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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend einen quer zur Fahrzeuglängsachse angeordneten Spoiler, der von einer Betriebsposition in eine Verstauposition, in der der Spoiler in oder an einem fahrzeugfesten Verstauabschnitt des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, überführbar ist und umgekehrt.
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Spoiler bei Kraftfahrzeugen dienen dem Zweck, die aerodynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs zu verbessern. Insbesondere bewirken Spoiler verbesserte Fahreigenschaften, beispielsweise eine Vermeidung von aerodynamischen Instabilitäten, die typischerweise bei hohen Fahrtgeschwindigkeiten auftreten können, oder eine Verkürzung des Bremswegs. Der das Kraftfahrzeug bei einer Fahrt umströmende Luftstrom wird durch den Spoiler derart beeinflusst, dass eine Abtriebskraft, die das Kraftfahrzeug auf den Untergrund presst und mithin die Fahrstabilität erhöht, erzeugt wird. Da diese Wirkung typischerweise merklich erst ab gewissen Fahrgeschwindigkeiten einsetzt, sind Spoiler häufig ein- bzw. ausfahrbar. Typischerweise werden Spoiler bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten eingefahren, das heißt, sie werden in eine Position überführt, in der sie quasi bündig an die Karosserie oder ein Verkleidungsteil des Kraftfahrzeugs angelegt werden. Durch das Einfahren des Spoilers wird eine Verringerung des Luftwiderstands sowie ein verbessertes optisches Erscheinungsbild des Kraftfahrzeugs bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten bewirkt.
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Ein bekanntes Problem bei Spoilern, die häufig lediglich ein gerades und horizontal angeordnetes Spoilerblatt umfassen, ist die Tatsache, dass sich an den beiden Randseiten des Spoilerblattes Wirbelschleppen bzw. Turbulenzen ausbilden können, durch die der Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs unerwünscht erhöht wird, was letztendlich zu einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs führt. Um die Entstehung derartiger Turbulenzen zu unterbinden, werden häufig Endplatten, die häufig auch als Endplates bezeichnet werden, verwendet, die an den Seiten des Spoilerblatts gewinkelt abstehen.
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So wird beispielsweise in
DE 10 2012 104 423 A1 ein Kraftfahrzeug mit einem ausfahrbaren Heckspoiler vorgeschlagen, an dessen seitlichen Enden jeweils schwenkbare Flügelenden vorgesehen sind, durch deren Schwenkposition der Luftwiderstand und der Fahrzeugabtrieb gezielt eingestellt werden kann.
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Ein weiteres Kraftfahrzeug mit einer Spoileranordnung ist aus
DE 10 2016 100 626 A1 bekannt, wobei ein flügelförmiger Körper des Spoilers an seinen Enden jeweils eine Rippe aufweist und durch eine Drehung des flügelförmigen Körpers eine auf die Karosserie wirkende Kraft erzeugt wird, die einer bei Kurvenfahrten auftretenden Querkraft entgegenwirkt.
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In
US 2008/0 116 717 A1 ist ein Kraftfahrzeug offenbart, das einen Spoiler mit einem verstellbaren Hauptflügel sowie Endplatten aufweist, wobei die jeweiligen Positionen dieser Komponenten in Abhängigkeit von Daten, insbesondere eines Beschleunigungssensors, einstellbar sind.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein gegenüber bekannten Spoilerkonzepten verbessertes System anzugeben.
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Die Aufgabe wird bei einem Spoiler der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Spoiler einen Hauptkörper und an den beiden, bezüglich der Längsachse des Hauptkörpers, endseitigen Abschnitten des Hauptkörpers jeweils wenigstens eine beweglich angebundene Endplatte umfasst, wobei jede Endplatte bei dem Überführen des Spoilers von der Betriebsposition in die Verstauposition automatisch von einer Betriebsstellung, in der die Endplatte gewinkelt von dem Hauptkörper absteht, in eine Nichtbetriebsstellung, in der der Winkel zwischen der Endplatte und der Längsachse des Hauptkörpers kleiner ist als in der Betriebsstellung, überführbar ist.
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Der Spoiler ist also einerseits in der Betriebsstellung betreibbar, während der, typischerweise flügelförmige, Hauptkörper des Spoilers bevorzugt von einer Karosserie bzw. einem Verkleidungsteil des Kraftfahrzeug beabstandet angeordnet ist und hierbei den Abtrieb des Kraftfahrzeugs und die hieraus resultierenden, oben erläuterten Vorteile bewirkt. Ferner werden durch die gewinkelt von dem Hauptkörper, insbesondere nach oben und unten, abstehenden Endplatten, deren Flächen insbesondere parallel zur Fahrtrichtung ausgerichtet sind, Turbulenzen und eine unerwünschte Erhöhung des Luftwiderstands des Kraftfahrzeugs unterbunden.
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Andererseits kann der Spoiler in eine Verstauposition gebracht werden, in der sich der Hauptkörper typischerweise näher am Kraftfahrzeug als in der Betriebsposition befindet. So kann es in gewissen Situationen, insbesondere bei vergleichsweise niedrigen Fahrgeschwindigkeiten oder falls ein Fahrer des Kraftfahrzeug dies wünscht (worauf später noch näher eingegangen wird), zweckmäßig sein, dass der Spoiler von der Verstauposition in die Betriebsposition überführt wird. In der Verstauposition bilden die geometrische Form des Spoilers und die geometrische Form der Karosserie bzw. des Verkleidungsteils des Kraftfahrzeugs eine möglichst glatte und stromlinienförmige, das heißt, einen möglichst geringen Luftwiderstand aufweisende geometrische Gesamtform aus. Der Spoiler steht also in der Verstauposition bezüglich der Karosserie bzw. der Außenhaut des Kraftfahrzeugs nicht über benachbarte Verkleidungsteile hinaus, wodurch eine unerwünschte Erhöhung des Luftwiderstands des Kraftfahrzeugs und ästhetische Einbußen bezüglich des Erscheinungsbilds des Kraftfahrzeugs vermieden werden.
