströmgeschwindigkeit der Umgebungsluft 27 im Verhältnis zum Fahrzeug 10 und zur Übermittlung der erfassten Anströmgeschwindigkeit der anströmenden Umgebungsluft 27 an das Steuergerät 38. Der dritte Sensor 48 kann ein Staudruckrohr sein, das darauf konfiguriert ist, den Umgebungsluftdruck 27 an einer bestimmten Stelle der Fahrzeugkarosserie 14, und das Steuergerät 38 kann den gemessenen Druck in die Luftströmungsgeschwindigkeit 27 umrechnen.
Wie in 3 dargestellt, kann das Steuergerät 38 darauf konfiguriert sein, den Winkel θ der zweiten Splitterabschnittsachse Y2 relativ zur Karosserielängskörper-Achse X über den Mechanismus 32 während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs 10 zu variieren. Insbesondere kann der Winkel θ der zweiten Splitterabschnittsachse Y2 relativ zur Fahrzeugkarosserie-Längsachse X über den Mechanismus 32 mit Hilfe der Sensoren 44, 46, 48 und der Kurvenfahrt des Fahrzeugs 10 als Reaktion auf die erfasste Gierrate variiert werden. Mit anderen Worten: das Steuergerät 38 ist darauf konfiguriert, die vom zweiten Sensor 46 erfasste Gierrate und die vom ersten Sensor(en) 44 erfasste Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrades/der Fahrzeugräder 42 und/oder die vom dritten Sensor 48 erfasste Geschwindigkeit des Umgebungsluftstroms 27 zu regeln, und damit die Größenordnung des aerodynamischen Anpressdrucks F_D an der Fahrzeugkarosserie 14 anzupassen und die erfasste Gierrate zu regeln. Dementsprechend kann der Winkel θ der zweiten Splitterabschnittsachse Y2 relativ zur Fahrzeugkarosserie-Längsachse X proportional zur Gierrate geregelt werden, die während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs 10 durch Drehen des zweiten Splitterabschnitts 30-2 relativ zum ersten Splitterabschnitt 30-1 erzeugt wird. Das Steuergerät 38 kann mit einer Nachschlagetabelle 49 zur Herstellung einer Übereinstimmung zwischen der Gierrate des Fahrzeugs 10, der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 und/oder der Geschwindigkeit des Luftstroms und dem Winkel θ der zweiten Splitterabschnittsachse Y2 programmiert werden, um eine entsprechende Regulierung des Mechanismus 32 zu erreichen. Die Nachschlagetabelle 49 kann während der Validierungs- und Testphase des Fahrzeugs 10 empirisch erstellt werden. Da der Winkel θ der zweiten Splitterabschnittsachse Y2 während der Kurvenfahrt variiert, kann das Splittersystem 28 den Umgebungsluftstrom 27 effektiver nutzen, um den Anpressdruck F_D am vorderen Ende 16 der Fahrzeugkarosserie 14 zu maximieren.
Das Steuergerät 38 kann zusätzlich zum Ermitteln eines Schlupfes des Fahrzeugs 10 im Verhältnis zur Fahrbahnoberfläche 12 programmiert sein. 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 Fahrzeugkarosserie-Längsachse X 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 durch einen Winkel eines Lenkrades 52 (in 1 dargestellt) identifiziert werden, das sich im Fahrzeug 10 befindet. Der Lenkradwinkel 52 kann durch einen vierten Sensor 50 erkannt werden, der operativ mit dem Lenkrad verbunden ist und an das Steuergerät 38 übermittelt werden kann. Des Weiteren kann das Steuergerät 38 zum Vergleich des erfassten Lenkradwinkels 52 mit der Gierrate programmiert werden, um zu bestimmen, um wie viel das Fahrzeug 10 von seiner vorgesehenen Richtung oder Bahn abgewichen ist.
Das Steuergerät 38 kann außerdem so programmiert werden, dass es den Schlupf des Fahrzeugs 10 relativ zur Fahrbahnoberfläche 12 steuert, in dem die Drehung der zweiten Splitterabschnittsachse Y2 über den Mechanismus 32 geregelt wird, als Reaktion auf das Ausmaß der Abweichung des Fahrzeugs 10 von der vorgesehen Bahn. Die benutzte Drehung der zweiten Splitterabschnittsachse Y2 bringt dann das Fahrzeug 10 dazu, von der aktuellen Fahrtrichtung zur vorgesehenen Fahrtrichtung zurückzukehren, die vom Fahrer des Fahrzeugs 10 am Lenkrad 52 erteilt wird. Des Weiteren, obwohl nicht dargestellt, können zwei dritte Sensoren 48 am zweiten Splittterabschnitt 30-2 angeordnet werden - einer in der Nähe der linken Seite und einer in der Nähe der rechten Seite des zweiten Splitterabschnitts. Das Steuergerät 38 kann dann darauf konfiguriert sein, den Winkel θ der zweiten Splitterabschnittsachse Y2 relativ zur Fahrzeugkarosserie-Längsachse X als Reaktion auf ein ermitteltes Differenzial zwischen den Luftstrom-Geschwindigkeitsmessungen 27 und jedem dritten Sensor 48, wenn das Fahrzeug 10 eine Kurve fährt, um den Anpressdruck F_D an der Fahrzeugkarosserie 14 zu variieren.
