DE102021121519A1

DE102021121519A1 - Motor vehicle and method for adjusting aerodynamic elements

Info

Publication number: DE102021121519A1
Application number: DE102021121519.6A
Authority: DE
Inventors: Franz Honkomp
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2021-08-19
Filing date: 2021-08-19
Publication date: 2023-02-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Kraftfahrzeug (10), wobei das Kraftfahrzeug (10) mehrere Räder (12) und eine Steuereinrichtung (16) umfasst, wobei für jedes Rad (12) zumindest ein Aerodynamikelement (14) an dem Kraftfahrzeug (10) bereitgestellt ist, das dazu ausgebildet ist, eine Abtriebskraft (18) für das jeweilige Rad (12) einzustellen, wobei die Steuereinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, die jeweiligen Aerodynamikelemente (14) in Abhängigkeit zumindest eines Fahrparameters des Kraftfahrzeugs (10) selektiv anzusteuern.The invention relates to a method and a motor vehicle (10), the motor vehicle (10) comprising a plurality of wheels (12) and a control device (16), with at least one aerodynamic element (14) on the motor vehicle (10) for each wheel (12). is provided, which is designed to set an output force (18) for the respective wheel (12), the control device (16) being designed to selectively control the respective aerodynamic elements (14) as a function of at least one driving parameter of the motor vehicle (10). .

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen von Aerodynamikelementen eines Kraftfahrzeugs sowie ein solches Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for adjusting aerodynamic elements of a motor vehicle and to such a motor vehicle.

Der Abtrieb eines Fahrzeugs stellt sich im Wesentlichen in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Abtriebskoeffizienten ein. Dieser wiederum hängt von der Beschaffenheit und Form des Fahrzeugs ab. Bewegliche Teile an Front- und Heckpartie des Fahrzeugs, zum Beispiel ein beweglicher Heckspoiler, können einen Abtrieb des Fahrzeugs beeinflussen.The downforce of a vehicle essentially depends on the vehicle speed and a downforce coefficient. This in turn depends on the nature and shape of the vehicle. Moving parts on the front and rear of the vehicle, for example a movable rear spoiler, can affect the downforce of the vehicle.

Aus der DE 10 2016 221 307 A1 ist ein Aktuator als Fahrwerkskomponente für ein Kraftfahrzeug bekannt, welcher ein Getriebe und einen Elektroantrieb aufweist, wobei das Getriebe über eine Antriebswelle mit dem Elektroantrieb sowie über eine bezüglich ihrer eigenen Achse in Radialrichtung verlagerbaren Antriebswelle mit einem Rad gekoppelt ist, und wobei die Antriebswelle wahlweise zum Antrieb des Rades und zur Verlagerung der Antriebswelle vorgesehen ist.From the DE 10 2016 221 307 A1 an actuator is known as a chassis component for a motor vehicle, which has a transmission and an electric drive, the transmission being coupled to the electric drive via a drive shaft and to a wheel via a drive shaft which can be displaced in the radial direction with respect to its own axis, and the drive shaft being optionally Drive the wheel and is provided for relocating the drive shaft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abtrieb eines Kraftfahrzeugs verbessert einzustellen.The object of the invention is to set an output of a motor vehicle in an improved manner.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren offenbart. This object is solved by the independent patent claims. Advantageous developments of the invention are disclosed in the dependent patent claims, the following description and the figures.

Die Erfindung basiert auf der Idee, dass pro Achse mindestens zwei unabhängig voneinander einstellbare aktive Aerodynamikelemente bereitgestellt sind, über welche der Abtrieb/Auftrieb radselektiv einstellbar ist. Die Abtriebskraft der Fahrzeugachse setzt sich also aus mindestens zwei Einzelkräften zusammen, welche gezielt an jedem einzelnen Rad einstellbar sind. Dabei können auch partiell Auftriebskräfte generiert werden, welche einer unnötig hohen Gesamtabtriebskraft, zum Beispiel bei sehr hohen Geschwindigkeiten, entgegenwirken. Durch Bereitstellung der Aerodynamikelemente an Vorder- und Hinterachse lässt sich der Abtrieb über jedem einzelnen Rad bedarfsgerecht einstellen.The invention is based on the idea that at least two independently adjustable active aerodynamic elements are provided per axle, via which the downforce/lift can be adjusted wheel-selectively. The downforce of the vehicle axle is made up of at least two individual forces that can be specifically adjusted on each individual wheel. Partial lift forces can also be generated here, which counteract an unnecessarily high total downforce, for example at very high speeds. By providing the aerodynamic elements on the front and rear axles, the downforce can be adjusted as required via each individual wheel.