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Für die Endplatten ist vorgesehen, dass der Winkel zwischen der jeweiligen Endplatte und dem Hauptkörper in der Betriebsstellung größer ist als in der Nichtbetriebsstellung. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass der Hauptkörper in der Verstauposition im Vergleich zur Betriebsposition noch näher bzw. dichter an den Verstauabschnitt gebracht werden kann, da andernfalls die Endplatten einen unerwünschten Abstandshalter zwischen dem Hauptkörper und der Karosserie bzw. dem Verstauabschnitt darstellen. Auch die Endplatten selbst stehen, wenn der Spoiler in der Verstauposition ist, nicht derart stark gewinkelt vom Hauptkörper ab wie in der Betriebsposition. Die Endplatten stehen also bevorzugt, gleichermaßen wie der Spoiler bzw. der Hauptkörper des Spoilers, bezüglich der Karosserie bzw. der Außenhaut des Kraftfahrzeugs nicht über benachbarte Verkleidungsteile hinaus. Auch hierdurch wird eine unnötige Erhöhung des Luftwiderstands sowie eine Beeinträchtigung des optischen Erscheinungsbildes des Kraftfahrzeugs durch die Endplatten vermieden.
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Zusammenfassend bewirkt die Überführung der Endplatten von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung, dass der Spoiler grundsätzlich in einen möglichst eng anliegende Position an die Karosserie bzw. ein Verkleidungsteil des Kraftfahrzeugs gebracht werden kann. Ferner ist, wenn der Spoiler in der Verstauposition ist, auch der durch die Endplatten verursachte Luftwiderstand möglichst gering. Schließlich sind zusätzlich zum Spoiler bzw. zum Hauptkörper des Spoilers auch die Endplatten ästhetisch möglichst ansprechend an die Form der Außenhaut des Kraftfahrzeugs angepasst. Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug werden durch die Überführbarkeit der Endplatten von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung die bislang nicht miteinander zu vereinbarenden Konzepte von aus- und einfahrbaren Spoilern und von gewinkelt abstehenden Endplatten miteinander kombiniert.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung wird deutlich, wenn die Überführung des Spoilers von der Betriebsposition in die Verstauposition beispielsweise während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs erfolgen soll. In diesem Fall ist es für den Fahrer naturgemäß nicht möglich, eine hierfür notwendige Überführung der Endplatten von der Betriebsposition in die Nichtbetriebsposition händisch vorzunehmen. Dies ist jedoch, da die Überführung erfindungsgemäß ohnehin automatisch erfolgt, gar nicht nötig. Die automatische Überführung der Endplatten kann über verschiedene mechanische Konzepte realisiert werden, worauf später noch näher eingegangen wird.
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Für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt vorgesehen, dass jede Endplatte über eine Schwenkbewegung von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung überführbar ist. Hierdurch wird das Überführen der jeweiligen Endplatte von der Betriebsstellung, in der diese gewinkelt vom Hauptkörper absteht, in die Nichtbetriebsstellung, in der der spitze Winkel zwischen der Endplatte und dem Hauptkörper kleiner als in der Betriebsstellung ist, auf eine simple Art realisiert. Bevorzugt kann die Endplatte um eine Achse verschwenkbar sein, die parallel zu der Längsachse des Kraftfahrzeugs verläuft. Die Endplatte kann mittels eines Verbindungselements, insbesondere mittels einer Gelenkverbindung, mit dem Hauptkörper verbunden sein. Das Gelenk kann bevorzugt am äußeren axialen Ende des Hauptkörpers angeordnet und mit einem mittleren Abschnitt der Endplatte verbunden sein. In der Betriebsstellung steht die Endplatte bevorzugt sowohl nach oben als auch nach unten von dem Hauptkörper ab.
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Außerdem kann jede Endplatte derart geometrisch geformt sein, dass diese in der Nichtbetriebsstellung bezüglich der Fahrzeughochachse oberseitig eine bündige Fortsetzung der geometrischen Form des Hauptkörpers darstellt. Die Endplatten können in der Nichtbetriebsstellung, abgesehen von einem konstruktiv bedingten Spalt, eine, bevorzugt kollineare, Verlängerung der geometrischen Form des Hauptkörpers darstellen, wodurch auch der Spoiler, wenn die Endplatten in der Nichtbetriebsstellung sind, eine geradlinige geometrische Form aufweist. Bevorzugt steht der Spoiler samt Endplatten in der Verstauposition nicht über benachbarte Verkleidungsteile bzw. Bereiche der Außenhaut des Kraftfahrzeugs hinaus. Diese Integration der geometrischen Form des Spoilers in die des Kraftfahrzeugs wirkt sich positiv auf die aerodynamischen Eigenschaften und auf das optische Gesamterscheinungsbild des Kraftfahrzeugs aus.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug kann vorgesehen sein, dass das Überführen jeder Endplatte von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung dadurch erfolgt, dass die Endplatten beim Überführen des Spoilers von der Betriebsposition in die Verstauposition gegen eine Komponente des Kraftfahrzeugs, insbesondere gegen den fahrzeugfesten Verstauabschnitt, laufen. Mithin bedarf es keiner aktorischen Stellelemente zur Überführung der Endplatten von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung. Stattdessen führt der bei diesem Bewegungsablauf erfolgende Kontakt der beteiligten Bauteile, dass die Endplatten von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung umgeklappt werden.