Demzufolge kann die Regelung der Drehung der zweiten Splitterabschnittsachse Y2 verwendet 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. Zudem kann die Steuerung der Drehung des zweiten Splitterabschnitts 30-2 dazu genutzt werden, die Handhabung des Fahrzeugs 10 zu unterstützen, um das Fahrzeug 10 auf der vorgesehenen Bahn zu halten, indem dem vom zweiten Sensor 46 erfassten und auf die Fahrzeugkarosserie 14 einwirkenden Giermoment entgegenwirkt wird.
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, während der Umfang der Offenbarung jedoch einzig und allein durch die Patentansprüche definiert wird. Während einige der besten Modi und weitere Ausführungsformen der beanspruchten Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Konzepte und Ausführungsformen zur Umsetzung der in den hinzugefügten 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 mit einer Fahrzeugkarosserie, die entlang einer Längsachse der Karosserie in einer Karosserieebene angeordnet ist mit einem ersten Karosserieende, das darauf konfiguriert ist, anströmender Umgebungsluft zu begegnen, wenn sich das Fahrzeug auf einer Fahrbahnoberfläche fortbewegt, das Splittersystem umfassend: einen ersten Splitterabschnitt, der darauf konfiguriert ist, fest an der Fahrzeugkarosserie angebracht zu sein und mit einer ersten Splitterabschnittsachse, die parallel zur Karosserieebene und entlang der Karosserielängsachse angeordnet ist; einen zweiten Splitterabschnitt, der am ersten Splitterabschnitt befestigt ist, worin der erste und zweite Splitterabschnitt zusammen so konfiguriert sind, dass sie einen aerodynamischen Anpressdruck an der Fahrzeugkarosserie generieren, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist; und einen Mechanismus, der zwischen dem ersten und zweiten Splitterabschnitt angeordnet ist und darauf konfiguriert ist, eine Position des zweiten Splitterabschnitts relativ zum ersten Splitterabschnitt zu variieren, um dadurch eine anströmende Umgebungsluft relativ zur Fahrzeugkarosserie zu regeln und eine Größenordnung des aerodynamischen Anpressdrucks zu variieren, des Weiteren umfassend ein elektronisches Steuergerät zur Regulierung des Mechanismus, worin das Fahrzeug des Weiteren ein Fahrzeugrad und das Splittersystem des Weiteren einen ersten Sensor beinhaltet, der darauf konfiguriert ist, eine Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugrads zu erfassen und diese an das Steuergerät zu übermitteln, des Weiteren umfassend einen zweiten Sensor, darauf konfiguriert ist, eine Gierrate der Fahrzeugkarosserie zu erfassen und dieselbe an das Steuergerät zu übermitteln, des Weiteren umfassend einen dritten Sensor, der darauf konfiguriert ist, eine Geschwindigkeit der einströmenden Umgebungsluft relativ zum Fahrzeug zu erfassen und dieselbe an das Steuergerät zu übermitteln, worin der zweite Splitterabschnitt eine zweite Splitterabschnitt-Achse beinhaltet und worin der Mechanismus darauf konfiguriert ist, den zweiten Splitterabschnitt relativ zum ersten Splitterabschnitt zu drehen, um dadurch einen Winkel der zweiten Splitterabschnittsachse relativ zur längsseitigen Karosserieachse selektiv zu verändern, um hierdurch die Auswirkung des aerodynamischen Drucks nach unten auf die Fahrzeugkarosserie anzupassen.
Splittersystem nach Anspruch 1, worin das Steuergerät darauf konfiguriert ist, den Winkel der zweiten Splitterabschnittsachse relativ zur Fahrzeugkarosserie-Längsachse über den Mechanismus während der Bewegung des Fahrzeugs als Reaktion auf die erfasste Gierrate und mindestens einer erfassten Rotationsgeschwindigkeiten des Fahrzeugrads und der Geschwindigkeit des Umgebungsluftstroms, um dadurch die Größenordnung des aerodynamischen Anpressdrucks an der Fahrzeugkarosserie zu verändern und die erfasste Gierrate zu steuern.
Splittersystem nach Anspruch 1, worin der Mechanismus darauf konfiguriert ist, den zweiten Splitterabschnitt relativ zum ersten Splitterabschnitt in einer der Karosserielängsachse entgegengesetzten Richtung selektiv zu verschieben, um hierdurch die Größenordnung des aerodynamischen Anpressdrucks, die vom Splitter an der Fahrzeugkarosserie erzeugt wird, anzupassen.
Splittersystem nach Anspruch 1, worin der Mechanismus mindestens eine Stütze beinhaltet, die den zweiten Splitterabschnitt beweglich mit dem ersten Splitterabschnitt verbindet.
Splittersystem nach Anspruch 1, worin der Mechanismus mindestens ein Linearstellglied und einen Elektromotor beinhaltet.