Durch die Erfindung ist ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, umfassend mehrere Räder und eine Steuereinrichtung, wobei für jedes Rad zumindest ein Aerodynamikelement an dem Kraftfahrzeug bereitgestellt ist, das dazu ausgebildet ist, eine Abtriebskraft für das jeweilige Rad einzustellen, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die jeweiligen Aerodynamikelemente in Abhängigkeit zumindest eines Fahrparameters des Kraftfahrzeugs selektiv anzusteuern.The invention provides a motor vehicle comprising a plurality of wheels and a control device, with at least one aerodynamic element being provided on the motor vehicle for each wheel, which is designed to set an output force for the respective wheel, the control device being designed to Selectively control aerodynamic elements depending on at least one driving parameter of the motor vehicle.

Mit anderen Worten kann für jedes Rad des Kraftfahrzeugs mittels eines Aerodynamikelements eine Abtriebskraft eingestellt werden, die durch eine Steuereinrichtung selektiv gesteuert werden kann. Dabei kann die Steuereinrichtung die Steuerung der Aerodynamikelemente in Abhängigkeit zumindest eines Fahrparameters, vorzugsweise mehrerer Fahrparameter, einstellen. Die Aerodynamikelemente können als Spoiler und/oder Diffusor ausgebildet sein und eine Luftströmung um das Fahrzeug nutzen, um bereichsweise Abtriebskräfte zu erzeugen. Diese Abtriebskräfte können auf die Räder des Kraftfahrzeugs übertragen werden, sodass die Abtriebskraft jedes Rads einzeln eingestellt werden kann. Dazu können die Aerodynamikelemente verstellt werden, insbesondere durch elektrische Motoren oder eine Hydraulik, um beispielsweise einen Anstellwinkel der Aerodynamikelemente zu verändern. Die Abtriebskraft kann in Richtung einer Fahrzeugunterseite beziehungsweise einer Fahrbahn gerichtet sein, wobei auch eine negative Abtriebskraft durch die Aerodynamikelemente erzeugt werden kann, das heißt eine Auftriebskraft.In other words, an aerodynamic element can be used to set an output force for each wheel of the motor vehicle, which can be selectively controlled by a control device. In this case, the control device can adjust the control of the aerodynamic elements as a function of at least one driving parameter, preferably a plurality of driving parameters. The aerodynamic elements can be designed as spoilers and/or diffusers and use an air flow around the vehicle in order to generate downforce forces in certain areas. These downforces can be transmitted to the wheels of the motor vehicle so that the downforce of each wheel can be adjusted individually. For this purpose, the aerodynamic elements can be adjusted, in particular by electric motors or hydraulics, in order to change an angle of attack of the aerodynamic elements, for example. The downforce can be directed in the direction of an underside of the vehicle or a roadway, it also being possible for a negative downforce to be generated by the aerodynamic elements, that is to say a lift force.