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Um ein Verklemmen bzw. einen problemlosen Bewegungsablauf zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass die Endplatten bei der Überführung des Spoilers von der Betriebsposition in die Verstauposition unter einem schrägen Winkel auf die Außenhaut des Kraftfahrzeugs bzw. den Verstauabschnitt auflaufen. Würden die Endplatten bei dieser Überführung des Spoilers auf die senkrecht zu den Endplatten stehende Außenhaut des Kraftfahrzeugs auflaufen, dann würden die Endplatten die weitere Bewegung des Spoilers in die Verstauposition blockieren.
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Das schräge Auflaufen der Endplatten auf die Komponente des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Endplatten zumindest mit ihrem unteren Ende in der Betriebsstellung jeweils schräg gewinkelt von dem Hauptkörper abstehen. Der Winkel zwischen der jeweiligen Endplatte und dem Hauptkörper beträgt hierbei mithin weniger als 90°. Während des Überführens des Spoilers von der Betriebsposition in die Verstauposition laufen die Endplatten jeweils mit ihrem nach unten gerichteten Ende schräg auf die Außenhaut des Kraftfahrzeugs auf, wodurch die Endplatten folglich automatisch in die Nichtbetriebsposition geklappt werden.
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Als Alternative hierzu ist es denkbar, dass die Endplatten in der Betriebsstellung in einem rechten Winkel von dem Hauptkörper abstehen, wobei der Bereich der Außenhaut des Kraftfahrzeugs, auf den die jeweilige Endplatte bei der Überführung des Spoilers von der Betriebsposition in die Verstauposition aufläuft, als Schrägfläche ausgeführt ist, die schräg zu der jeweiligen Endplatte verläuft, wodurch gleichermaßen ein automatisches Umklappen der Endplatte bewirkt wird. Weitere alternative Mechaniken wie beispielsweise die Führung der Endplatte oder eines an der Endplatte befestigten Führungsbolzens entlang einer Kulissenbahn oder dergleichen sind gleicherma-ßen denkbar.
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Um Kratzer oder allgemein Beschädigungen zu vermeiden, kann es zweckmäßig sein, wenn die jeweilige Komponente des Kraftfahrzeugs, gegen die die Endplatte läuft und/oder der Abschnitt der Endplatte, der gegen die Komponente des Kraftfahrzeugs läuft, eine äußere Schutzschicht, insbesondere aus Kunststoff oder dergleichen, aufweist.
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Jede Endplatte kann mit einer Überführungsmechanik gekoppelt sein, die bewirkt, dass während des Überführens des Spoilers von der Betriebsposition in die Verstauposition die Endplatte von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung überführt wird. Die Kopplungs- bzw. Überführungsmechanik kann das Gelenk, über das die jeweilige Endplatte mit dem Hauptkörper verbunden ist, mit einer Mechanik, die das Überführen des Spoilers von der Betriebsposition in die Verstauposition ermöglicht, koppeln. Diese Mechanik kann beispielsweise ein weiteres Gelenk sein oder umfassen, um das der Hauptkörper bei der Überführung von der Betriebsposition in die Verstauposition verschwenkt wird. Die Überführungsmechanik kann beispielsweise Zahnräder, Schub- oder Zugstangen und/oder andere geeignete Mittel zur Kopplung umfassen. Beide Endplatten können mit einer gemeinsamen Überführungsmechanik gekoppelt sein.
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Eine Steuerungseinrichtung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs kann dazu eingerichtet sein, einen mit jeweils einer oder beiden Endplatten gekoppelten elektromechanischen Endplattenaktor derart anzusteuern, dass das Überführen der Endplatte von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung bewirkt wird, wenn der Spoiler von der Betriebsposition in die Verstauposition überführt wird. Der Endplattenaktor kann beispielsweise ein entsprechend ansteuerbarer Elektromotor oder ein sonstiges hierfür geeignetes Stellmittel sein. Der Endplattenaktor kann im Bereich des Gelenks, über das die jeweilige Endplatte mit dem Hauptkörper verbunden ist, angeordnet sein und mit diesem Gelenk zusammenwirken.
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Die Steuerungseinrichtung kann ferner dazu eingerichtet sein, einen das Überführen des Spoilers von der Betriebsposition in die Verstauposition bewirkenden Steuerbefehl und parallel hierzu einen die Überführung der Endplatten von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung bewirkenden Steuerbefehl zu generieren. Alternativ kann die Steuerungseinrichtung zur Erfassung der Überführung des Spoilers von der Betriebsposition in die Verstauposition mit einem entsprechenden Sensor, insbesondere mit einem Bewegungssensor, verbunden sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs kann jede Endplatte bei dem Überführen des Spoilers von der Verstauposition in die Betriebsposition automatisch von der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung überführbar sein. Hierbei bedarf es keiner weiteren Bedienhandlung durch den Fahrer, um die Endplatten in die Betriebsstellung zu überführen. Die zuvor beschriebenen Möglichkeiten zur Überführung der Endplatten von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung sind für diesen Zweck gleichermaßen verwendbar. Zu diesem Zweck kann die mit den Endplatten gekoppelte Überführungsmechanik oder die entsprechende Ansteuerung des Endplattenaktors vorgesehen sein. Außerdem kann, wie weiter unten noch näher erläutert wird, die jeweilige Endplatte mit einem elastischen Federelement gekoppelt sein, die die Endplatte in Richtung der Betriebsstellung drückt.
