EP4561892A1 - Verfahren zum einstellen eines abtriebs eines neigefahrzeugs in einer kurvenfahrt sowie neigefahrzeug - Google Patents

Verfahren zum einstellen eines abtriebs eines neigefahrzeugs in einer kurvenfahrt sowie neigefahrzeug

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Publication number
EP4561892A1
EP4561892A1 EP23736067.2A EP23736067A EP4561892A1 EP 4561892 A1 EP4561892 A1 EP 4561892A1 EP 23736067 A EP23736067 A EP 23736067A EP 4561892 A1 EP4561892 A1 EP 4561892A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
angle
tilting vehicle
rotation
axis
profile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23736067.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Simon Schmitt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP4561892A1 publication Critical patent/EP4561892A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J17/00—Weather guards for riders; Fairings or stream-lining parts not otherwise provided for
    • B62J17/10—Ventilation or air guiding devices forming part of fairings

Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting an output of a tilting vehicle when cornering and a tilting vehicle that can be operated with such a method.
  • Tilting vehicles are known from the standpoint in which so-called winglets are arranged on the supporting structure of the tilting vehicle. These winglets are aerodynamically effective and increase the downforce of the tilting vehicle towards the driving surface as the travel speed of the tilting vehicle increases. This causes the tilting vehicle to be pushed towards the ground with increasing force.
  • One object of an exemplary embodiment of the invention is to propose a method for adjusting an output of a tilting vehicle when cornering and a tilting vehicle that can be operated according to such a method, through which an output, in particular when cornering, can be adjusted in an improved manner.
  • a method for adjusting an output of a tilting vehicle when cornering the tilting vehicle having at least one load-bearing support structure and at least one aerodynamically effective profile device, the profile device having at least one aerodynamically effective profile body arranged on the support structure of the tilting vehicle, which when moving of the tilting vehicle is flowed around by ambient air transversely to its longitudinal direction, which is rotatably or pivotally fixed by means of a bearing unit on the support structure about an axis of rotation running parallel or obliquely to the longitudinal axis of the tilting vehicle and through which an output force can be generated when ambient air flows around it and can be transferred to the support structure , and wherein the profile device comprises at least one adjustment device, through which the profile body can be rotated or pivoted and fixed relative to the support structure about the axis of rotation for adjusting an angle between the longitudinal direction of the profile body and a horizontal, with the steps: a.
  • the profile device comprises at least one aerodynamic profile body arranged on the support structure of the tilting vehicle and which is rotatable with respect to the axis of rotation
  • the profile body can be used during a curve. travel, i.e. when the tilting vehicle is tilted with its vertical axis relative to the vertical. This can ensure that the downforce generated by the profile body and transferable to the support structure is increased compared to tilting vehicles with profile bodies rigidly arranged on them.
  • the profile body is rotated by the adjusting device about the axis of rotation in a direction of rotation counter to the tilting direction, the profile body is rotated about the axis of rotation counterclockwise when the tilting vehicle rotates clockwise. Conversely, the profile body rotates clockwise when the tilt direction is counterclockwise.
  • the method can be carried out energy-efficiently and can only be carried out when cornering with a greater inclination.
  • the specific inclination angle can be 0°.
  • the profile bodies are activated immediately when the tilting vehicle is tilted.
  • the specific angle of inclination can comprise 10°, in particular 20°, in particular 30°.
  • the adjusting device and the bearing unit can form a common, one-piece component.
  • the profile body is connected to the bearing unit in a rotationally fixed manner and the bearing unit can be rotated by a drive and fixed in different angular positions by a controllable axis that can be rotated about the axis of rotation.
  • a tilting vehicle includes bicycles, motorcycles or motor vehicles similar to motorcycles, such as scooters, in particular two-, three- or four-wheelers. wheeled motor scooters, scooters, tilting trikes, quads or the like.
  • the at least one profile body can be rotated about the axis of rotation by the adjusting device, it proves to be advantageous if the at least one profile body can be arranged in a basic position when the vertical axis of the tilting vehicle is arranged essentially parallel to the vertical, in which the angle between the longitudinal direction of the profile body and the horizontal defines a basic position angle, and if the at least one profile body can be arranged in a tilting position when the vertical axis of the tilting vehicle is inclined to the vertical, in which the angle between the longitudinal direction of the profile body and the horizontal defines a tilting position angle which is relative to the basic position angle is offset by the rotation or pivoting around the axis of rotation in the direction of rotation opposite to the direction of tilt.
  • the profile body can be arranged at a basic position angle when the tilting vehicle is traveling straight ahead, i.e. when the vertical axis of the tilting vehicle is arranged essentially parallel to the vertical, and can be arranged at a tilting position angle when the tilting vehicle is cornering, the profile body can always be arranged to suit the respective driving maneuver.