Die Steuereinrichtung kann beispielsweise einen Prozessor, insbesondere einen Mikroprozessor, aufweisen, der den zumindest einen Fahrparameter des Kraftfahrzeugs erhält und in Abhängigkeit dieses Fahrparameters die Aerodynamikelemente ansteuert. Der Fahrparameter kann beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Fahrzeugbeschleunigung sein. Die Steuereinrichtung kann die Aerodynamikelemente vorzugsweise zusätzlich in Abhängigkeit eines verwendeten Fahrmodus ansteuern, wobei der Fahrmodus beispielsweise einen Rennmodus, einen Sportmodus, einen Komfortmodus und/oder einen Ecomodus aufweisen kann. Der Fahrparameter des Kraftfahrzeugs kann vorzugsweise auch weitere Komponenten des Kraftfahrzeugs berücksichtigen, wie Lenkwinkel, Federweg, Reibungskoeffizient einer Fahrbahn, einen Reifentyp und Wetterbedingungen. Die Aerodynamikelemente und die Abtriebskraft des jeweiligen Rads wird vorzugsweise gemäß vorbestimmter Fahrkriterien optimiert, wobei beispielsweise die Abtriebskraft für bestimmte Räder erhöht oder reduziert werden kann, je nach Fahrsituation. Insbesondere kann eine Optimierung der Gesamtkraft des jeweiligen Rads in Abhängigkeit des Kammschen Reibkreises durchgeführt werden, um eine Gesamtkraft am Rad zu optimieren.The control device can have a processor, in particular a microprocessor, for example, which receives the at least one driving parameter of the motor vehicle and controls the aerodynamic elements as a function of this driving parameter. The driving parameter can be a vehicle speed and/or vehicle acceleration, for example. The control device can preferably additionally control the aerodynamic elements as a function of a driving mode used, wherein the driving mode can have a racing mode, a sport mode, a comfort mode and/or an eco mode, for example. The driving parameter of the motor vehicle can preferably also take into account other components of the motor vehicle, such as the steering angle, spring deflection, coefficient of friction of a roadway, a tire type and weather conditions. The aerodynamic elements and the downforce of the respective wheel is preferably optimized according to predetermined driving criteria, it being possible, for example, for the downforce for specific wheels to be increased or reduced, depending on the driving situation. In particular, the total force of the respective wheel can be optimized as a function of Kamm's friction circle in order to optimize a total force on the wheel.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass eine Maximierung der Seitenführungskräfte erreicht werden kann, und dadurch eine verbesserte Querdynamik entsteht. Auch Beschleunigungs- und/oder Bremskräfte können maximiert werden, was zu einer verbesserten Längsdynamik führt. Es kann eine Verringerung von einem Reifenverschleiß beziehungsweise Reifenverbrauch durch eine Reduzierung der Abtriebskraft erreicht werden. Auch kann eine radselektive Regelbarkeit der vom jeweiligen Rad maximal übertragbaren Kraft gemäß dem Kammschen Kreis bereitgestellt werden. Somit kann eine Abtriebskraft für jedes Rad des Kraftfahrzeugs eingestellt werden.The advantage of the invention is that the cornering forces can be maximized, resulting in improved lateral dynamics. Acceleration and/or braking forces can also be maximized resulting in improved longitudinal dynamics. A reduction in tire wear or tire consumption can be achieved by reducing the downforce. A wheel-selective controllability of the maximum force that can be transmitted by the respective wheel according to Kamm's circle can also be provided. Thus, an output force can be adjusted for each wheel of the motor vehicle.

Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes embodiments that result in additional advantages.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Aerodynamikelemente an einer Fahrzeugunterseite angeordnet sind. Das heißt, dass die Aerodynamikelemente an der Seite des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, die zu einer Fahrbahn zeigt. Vorzugsweise können die Aerodynamikelemente eine Unterbodenbeschaffenheit des Kraftfahrzeugs verändern, sodass ein Luftstrom abgelenkt wird und eine Abtriebskraft auf die jeweiligen Räder entsteht. Insbesondere können die Aerodynamikelemente an einem Heckbereich und einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sein, vorzugsweise in der Nähe der jeweiligen Räder. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass Angriffspunkte für die Abtriebskraft in der Nähe der Räder erzeugt werden können, sodass diese selektiv ansteuerbar sind. Alternativ können die Aerodynamikelemente auch an anderen Positionen des Fahrzeugs angeordnet sein, wie beispielsweise an Fahrzeugseiten, insbesondere auf Höhe der Räder, oder an einer Fahrzeugoberseite.One embodiment provides that the aerodynamic elements are arranged on a vehicle underside. This means that the aerodynamic elements are arranged on the side of the motor vehicle that faces a roadway. The aerodynamic elements can preferably change an underbody condition of the motor vehicle, so that an air flow is deflected and a downforce is produced on the respective wheels. In particular, the aerodynamic elements can be arranged on a rear area and a front area of the motor vehicle, preferably in the vicinity of the respective wheels. This embodiment has the advantage that points of application for the output force can be generated in the vicinity of the wheels, so that they can be controlled selectively. Alternatively, the aerodynamic elements can also be arranged in other positions of the vehicle, such as on the sides of the vehicle, in particular at the level of the wheels, or on the top of the vehicle.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Aerodynamikelemente auf Höhe einer Fahrzeugvorderachse und einer Fahrzeughinterachse angeordnet sind. Besonders bevorzugt können die Aerodynamikelemente an einer Fahrzeugunterseite neben dem jeweiligen Rad an der jeweiligen Fahrzeugachse angeordnet sein. Die Anordnung an der jeweiligen Fahrzeugachse ermöglicht eine verbesserte Kraftübertragung der Abtriebskraft auf das jeweilige Rad.A further embodiment provides that the aerodynamic elements are arranged at the level of a vehicle front axle and a vehicle rear axle. Particularly preferably, the aerodynamic elements can be arranged on a vehicle underside next to the respective wheel on the respective vehicle axle. The arrangement on the respective vehicle axle enables improved power transmission of the downforce to the respective wheel.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die jeweiligen Aerodynamikelemente als Spoiler und/oder Diffusor ausgebildet sind. Mit Spoiler beziehungsweise Fahrzeugspoiler ist ein Bauteil gemeint, das eine Umströmung des Kraftfahrzeugs durch Luft während einer Fahrt beeinflusst und somit die Abtriebskraft erzeugt. Bei einem Spoiler oder auch Flügel kann eine turbulente Strömung erzeugt werden, die einen höheren Widerstand bereitstellt und dadurch einen Druck erzeugt. Bei einer Ausgestaltung des Spoilers als Flügel kann eine Luftströmung an einer Ober- als auch an einer Unterseite des Bauteils strömen, wobei durch einen aerodynamischen Abtrieb eine Abtriebskraft und damit eine bessere Bodenhaftung erzeugt werden kann. Durch einen Diffusor können Luftströmungen verlangsamt werden, was einen Luftdruck erhöhen kann, wobei vorzugsweise ein Unterdruck erzeugt wird, der das Kraftfahrzeug an den Boden presst und somit die Abtriebskraft für jedes Rad bereitstellt. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass besonders geeignete Ausgestaltungsformen der Aerodynamikelemente erreicht werden können.A further embodiment provides that the respective aerodynamic elements are designed as spoilers and/or diffusers. A spoiler or vehicle spoiler is a component that influences the flow of air around the motor vehicle while driving and thus generates the downforce. With a spoiler or wing, a turbulent flow can be generated, which provides greater resistance and thus generates pressure. In an embodiment of the spoiler as a wing, an air flow can flow on an upper side as well as on an underside of the component, whereby an aerodynamic downforce can generate a downforce and thus a better grip on the ground. Air flows can be slowed down by a diffuser, which can increase an air pressure, a negative pressure preferably being generated which presses the motor vehicle against the ground and thus provides the downforce for each wheel. This embodiment has the advantage that particularly suitable configurations of the aerodynamic elements can be achieved.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Fahrparameter eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs umfasst. Mit anderen Worten kann die Steuereinrichtung die jeweiligen Aerodynamikelemente in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ansteuern. Hier kann beispielsweise eine verbesserte Längsdynamik des Kraftfahrzeugs erreicht werden, indem Beschleunigungskräfte als auch Bremskräfte maximiert werden können. Bei hohen Geschwindigkeiten kann beispielsweise auch eine Reduzierung der Abtriebskraft an jeweiligen Rädern erzeugt werden, was eine Verringerung eines Reifenverschleißes erzeugt.A further embodiment provides that the driving parameter includes a speed and/or an acceleration of the motor vehicle. In other words, the control device can control the respective aerodynamic elements depending on the speed and/or the acceleration of the motor vehicle. Here, for example, improved longitudinal dynamics of the motor vehicle can be achieved in that acceleration forces and braking forces can be maximized. At high speeds, for example, a reduction in the downforce can also be produced at the respective wheels, which produces a reduction in tire wear.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fahrparameter einen Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs umfasst. Mit anderen Worten kann die Steuereinrichtung als Fahrparameter Daten zu einem Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs erhalten und die Aerodynamikelemente in Abhängigkeit des Lenkwinkels einstellen. Vorzugsweise können hierbei auch die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden. Beispielsweise können bei einer Kurvenfahrt kurveninnere Räder mit einer höheren Abtriebskraft beaufschlagt werden, als kurvenäußere Räder, bei denen unter Umständen sogar eine verringerte Abtriebskraft vorteilhaft ist, um eine Überhitzung der Reifen zu vermeiden. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass eine radselektive Regelbarkeit der vom Rad maximal übertragbaren Kraft erreicht werden kann und ein Reifenverschleiß verringert werden kann.In a further advantageous embodiment it is provided that the driving parameter includes a steering angle of the motor vehicle. In other words, the control device can receive data on a steering angle of the motor vehicle as a driving parameter and set the aerodynamic elements as a function of the steering angle. The speed and/or acceleration of the motor vehicle can preferably also be taken into account here. For example, when cornering, wheels on the inside of the curve can be subjected to a higher downforce than wheels on the outside of the curve, for which under certain circumstances a reduced downforce is even advantageous in order to avoid overheating of the tires. This embodiment has the advantage that wheel-selective controllability of the maximum force that can be transmitted by the wheel can be achieved and tire wear can be reduced.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Fahrparameter Radparameter und/oder einen Fahrzeugfederparameter umfasst. Der Radparameter kann beispielsweise in der Steuereinrichtung hinterlegt sein und einen Reifentyp, insbesondere Sommer- oder Winterreifen, eine Breite und/oder eine Größe des jeweiligen Rads aufweisen. Der Fahrzeugfederparameter kann eine Einfederung beziehungsweise eine aktuelle Restfederung sein, die der Steuereinrichtung zur Einstellung der Abtriebskraft des jeweiligen Rades bereitgestellt wird. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass eine verbesserte Einstellung der jeweiligen Räder mit den genannten Parametern erzeugt werden kann.In a further advantageous embodiment it is provided that the driving parameter includes wheel parameters and/or a vehicle spring parameter. The wheel parameter can be stored in the control device, for example, and can have a tire type, in particular summer or winter tires, a width and/or a size of the respective wheel. The vehicle spring parameter can be a deflection or a current residual spring, which is provided to the control device for setting the output force of the respective wheel. This embodiment has the advantage that an improved setting of the respective wheels can be generated with the parameters mentioned.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Kraftfahrzeug dazu ausgebildet ist, eine Wetterbedingung zu ermitteln, wobei die Steuereinrichtung ferner dazu ausgebildet ist, die Aerodynamikelemente in Abhängigkeit der ermittelten Wetterbedingung einzustellen. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise einen Licht- beziehungsweise Regensensor aufweisen, der vorzugsweise zwischen Nässe und Schnee unterscheiden kann. Die Steuereinrichtung kann die so ermittelte Wetterbedingung verwenden, um die Aerodynamikelemente einzustellen. Beispielsweise kann bei nassen Wetterbedingungen eine höhere Abtriebskraft für das jeweilige Rad vorgesehen sein als bei trockenen Wetterbedingungen, was durch die Steuereinrichtung passend eingestellt werden kann. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass eine Abtriebskraft der Räder verbessert eingestellt werden kann.A further embodiment provides that the motor vehicle is designed to determine a weather condition, with the control device also being designed to adjust the aerodynamic elements as a function of the determined weather condition. The motor vehicle can have a light or rain sensor, for example, which can preferably distinguish between wet and snowy conditions. The control device can use the weather condition determined in this way to adjust the aerodynamic elements. For example, a higher downforce can be provided for the respective wheel in wet weather conditions than in dry weather conditions, which can be suitably adjusted by the control device. This embodiment results in the advantage that an output force of the wheels can be set in an improved manner.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug dazu ausgebildet ist, einen Reibungskoeffizienten einer Fahrbahn des Kraftfahrzeugs zu ermitteln, wobei die Steuereinrichtung ferner dazu ausgebildet ist, die Aerodynamikelemente in Abhängigkeit des ermittelten Reibungskoeffizienten einzustellen. Vorzugsweise kann für jedes Rad ein Reibungskoeffizient der Fahrbahn separat ermittelt werden, wodurch die Steuereinrichtung die Aerodynamikelemente passend auf den ermittelten Reibungskoeffizienten für jedes Rad anpassen kann. Der Reibungskoeffizient kann beispielsweise durch Fahrerassistenzsysteme beziehungsweise eine Fahrdynamikregelung (ESC) ermittelt werden, insbesondere über einen Schlupf und/oder ein Drehmoment der Räder. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass die Antriebskraft der Räder genauer eingestellt werden kann.A further embodiment provides that the motor vehicle is designed to determine a coefficient of friction of a road surface of the motor vehicle, the control device also being designed to adjust the aerodynamic elements as a function of the determined coefficient of friction. A coefficient of friction of the road surface can preferably be determined separately for each wheel, as a result of which the control device can suitably adapt the aerodynamic elements to the determined coefficient of friction for each wheel. The coefficient of friction can be determined, for example, by driver assistance systems or a driving dynamics control (ESC), in particular via a slip and/or a torque of the wheels. This embodiment has the advantage that the driving force of the wheels can be adjusted more precisely.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen von Aerodynamikelementen eines Kraftfahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei für ein jeweiliges Rad des Kraftfahrzeugs jeweils zumindest ein Aerodynamikelement bereitgestellt ist, wobei durch eine Steuereinrichtung ein Fahrparameter des Kraftfahrzeugs bestimmt wird, wobei durch die Steuereinrichtung die jeweiligen Aerodynamikelemente in Abhängigkeit des Fahrparameters selektiv angesteuert werden, und wobei durch die selektive Ansteuerung der jeweiligen Aerodynamikelemente eine Abtriebskraft der jeweiligen Räder eingestellt wird. Hierbei ergeben sich gleiche Vorteile und Variationsmöglichkeiten wie bei dem Kraftfahrzeug.Another aspect of the invention relates to a method for adjusting aerodynamic elements of a motor vehicle according to one of the preceding embodiments, with at least one aerodynamic element being provided for each wheel of the motor vehicle, with a driving parameter of the motor vehicle being determined by a control device, with the control device respective aerodynamic elements are selectively controlled as a function of the driving parameter, and wherein a downforce of the respective wheels is adjusted by the selective control of the respective aerodynamic elements. This results in the same advantages and possible variations as in the motor vehicle.