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Außerdem ist es denkbar, dass jede Endplatte bei Erfüllung einer Fahrbedingung von der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung überführbar ist, wobei die Fahrbedingung erfüllt ist, wenn der Spoiler in der Betriebsposition ist oder in diese überführt wird und eine einen entsprechenden Nutzerwunsch anzeigende Bedienhandlung an einem Bedienelement des Kraftfahrzeugs vorliegt. Die Fahrbedingung ist hierbei nur dann erfüllbar, wenn der Spoiler in der Betriebsposition ist oder in diese überführt wird, da andernfalls, also wenn der Spoiler in der Verstauposition ist, eine Überführung der Endplatten von der Nichtbetriebsposition in die Betriebsposition nicht sinnvoll bzw. ohnehin nicht möglich ist.
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So ist es denkbar, dass die Endplatten beim Überführen des Spoilers von der Verstauposition in die Betriebsposition zunächst noch nicht von der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung überführt werden, also die Fahrbedingung zunächst noch nicht erfüllt ist. Die Fahrbedingung kann erst dann erfüllt bzw. erfüllbar sein, wenn der Nutzer bzw. Fahrer eine entsprechende Bedienhandlung vornimmt. Hierfür kann der Fahrer die Bedienhandlung an einem mit der Steuerungseinrichtung verbundenen Bedienelement vornehmen, wobei anschließend ein die Überführung der Endplatten in die Betriebsstellung bewirkender Steuerbefehl von der Steuerungseinrichtung generiert wird. Das Bedienelement kann beispielsweise ein Tastenfeld oder ein Touchscreen oder dergleichen sein.
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Ferner ist es denkbar, dass die Fahrbedingung nur dann erfüllt oder erfüllbar ist, wenn zusätzlich oder alternativ das Kraftfahrzeug in einem entsprechenden Fahrmodus, wie beispielsweise einem Sportmodus oder dergleichen, betrieben wird.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug ein die Endplatte in der Nichtbetriebsstellung arretierendes Arretiermittel umfasst, wobei die oder eine Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, bei Erfüllung der Fahrbedingung einen ein Lösen des Arretiermittels und ein Überführen der Endplatte von der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung bewirkenden Steuerbefehl zu generieren. Die Endplatte kann in der Nichtbetriebsstellung durch das Arretiermittel, das beispielsweise eine Rast- oder Schnappverbindung ist, festgehalten werden. Sofern beim Überführen des Spoilers von der Betriebsposition in die Verstauposition die Endplatten gegen einen fahrzeugfesten Abschnitt laufen und dadurch in die Nichtbetriebsstellung umgeklappt werden, können die Endplatten bei Erreichen der Nichtbetriebsstellung mittels des Arretiermittels festgestellt werden. Mithin bleiben die Endplatten bei einem späteren Überführen des Spoilers von der Verstauposition in Betriebsposition zunächst weiterhin in der Nichtbetriebsstellung.
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Die Endplatten können folglich auch dann in der Nichtbetriebsstellung sein, wenn sich der Spoiler in der Betriebsposition befindet, was beispielsweise dann zweckmäßig ist, wenn die momentane Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs noch nicht groß genug ist, dass nennenswerte Turbulenzen an dem Spoiler auftreten. Die Erfüllung kann also von der momentanen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abhängen, wobei die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, wenn die momentane Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs einen fest vorgegebenen, das Auftreten von Turbulenzen betreffenden, Geschwindigkeitsgrenzwert überschreitet, einen Steuerbefehl zu generieren und an das Arretiermittel oder einen mit dem Arretiermittel gekoppelten Aktor zu senden, wobei der Steuerbefhel bewirkt, dass das Arretiermittel die Endplatte löst und diese folglich zur automatischen Überführung in die Betriebsstellung freigegeben wird. Der das Auftreten von Turbulenzen betreffende Geschwindigkeitsgrenzwert kann beispielsweise 120 km/h betragen.
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Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass ein Federelement, das einerseits mit der Endplatte und andererseits mit dem Hauptkörper verbunden ist, vorgesehen ist, wobei das Federelement die Endplatte in der Nichtbetriebsstellung vorspannt. Das Federelement bewirkt, dass die jeweilige Endplatte, sofern auf diese keine weiteren Kräfte wirken bzw. die diese nicht eingerastet bzw. eingeschnappt sind, automatisch von der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung überführt bzw. verschwenkt wird. Das Federelement kann eine Torsionsfeder, insbesondere eine Schenkelfeder, sein. Das Federelement kann bevorzugt im Bereich des Gelenks, das die Endplatte mit dem Hauptkörper verbindet, angeordnet sein.
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Bei der Überführung des Spoilers von der Betriebsposition in die Verstauposition kann die jeweilige Endplatte gegen die Komponente des Kraftfahrzeugs laufen und hierbei entgegen der Kraft des Federelements von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung überführt, insbesondere umgeklappt, werden. Wird der Spoiler von der Verstauposition wieder zurück in die Betriebsposition überführt, so bewirkt das Federelement, dass die Endplatten automatisch in die Betriebsstellung aufgeklappt werden. Besonders vorteilhaft bei dieser Ausführungsform ist, dass die automatische Überführung der Endplatten von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung und umgekehrt nicht über einen mit den Endplatten gekoppelten elektromechanischen Aktor erfolgt.
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Sofern das Arretiermittel vorgesehen ist, kann die jeweilige Endplatte, sobald diese die Nichtbetriebsstellung erreicht hat, in der Nichtbetriebsposition arretiert, insbesondere eingerastet oder eingeschnappt, werden. Das Arretiermittel kann sich dann erst bei Erfüllung der Fahrbedingung wieder lösen, wodurch die automatische Überführung der Endplatte in die Betriebsstellung mittels des Federelements eingeleitet wird.