  • the basic position angle essentially comprises 0° or if the basic position angle comprises an automatically or user-set low-drag angle, in which an output generated by the profile body with respect to a The basic position angle is reduced to 0°.
  • the profile body is arranged to run essentially parallel to the horizontal.
  • the downforce generated by the profile body can be maximum.
  • the professional body can be arranged with a low-drag angle as the basic position angle, this can include an angle at which the profile body generates less downforce, even when the tilting vehicle is traveling straight ahead, than would be possible with a basic position angle of 0° . This allows the tilting vehicle to be adapted to different driving situations in which less downforce is desired.
  • the basic position angle includes an automatically set low-drag angle, this can be selected, for example, depending on the driving speed. This means that the low-drag angle can be adjusted more and more to an angle of 0° at higher speeds and increasingly deviate from 0° at lower speeds.
  • the tilt angle a. with respect to the basic position angle is offset by the angle of inclination due to the rotation or pivoting about the axis of rotation in the direction of rotation opposite to the direction of inclination if the angle of inclination is smaller than the specific inclination angle
  • b. with respect to the basic position angle is offset by the difference between the inclination angle and the specific inclination angle due to the rotation or pivoting about the axis of rotation in the direction of rotation opposite to the direction of inclination if the inclination angle is greater than the specific inclination angle or c.
  • the angle of inclination is offset by the angle of inclination by the rotation or pivoting about the axis of rotation in the direction of rotation opposite to the direction of inclination (28), if the angle of inclination is greater than the specific inclination angle and in particular comprises 0 ° with respect to the horizontal. If the angle of inclination is smaller than the specific angle of inclination, the profile body remains rigid and stationary positioned relative to the tilting vehicle.
  • the profile body can then move in case b. only rotate by the value of the difference between the angle of inclination and the specific angle of inclination, or by the entire angle of inclination according to case c. turn.
  • the tilt angle is 0° if the basic position angle is 0°.
  • Adjusting the tilt angle can be done in a single step or continuously in multiple steps.
  • the tilting position angle comprises the sum of the basic position angle and the tilting angle of the tilting vehicle in the direction of rotation opposite to the tilting direction, it can be ensured that the arrangement of the profile body with respect to a surface is always the same. If the tilt position angle essentially comprises 0°, the profile body is arranged essentially parallel to a horizontal even when the tilting vehicle is cornering.
  • setting the output generated by the at least one profile body can be further improved if the method involves rotating or pivoting the at least one profile body by the adjusting device about an axis of rotation running parallel or obliquely to the transverse axis of the tilting vehicle by the adjusting device, in order to set an angle -Angle includes. Because the angle of attack is adjustable, an output that can be generated by the profile body can be adjusted.
  • the profile device comprises at least two aerodynamically effective profile bodies arranged on the support structure of the tilting vehicle when moving the tilting vehicle, ambient air flows around it transversely to its longitudinal direction.
  • the method can be further improved by providing at least two profile bodies.
  • exemplary embodiments can be provided in which at least two of the at least two profile bodies are arranged mirror-symmetrically to one another with respect to a plane through the longitudinal axis and the vertical axis of the tilting vehicle and/or in which at least two of the at least two profile bodies with respect to a plane through the longitudinal axis and the vertical axis of the tilting vehicle are arranged offset from one another in the longitudinal direction of the tilting vehicle.
  • the tilting vehicle is stabilized, particularly when driving straight ahead.
  • the at least two profile bodies can be arranged on the same side of the vehicle in order to be offset from one another with respect to the longitudinal axis. This makes embodiments conceivable, for example, in which a profile body is arranged on a front wheel of the tilting vehicle and a profile body on a rear wheel of the tilting vehicle.
  • the at least two profile bodies can be controlled by the adjusting device together or independently of one another with regard to their basic position angle, tilt position angle and/or the angle of attack.
  • the at least two profile bodies can be controlled together by the adjusting device with regard to their basic position angle, tilt position angle and/or angle of attack, a balance of the output forces can be established on both sides with respect to the longitudinal axis of the tilting vehicle. If the at least two profile bodies can be adjusted independently of one another, different driving situations can be optimized by controlling the profile bodies.
  • a tilting vehicle which can be operated according to a method with the aforementioned features, with at least one load-bearing support structure and with at least one aerodynamically effective profile device, which has at least one aerodynamically effective profile body arranged on the support structure of the tilting vehicle, which is at When the tilting vehicle is moved, ambient air flows around it transversely to its longitudinal direction, which is rotatably or pivotally fixed by means of a bearing unit on the support structure about an axis of rotation running parallel or obliquely to the longitudinal axis of the tilting vehicle, and through which an output force can be generated and transmitted to the support structure when ambient air flows around it is, and which comprises at least one adjusting device, through which the profile body can be rotated or pivoted and fixed relative to the support structure about the axis of rotation for adjusting an angle between the longitudinal direction of the profile body and a horizontal.