Zu der Erfindung gehört auch die Steuereinrichtung für das Kraftfahrzeug. Die Steuereinrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.The invention also includes the control device for the motor vehicle. The control device can have a data processing device or a processor device that is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention. For this purpose, the processor device can have at least one microprocessor and/or at least one microcontroller and/or at least one FPGA (Field Programmable Gate Array) and/or at least one DSP (Digital Signal Processor). Furthermore, the processor device can have program code which is set up to carry out the embodiment of the method according to the invention when executed by the processor device. The program code can be stored in a data memory of the processor device.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes developments of the method according to the invention, which have features as have already been described in connection with the developments of the motor vehicle according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes the combinations of features of the described embodiments. The invention also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, unless the embodiments were described as mutually exclusive.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine Frontalansicht eines Kraftfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
2 eine Rückansicht des Kraftfahrzeugs gemäß der beispielhaften Ausführungsform;
3 ein schematisches Verfahrensdiagramm gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.

Exemplary embodiments of the invention are described below. For this shows:

1 a front view of a motor vehicle according to an exemplary embodiment;
2 12 is a rear view of the motor vehicle according to the exemplary embodiment;
3 12 is a schematic process diagram according to an exemplary embodiment.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that each also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is also intended to encompass combinations of the features of the embodiments other than those illustrated. Furthermore, the described embodiments are also due to further already described features of the invention can be supplemented.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols designate elements with the same function.

In 1 ist eine Frontalansicht eines Kraftfahrzeugs 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt und die 2 zeigt das Kraftfahrzeug 10 aus einer Rückansicht. Das Kraftfahrzeug 10 kann als Personenkraftwagen ausgebildet sein und vier Räder 12 umfassen.In 1 1 is a front view of a motor vehicle 10 according to an example embodiment, and FIG 2 shows the motor vehicle 10 from a rear view. The motor vehicle 10 can be in the form of a passenger car and can include four wheels 12 .

Des Weiteren weist das Kraftfahrzeug 10 für jedes Rad 12 zumindest ein Aerodynamikelement 14 auf, wobei die Aerodynamikelemente 14 an einer Fahrzeugunterseite angeordnet sind, vorzugsweise auf Höhe einer Fahrzeugvorderachse und einer Fahrzeughinterachse. Die Aerodynamikelemente 14 können als Spoiler und/oder Diffusor ausgebildet sein und so eine Luftströmung bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 10 verändern, um eine Abtriebskraft und/oder eine Auftriebskraft zu erzeugen.Furthermore, the motor vehicle 10 has at least one aerodynamic element 14 for each wheel 12, the aerodynamic elements 14 being arranged on a vehicle underside, preferably at the height of a vehicle front axle and a vehicle rear axle. The aerodynamic elements 14 can be embodied as spoilers and/or diffusers and can thus change an air flow when the motor vehicle 10 is traveling in order to generate a downforce and/or a lift force.