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Bezüglich des Verstauabschnitts kann vorgesehen sein, dass dieser ein vertiefter Abschnitt der Karosserie oder der Verkleidung des Kraftfahrzeugs ist, in dem der Spoiler in der Verstauposition, insbesondere formschlüssig, aufgenommen ist. Dadurch, dass die Endplatten beim Überführen des Spoilers von der Betriebsposition in die Verstauposition automatisch von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung überführt werden, stellt der Spoiler in der Verstauposition eine im Vergleich zur Betriebsposition kompaktere Anordnung dar. Hierdurch kann der vertiefte Abschnitt der Karosserie, in dem der Spoiler in der Verstauposition aufgenommen ist, entsprechend bauraumsparend ausgebildet sein.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Verstauabschnitt ein, bezüglich der zu dem Verstauabschnitt benachbarten Karosserie- oder Verkleidungsabschnitte, bündiger Abschnitt der Karosserie oder der Verkleidung des Kraftfahrzeugs ist, an dem der Spoiler in der Verstauposition angeordnet ist. Bündig bedeutet, dass der den Verstauabschnitt bildende Teil der Außenhaut des Kraftfahrzeugs über benachbarte Teile der Karosserie oder der Verkleidung bzw. Außenhaut des Kraftfahrzeugs weder hinausragt noch ein vertiefter Abschnitt ist. Die Form der Karosserie bzw. der Verkleidung des Kraftfahrzeugs kann so ausgebildet sein, dass die geometrische Form des Spoilers in der Verstauposition, stetig und ohne Knick in die geometrische Form der Karosserie bzw. der Verkleidung übergeht.
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Der Spoiler kann über eine Schwenkbewegung und/oder eine translatorische Bewegung von der Betriebsposition in die Verstauposition überführbar sein und umgekehrt. Der Hauptkörper kann mit der Karosserie über wenigstens einen Schwenkarm oder dergleichen verbunden sein, wobei der Schwenkarm bevorzugt fest mit dem Hauptkörper des Spoilers und über ein weiteres Gelenk schwenkbar mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug kann vorgesehen sein, dass die oder eine Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeugs dazu eingerichtet ist, einen mit dem Spoiler gekoppelten elektromechanischen Spoileraktor derart anzusteuern, dass in Abhängigkeit einer den Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs betreffenden Fahrinformation das Überführen des Spoilers von der Betriebsposition in die Verstauposition bewirkt wird und umgekehrt. Der Spoileraktor kann ein Elektromotor oder ein sonstiges geeignetes Stellmittel sein, dass beispielsweise im Bereich des weiteren Gelenks angeordnet sein, das den Spoiler bzw. den Schwenkarm mit der Karosserie verbindet.
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Bezüglich der Fahrinformation kann vorgesehen sein, dass diese die momentane Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs betrifft. Der Spoiler kann in die Betriebsposition überführt oder in dieser belassen werden, wenn die Fahrinformation angibt, dass die momentane Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs größer als ein vorgegebener Geschwindigkeitsgrenzwert ist. Ansonsten kann der Spoiler in die Verstauposition überführt oder in dieser belassen werden. Der Spoiler ist also nur dann in der Betriebsposition, wenn das Kraftfahrzeug mindestens mit einer gewissen vorgegebenen Geschwindigkeit, beispielsweise 100 km/h, fährt. Unterhalb dieser Geschwindigkeit kann der aerodynamische Einfluss des Spoilers auf die das Kraftfahrzeug umströmende Luft noch nicht groß genug sein, um spürbare Effekte zu bewirken. Der vorgegebene Geschwindigkeitsgrenzwert ist sinnigerweise kleiner als der das Auftreten von Turbulenzen betreffende Geschwindigkeitsgrenzwert, da eine Überführung der Endplatten von der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung erst dann sinnvoll ist, wenn sich der Spoiler in der Betriebsposition befindet oder momentan in diese überführt wird.
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Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Fahrinformation ein Vorliegen einer Bedienhandlung, die den Wunsch, dass der Fahrer ein Überführen des Spoilers von der Verstauposition in die Betriebsposition wünscht, anzeigt. Dem Fahrer wird es also ermöglicht, dass mittels einer an der oder einer Bedienvorrichtung vorgenommenen Bedienhandlung ein das Überführen des Spoilers von der Verstauposition in die Betriebsposition und/oder umgekehrt bewirkenden Steuerbefehl generiert wird.
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Exemplarisch kann der Betrieb des Spoilers bei einem Beschleunigungsprozess des Kraftfahrzeugs, beispielsweise von 0 auf eine gewisse Geschwindigkeit wie etwa 200 km/h, wie folgt ablaufen. Zu Beginn des Beschleunigungsprozesses befindet sich der Spoiler in der Verstauposition und die Endplatten in der Nichtbetriebsposition. Sobald die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs den vorgegebenen Geschwindigkeitsgrenzwert erreicht bzw. überschreitet, der z.B. 100 km/h beträgt, wird der Spoiler automatisch in die Betriebsposition überführt, wobei die Endplatten zunächst in der Nichtbetriebsstellung verbleiben. Bei der weiteren Beschleunigung des Kraftfahrzeugs werden die Endplatten, sobald die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs den das Auftreten von Turbulenzen betreffende Geschwindigkeitsgrenzwert erreicht bzw. übersteigt, automatisch in die Betriebsstellung überführt. Dieser Prozess läuft bei einem Abbremsvorgang des Kraftfahrzeugs entsprechend analog umgekehrt ab. Anstelle der automatischen Überführung des Spoilers bzw. der Endplatten kann hierzu zudem oder alternativ, wie bereits erläutert, eine jeweils entsprechende Bedienhandlung des Fahrers an der Bedienvorrichtung erforderlich sein.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie aus den Zeichnungen. Dabei zeigen schematisch:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
- 2 eine Detailansicht des Kraftfahrzeugs aus 1, wobei der Spoiler in der Betriebsposition ist,
- 3 die Detailansicht des Kraftfahrzeugs gem. 2, wobei der Spoiler in der Verstauposition ist,
- 4 ein Längsschnitt durch den Spoiler des Kraftfahrzeugs aus 1, wobei der Spoiler in der Betriebsposition ist,
- 5 ein Längsschnitt durch den Spoiler des Kraftfahrzeugs aus 1, während der Spoiler von der Betriebsposition in die Verstauposition überführt wird, und
- 6 ein Längsschnitt durch den Spoiler des Kraftfahrzeugs aus 1, wobei der Spoiler in der Verstauposition ist.
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1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst einen Spoiler 2, der exemplarisch heckseitig im Bereich des Dachs des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist. Der Spoiler 2 des Kraftfahrzeugs 1 ist von einer Betriebsposition in eine Verstauposition überführbar und umgekehrt. 2 zeigt das Kraftfahrzeug 1, während sich der Spoiler 2 in der Betriebsposition befindet. 3 zeigt das Kraftfahrzeug 1, während sich der Spoiler 2 in der Verstauposition befindet.
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Befindet sich der Spoiler 2 in der Betriebsposition (2), so ist dieser im Vergleich zu der Verstauposition beabstandet zu der Karosserie 3 bzw. zu einem Verkleidungsteil des Kraftfahrzeugs 1 bzw. außerhalb eines Verstauabschnitts 4 der Karosserie 3 angeordnet, wobei sich zwischen dem Spoiler 2 und der Karosserie 3 ein Spalt ausbildet. In der Betriebsposition bewirkt der Spoiler 2, dass durch eine Beeinflussung der das Kraftfahrzeug 1 während der Fahrt umströmten Luft die aerodynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs 1 positiv verändert werden. Insbesondere wird bewirkt, dass das Kraftfahrzeug 1 während der Fahrt eine verstärkte Abtriebskraft erfährt, wodurch das Kraftfahrzeug 1 zur Verbesserung der Fahreigenschaften stärker auf den Untergrund gedrückt wird. Hieraus resultiert typischerweise ein Verbesserung des Fahrverhaltens, insbesondere bei Kurvenfahrten, sowie eine Verringerung des Bremswegs.
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Befindet sich der Spoiler 2 in der Verstauposition (3), so ist dieser im Bereich des Verstauabschnitts abgelegt und befindet sich im Vergleich zu der Betriebsposition näher an der Karosserie 3 bzw. der Verkleidung des Kraftfahrzeugs 1. In der Verstauposition nimmt der Spoiler 2, im Vergleich zu der Betriebsposition, keinen derart starken oder, im Idealfall, gar keinen Einfluss auf den das Kraftfahrzeug umströmenden Luftstrom.
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Der Verstauabschnitt 4 des Kraftfahrzeugs 1 ist ein bezüglich der zu dem Verstauabschnitt 4 benachbarten Abschnitte der Karosserie 3 bündiger Abschnitt der Karosserie 3. Bündig bedeutet, dass der den Verstauabschnitt 4 begrenzende Teil der Außenhaut des Kraftfahrzeugs 1 über benachbarte Teile der Karosserie 3 bzw. der Verkleidung bzw. der Außenhaut des Kraftfahrzeugs 1 weder hinausragt, noch ein vertiefter Abschnitt ist. Alternativ ist es denkbar, dass der Verstauabschnitt 4 als eine, insbesondere trog- oder wannenförmige, Vertiefung der Karosserie 3 bzw. der Verkleidung des Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet ist. In diesem Fall ist der Spoiler 2 in der Verstauposition innerhalb des Verstauabschnitts 4 angeordnet.
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Wie insbesondere aus den 2 und 3 ersichtlich wird, umfasst der Spoiler 2 einen Hauptkörper 5, der als flügelförmiges Bauteil ausgebildet ist und während der Fahrt von der Umgebungsluft umströmt wird, wodurch die Abtriebskraft erzeugt wird. Der Spoiler 2 umfasst ferner an den beiden axialen Endseiten des Hauptkörpers 5 angeordnete Endplatten 6. Die beiden Endplatten 6 sind beweglich an dem Hauptkörper 5 angebunden, so dass sie beim Überführen des Spoilers 2 von der Betriebsposition in die Verstauposition automatisch von einer Betriebsstellung in eine Nichtbetriebsstellung überführt werden.
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In der Betriebsstellung stehen die Endplatten 6 gewinkelt von dem Hauptkörper 5 ab, sodass Turbulenzen, die typischerweise seitlich an Spoilern ohne Endplatten entstehen würden, vermieden werden. Die Endplatten 6 in ihrer Betriebsstellung bewirken mithin eine Verringerung des Luftwiderstands des Kraftfahrzeugs 1, wenn der Spoiler 2 in der Betriebsposition ist.