Des Weiteren weist das Kraftfahrzeug 10 eine Steuereinrichtung 16 auf, die dazu ausgebildet ist, die Aerodynamikelemente 14 in Abhängigkeit zumindest eines Fahrparameters des Kraftfahrzeugs 10 selektiv anzusteuern. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 16 einen Prozessor aufweisen, der Steuersignale an die jeweiligen Aerodynamikelemente 14 senden kann, wobei diese durch einen Elektromotor verstellt werden können. Beispielsweise kann ein Anstellwinkel der Aerodynamikelemente in Abhängigkeit des Steuersignals verändert werden. Somit kann für das jeweilige Rad 12 je nach Fahrparameter eine Abtriebskraft oder eine Auftriebskraft erzeugt werden.Furthermore, the motor vehicle 10 has a control device 16 which is designed to selectively control the aerodynamic elements 14 as a function of at least one driving parameter of the motor vehicle 10 . For example, the control device 16 can have a processor that can send control signals to the respective aerodynamic elements 14, which can be adjusted by an electric motor. For example, an angle of attack of the aerodynamic elements can be changed as a function of the control signal. Depending on the driving parameters, a downforce or a lift force can thus be generated for the respective wheel 12 .

Als Fahrparameter kann die Steuereinrichtung 16 beispielsweise eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, einen Lenkwinkel und/oder einen Fahrzeugfederparameter zur Ansteuerung der Aerodynamikelemente 14 berücksichtigen. Des Weiteren kann beispielsweise ein Radparameter der verwendeten Räder durch die Steuereinrichtung 16 berücksichtigt werden, wobei der Radparameter einen Reifentyp, insbesondere eine Breite der Räder 12, umfassen kann. Außerdem kann durch das Kraftfahrzeug 10, insbesondere durch die Steuereinrichtung 16, ein Reibungskoeffizient einer Fahrbahn des Kraftfahrzeugs 10 ermittelt werden, wobei die Steuereinrichtung 16 die Aerodynamikelemente 14 ferner in Abhängigkeit des Reibungskoeffizienten anzusteuern kann.The control device 16 can take into account, for example, a speed, an acceleration, a steering angle and/or a vehicle spring parameter for controlling the aerodynamic elements 14 as driving parameters. Furthermore, for example, a wheel parameter of the wheels used can be taken into account by the control device 16, wherein the wheel parameter can include a tire type, in particular a width of the wheels 12. In addition, a coefficient of friction of a road surface of motor vehicle 10 can be determined by motor vehicle 10, in particular by control device 16, wherein control device 16 can also control aerodynamic elements 14 as a function of the coefficient of friction.

In diesem Ausführungsbeispiel zeigen 1 und 2 das Kraftfahrzeug 10 beispielsweise bei der Durchführung einer Linkskurve, wobei die Aerodynamikelemente 14 an Front und Heck eine dynamische Radlastverlagerung in Richtung des kurvenäußeren Rads durch die verstärkten Abtriebskräfte am kurveninneren Rad entgegenwirken. Dazu kann die Steuereinrichtung 16 beispielsweise einen Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs 10 und/oder eine Geschwindigkeit erfassen und die Abtriebskräfte 18 der Aerodynamikelemente 14 für die jeweiligen Räder 12 entsprechend regeln. Hierdurch kann erreicht werden, dass eine resultierende erhöhte Radaufstandskraft 20 für die Räder 12 erzeugt wird, und ein Maximum an Kraftübertragung auch in grenzwertigen Fahrsituationen gewährleistet wird.In this embodiment show 1 and 2 the motor vehicle 10, for example, when making a left turn, with the aerodynamic elements 14 at the front and rear counteracting a dynamic wheel load shift in the direction of the wheel on the outside of the curve due to the increased downforce on the wheel on the inside of the curve. For this purpose, the control device 16 can, for example, detect a steering angle of the motor vehicle 10 and/or a speed and regulate the downforces 18 of the aerodynamic elements 14 for the respective wheels 12 accordingly. In this way it can be achieved that a resulting increased wheel contact force 20 is generated for the wheels 12 and a maximum of power transmission is ensured even in borderline driving situations.

In 3 ist ein schematisches Verfahrensdiagramm gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zum Einstellen von Aerodynamikelementen 14 eines Kraftfahrzeugs 10 dargestellt, wobei für ein jeweiliges Rad 12 des Kraftfahrzeugs 10 jeweils zumindest ein Aerodynamikelement 14 bereitgestellt ist. In einem Schritt S10 kann durch eine Steuereinrichtung 16 ein Fahrparameter des Kraftfahrzeugs 10 bestimmt werden, wobei das Kraftfahrzeug 10 beispielsweise über einen Regensensor (nicht gezeigt) eine Wetterbedingung ermitteln kann, wobei die Steuereinrichtung 16 die Wetterbedingung zur Einstellung der Aerodynamikelemente 14 berücksichtigen kann. Beispielsweise kann bei einer nassen Fahrbahn eine höhere Abtriebskraft 18 auf die jeweiligen Räder 12 durch die Aerodynamikelemente 14 eingestellt werden.In 3 a schematic method diagram according to an exemplary embodiment for adjusting aerodynamic elements 14 of a motor vehicle 10 is shown, with at least one aerodynamic element 14 being provided for each wheel 12 of motor vehicle 10 . In a step S10, a control device 16 can determine a driving parameter of motor vehicle 10, in which case motor vehicle 10 can determine a weather condition, for example via a rain sensor (not shown), in which case control device 16 can take the weather condition into account for setting aerodynamic elements 14. For example, a higher downforce 18 on the respective wheels 12 can be set by the aerodynamic elements 14 on a wet road surface.