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Dadurch, dass der Winkel 7 (s. 4) zwischen der Endplatte 6 und dem Hauptkörper 5 in der Nichtbetriebsstellung kleiner ist als in der Betriebsstellung, liegt der Spoiler 2 in der Verstauposition möglichst nahe an dem Verstauabschnitt 4 des Kraftfahrzeugs 1 an. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel 7 in der Nichtbetriebsstellung der Endplatten 6 exemplarisch 0°. Die Endplatten 6 stellen mithin eine horizontale Fortsetzung des Hauptkörpers 5 entlang seiner Längsachse dar. Hierdurch gehen also die geometrischen Formen des Kraftfahrzeugs 1 sowie dies Spoilers 2, wenn sich der Spoiler 2 in der Verstauposition befindet, abgesehen von etwaigen, konstruktiv bedingten Spalten oder dergleichen, stetig und ohne Knick ineinander über. Der Spoiler 2 integriert sich also in der Verstauposition bündig, das heißt nicht über die den Spoiler 2 umgebende Außenhaut des Kraftfahrzeugs 1 hinausragend, in die geometrische Form des Kraftfahrzeugs 1 bzw. dessen Außenhaut, was zudem gleichermaßen für die ansonsten in der Betriebsstellung nach oben gewinkelt abstehenden Endplatten 6 gilt. Eine derart formschlüssige Anordnung des Spoilers 2 an dem Verstauabschnitt 4 ist nur möglich, da die Endplatten 6 entsprechend umgeklappt werden. Für das Kraftfahrzeug 1 ist, wenn der Spoiler 2 in der Verstauposition ist, sowohl ein optisch ansprechender Gesamteindruck, als auch vorteilhafte aerodynamische Eigenschaften des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere ein geringerer Luftwiderstand, gewährleistet.
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In den 4, 5 und 6 ist jeweils ein Längsschnitt durch den Spoiler 2 dargestellt, wobei sich dieser in 4 in der Betriebsposition, in der 5 in einer Stellung zwischen der Betriebsposition und der Verstauposition und in der 6 in der Verstauposition befindet. Obgleich die 4, 5 und 6 nur einen axialen Endabschnitt des Spoilers 2 darstellen, gilt das hierzu Erläuterte und Gezeigte für das gegenüberliegende axiale Ende des Spoilers 2 bzw. der dort vorgesehenen Endplatte 6 gleichermaßen.
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Die Überführung des Spoilers 2 von der Betriebsposition in die Verstauposition stellt in den 4, 5 und 6 eine Vertikalbewegung von oben nach unten dar. Das Überführen der Endplatte 6 von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung erfolgt dadurch, dass während des Überführens des Spoilers 2 von der Betriebsposition in die Verstauposition die dem Verstauabschnitt 4 zugewandte Seite der Endplatte 6 gegen eine Komponente des Kraftfahrzeugs 1, beim gezeigten Ausführungsbeispiel gegen den fahrzeugfesten Verstauabschnitt 4, läuft.
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Der Winkel 7 zwischen der Endplatte 6 und dem Hauptkörper 5 ist, wenn der Spoiler 2 in der Betriebsposition ist, kleiner als 90°, insbesondere 80°. Würde die Endplatte 6 senkrecht vom Hauptkörper abstehen, so würde die Endplatte 6 beim Überführen des Spoilers 2 von der Betriebsposition in die Verstauposition senkrecht auf den Verstauabschnitt 4 auflaufen und somit die weitere Bewegung des Spoilers 2 in die Verstauposition blockieren. Da die Endplatte 6 jedoch nicht senkrecht, sondern gewinkelt auf den Verstauabschnitt 4 aufläuft, wird die Endplatte 6 in die Nichtbetriebsstellung geklappt. Während dieses Vorgangs wird der Winkel 7 stetig kleiner, wobei die Endplatte 6 schließlich eine horizontale Verlängerung des Hauptkörpers 5 darstellt, die gemeinsam an dem Verstauabschnitt 4 bündig bzw. formschlüssig an der Karosserie 3 bzw. der Außenverkleidung des Kraftfahrzeugs 1 abgelegt ist.
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Alternativ kann, um das soeben beschriebene Blockieren zu vermeiden, vorgesehen sein, dass der Winkel 7 90° beträgt, wobei der Verstauabschnitt 4 zumindest in dem Bereich, in dem die Endplatte 6 beim Überführen des Spoilers 2 von der Betriebsposition in die Verstauposition gegen den Verstauabschnitt 4 läuft, abgeschrägt verläuft. Hierbei läuft die Endplatte 6 gleichermaßen nicht im rechten Winkel gegen den Verstauabschnitt 4 auf, wodurch das automatische Einklappen der Endplatte 6 problemlos eingeleitet wird.
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Um die Schwenkbewegung der Endplatte 6 zu ermöglichen, ist diese über ein Gelenk 8 an den Endseiten des Hauptkörpers 5 befestigt. Im Bereich des Gelenks 8 ist ein als Torsionsfeder 9 ausgebildetes Federelement 10 vorgesehen, das einerseits an dem Hauptkörper 5 und andererseits an der Endplatte 6 abgestützt ist. Die Torsionsfeder 9, die insbesondere eine Schenkelfeder sein kann, spannt die Endplatte 6 in der Nichtbetriebsstellung vor. Mithin wird die Endplatte 6 von der Torsionsfeder 9 von der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung gedrückt. Somit erfolgt die Überführung der Endplatte 6 von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung während der Überführung des Spoilers 2 von der Betriebsposition in die Verstauposition gemäß den 4, 5 und 6 entgegen der Kraft der Torsionsfeder 9. Umgekehrt bedeutet dies, dass die Endplatten 6 bei dem Überführen des Spoilers 2 von der Verstauposition in die Betriebsposition automatisch von der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung überführt werden.
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Das Kraftfahrzeugs 1 umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung 11, die dazu eingerichtet ist, einen mit dem Spoiler 2 gekoppelten elektromechanischen Spoileraktor 12 derart anzusteuern, so dass dieser von der Betriebsposition in die Verstauposition überführbar ist. Der Spoileraktor 12 ist hierzu exemplarisch über zwei Schwenkarme 13 mit dem Hauptkörper 5 des Spoilers 2 verbunden, wobei der Spoileraktor 12 beispielhaft ein Verschwenken der Schwenkarme 13, also des Hauptkörpers 5, bewirkt, wodurch der Spoiler 2 von der Betriebsposition in die Verstauposition und umgekehrt überführbar ist. Alternativ hierzu ist eine translatorische Bewegung des Spoilers 2 denkbar.
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Die Steuerungseinrichtung 11 ist beispielhaft dazu eingerichtet, nur dann einen das Überführen des Spoilers 2 von der Betriebsposition in die Verstauposition bewirkenden Steuerbefehl an den Spoileraktor 12 zu senden, wenn die momentane Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 einen vorgegebenen Geschwindigkeitsgrenzwert von exemplarisch 100 km/h überschreitet. Zudem ist beispielhaft optional vorgesehen, dass ein Fahrer 14 des Kraftfahrzeugs 1 eine entsprechende Bedienhandlung an einem mit der Steuerungseinrichtung 11 verbundenen und in dem Fahrzeuginsassenraum angeordneten Bedienelement 15 vornehmen kann, wenn er wünscht, dass der Spoiler 2 von der Verstauposition in die Betriebsposition überführt wird. Hierfür ist die Steuerungseinrichtung 11 dazu eingerichtet, nur dann einen das Überführen des Spoilers 2 von der Verstauposition in die Betriebsposition bewirkenden Steuerbefehl an den Spoileraktor 12 zu generieren, wenn eine entsprechende Bedienhandlung vorliegt.
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Alternativ oder zusätzlich zu dem Federelement 10 ist es denkbar, dass die Endplatten 6 mit einer Kopplungsmechanik gekoppelt sind, die bewirkt, dass während des Überführens des Spoilers 2 von der Betriebsposition in die Verstauposition die Endplatte 6 von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung automatisch überführt wird und/oder umgekehrt. Hierfür ist es beispielsweise denkbar, dass die Kopplungsmechanik das Gelenk 8 mit einem mit dem Spoileraktor 12 gekoppelten Komponente, die das Überführen des Spoilers 2 von der Betriebsposition in die Verstauposition ermöglicht, koppelt.
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Ferner kann die Steuerungseinrichtung 13 mit jeweils einem elektromechanischen Endplattenaktor zur Überführung der jeweiligen Endplatte 6 von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung und umgekehrt verbunden sein, der im Bereich des jeweiligen Gelenks 8 angeordnet ist. Die Steuerungseinrichtung 11 kann dazu eingerichtet sein, zusätzlich zu dem das Überführen des Spoilers 2 von der Betriebsposition in die Verstauposition bewirkenden Steuerbefehl für den Spoileraktor 12 einen weiteren, das Überführen der Endplatten 6 von der Betriebsstellung in die Nichtbetriebsstellung bewirkenden, Steuerbefehl zu generieren und an den jeweiligen Endplattenaktor zu senden.
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Alternativ zu der automatischen Überführung der Endplatten 6 von der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung beim Überführen des Spoilers 2 von der Verstauposition in die Betriebsposition, ist es denkbar, dass die Endplatten 6 stattdessen erst bei Erfüllung einer Fahrbedingung von der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung überführt werden. Die Fahrbedingung ist beispielsweise nur dann erfüllbar, wenn der Spoiler 2 in der Betriebsposition ist oder in diese überführt wird, da ein Überführen der Endplatten 6 von der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung ohnehin nur dann möglich ist. Die Fahrbedingung ist beispielhaft zudem erst dann erfüllt, wenn eine einen entsprechenden Wunsch des Fahrers 14 anzeigende Bedienhandlung an der Bedienvorrichtung 15 vorliegt. Demnach ist es denkbar, dass der Spoiler 2 zunächst von der Verstauposition in die Betriebsposition überführt wird, ohne dass hierbei die Endplatten 6 von der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung überführt werden. Erst wenn der Fahrer 14 dies wünscht, kann er beispielsweise eine Bedienhandlung an dem Bedienelement 12 vornehmen, woraufhin die Steuerungseinrichtung 11 einen ein Überführen der Endplatten 6 von der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung bewirkenden Steuerbefehl generiert.
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Die Steuerungseinrichtung 13 kann zu diesem Zweck mit einem die Endplatten 6 in der Nichtbetriebsstellung arretierenden Arretiermittel verbunden sein, wobei der entsprechende Steuerbefehl ein Lösen des Arretiermittels bewirkt. Das Arretiermittel kann ein Rast- bzw. Schnappverbindung sein, die ein entsprechendes Einrasten der jeweiligen Endplatte 6 bewirkt, wenn diese beim Überführen des Spoilers 2 von der Betriebsposition in die Verstauposition die in 6 dargestellte Stellung erreicht. Wird nun ein ein Lösen des Arretiermittels bewirkender Steuerbefehl von der Steuerungseinrichtung 13 an das Arretiermittel gesendet, werden anschließend die Endplatten 6, beispielsweise aufgrund der Rückstellkraft des Federelements 10, von der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung überführt. Sofern kein Federelement 10 vorgesehen ist, kann zu diesem Zweck auch der oder ein Endplattenaktor, der von der Steuerungseinrichtung 13 angesteuert wird und der ein Überführen der Endplatte 6 von der Nichtbetriebsstellung in die Betriebsstellung bewirkt, vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012104423 A1 [0004]
- DE 102016100626 A1 [0005]
- US 2008/0116717 A1 [0006]