In einem Schritt S12 kann die Steuereinrichtung 16 die jeweiligen Aerodynamikelemente 14 in Abhängigkeit des Fahrparameters selektiv ansteuern, wobei dazu die Steuereinrichtung beispielsweise Steuersignale an die jeweiligen Aerodynamikelemente 14 senden kann.In a step S12, the control device 16 can selectively control the respective aerodynamic elements 14 as a function of the driving parameter, for which purpose the control device can send control signals to the respective aerodynamic elements 14, for example.

In einem Schritt S14 können die Aerodynamikelemente 14 eine Abtriebskraft 18 der jeweiligen Räder 12 selektiv einstellen, wobei die Aerodynamikelemente 14 dazu Verstelleinrichtungen aufweisen können, die dazu ausgebildet sind, bei Empfang der Steuersignale der Steuereinrichtung 16 die Aerodynamikelemente 14 so zu verstellen, dass eine Luftströmung um das Kraftfahrzeug 10 verändert wird, was einen Luftdruck, insbesondere einen Unterdruck, erzeugt, wodurch die Abtriebskraft 18 erzeugt wird.In a step S14, the aerodynamic elements 14 can selectively set an output force 18 of the respective wheels 12, in which case the aerodynamic elements 14 can have adjustment devices for this purpose which are designed to adjust the aerodynamic elements 14 upon receipt of the control signals from the control device 16 in such a way that an air flow is the motor vehicle 10 is changed, which generates an air pressure, in particular a negative pressure, as a result of which the downforce 18 is generated.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Drag-Vectoring-System erzeugt werden kann.Overall, the examples show how a drag vectoring system can be generated by the invention.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102016221307 A1 [0003]

Claims

Motor vehicle (10) comprising a plurality of wheels (12) and a control device (16), characterized in that at least one aerodynamic element (14) is provided on the motor vehicle (10) for each wheel (12) and is designed to generate an output force (18) for the respective wheel (12), the control device (16) being designed to selectively control the respective aerodynamic elements (14) depending on at least one driving parameter of the motor vehicle (10).

Motor vehicle (10) after claim 1 , wherein the aerodynamic elements (14) are arranged on a vehicle underside.

Motor vehicle (10) according to one of the preceding claims, wherein the aerodynamic elements (14) are arranged at the level of a vehicle front axle and a vehicle rear axle.

Motor vehicle (10) according to one of the preceding claims, wherein the respective aerodynamic elements (14) are designed as spoilers and/or diffusers.

Motor vehicle (10) according to one of the preceding claims, wherein the driving parameter comprises a speed and/or an acceleration of the motor vehicle (10).

Motor vehicle (10) according to one of the preceding claims, wherein the driving parameter comprises a steering angle of the motor vehicle (10).

Motor vehicle (10) according to one of the preceding claims, wherein the driving parameter comprises wheel parameters and/or a vehicle spring parameter.

Motor vehicle (10) according to one of the preceding claims, wherein the motor vehicle (10) is designed to determine a weather condition, the control device (16) also being designed to adjust the aerodynamic elements (14) as a function of the determined weather condition.

Motor vehicle (10) according to one of the preceding claims, wherein the motor vehicle (10) is designed to determine a coefficient of friction of a road surface of the motor vehicle (10), the control device (16) also being designed to control the aerodynamic elements (14) as a function of the determined coefficient of friction.

Method for adjusting aerodynamic elements (14) of a motor vehicle (10) according to one of the preceding claims, at least one aerodynamic element (14) being provided for each wheel (12) of the motor vehicle (10), with a control device (16) Driving parameters of the motor vehicle (10) are determined, with the respective aerodynamic elements (14) being selectively activated by the control device (16) depending on the driving parameter, and with the selective activation of the respective aerodynamic elements (14) generating an output force (18) of the respective wheels (12) is set.