  • At least one of the at least one profile body comprises a winglet.
  • the winglet can be arranged, for example, on a support structure designed as a vehicle frame.
  • embodiments of the tilting vehicle are conceivable in which the at least one profile body is arranged on a front wheel and/or on a rear wheel.
  • Figure 1 A front view of a tilting vehicle with a profile device when the tilting vehicle is traveling straight ahead;
  • Figure 2 A front view of a tilting vehicle with a profile device when the tilting vehicle is cornering
  • Figure 3 A schematic flow diagram of the method according to the invention.
  • FIGS 1 and 2 show a first exemplary embodiment of a tilting vehicle provided overall with the reference number 2.
  • the tilting vehicle 2 comprises a load-bearing structure 4 and at least one aerodynamically effective profile device 6.
  • the profile device 6 comprises two aerodynamically effective profile bodies 8. Ambient air flows around them transversely to their longitudinal direction 10 when the tilting vehicle 2 moves.
  • the profile device 6 includes storage units 12 which are fixed to the support structure 4 and on each of which a profile body 8 can be rotated about an axis of rotation 16 running parallel to the longitudinal axis 14 of the tilting vehicle 2.
  • the tilting vehicle 2 includes an adjusting device 18, through which the profile bodies 8 can be rotatably or pivotally fixed relative to the support structure 4 about the axis of rotation 16 for adjusting an angle between the longitudinal direction 10 of the profile body 8 and a horizontal 20.
  • Figure 1 shows the tilting vehicle 2 when driving straight ahead.
  • a vertical axis 22 of the tilting vehicle 2 is arranged parallel to a vertical 24.
  • the transverse axis 26 of the tilting vehicle 2 is at a right angle to the vertical axis 22 of the tilting vehicle 2.
  • the profile bodies 8 are arranged in a basic position in which an angle between the longitudinal direction 10 of the profile body 8 and the horizontal 20 comprises at least almost 0°.
  • the output that can be generated by the profile bodies 8 is maximum.
  • Figure 2 shows the tilting vehicle 2 when cornering.
  • the vertical axis 22 of the tilting vehicle 2 is inclined with respect to the vertical 24.
  • the profile bodies 8 are rotated in a direction opposite to the tilting direction 28 of the tilting vehicle 2 and are at a tilt position angle, which is defined as an angle between the longitudinal direction 10 of the profile body 8 and the horizontal 20. Even when cornering, the angle between the longitudinal direction 10 of the profile body 8, i.e. the tilt position angle, is 0°.
  • FIG 3 shows a schematic flow diagram of a method according to the invention with which the tilting vehicle 2 can be operated.
  • the method is described below:
  • a first step 100 the tilting vehicle 2 is traveling straight ahead.
  • the profile bodies 8 are controlled by the adjusting device 18 in such a way that the profile bodies 8 are located with their longitudinal directions 10 essentially parallel to the horizontal 20.
  • a basic position angle that deviates from 0° can be set using the setting device 18. This can be the case, for example, if no maximum possible downforce is to be generated by the profile body 8.
  • step 100 it is possible for the profile bodies 8 to be rotatable about an axis of rotation 16 running parallel to the transverse axis 26 of the tilting vehicle 2, whereby an angle of attack of the profile body 8 with respect to the ambient flow can be adjusted.
  • a tilting movement of the tilting vehicle 2 in the tilting direction 28 is detected and an angle of inclination between the vertical axis 22 of the tilting vehicle 2 and the vertical 24 is detected.
  • a step 102 the profile bodies 8 are rotated or pivoted about their respective axis of rotation 16 by the adjusting device 18 when the detected angle of inclination reaches or exceeds a specific inclination angle stored or capable of being stored in the adjusting device 18, namely with a direction of rotation counter to the direction of inclination 28.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Abtriebs eines Neigefahrzeugs (2) in einer Kurvenfahrt, wobei das Neigefahrzeug (2) mindestens eine lastaufnehmende Tragstruktur (4) und mindestens eine aerodynamisch wirksame Profilvorrichtung (6) aufweist, wobei die Profilvorrichtung (6) mindestens einen an der Tragstruktur (4) des Neigefahrzeugs (2) angeordneten aerodynamisch wirksamen Profilkörper (8), der beim Bewegen des Neigefahrzeugs (2) durch Umgebungsluft quer zu seiner Längsrichtung (10) umströmt ist, der mittels einer Lagereinheit (12) an der Tragstruktur (4) um eine parallel oder schräg zur Längsachse (14) des Neigefahrzeugs (2) verlaufende Drehachse (16) drehbar oder schwenkbar festgelegt ist und durch den beim Umströmen durch Umgebungsluft eine Abtriebskaft erzeugbar und an die Tragstruktur (4) übertragbar ist, und wobei die Profilvorrichtung (6) mindestens eine Einstelleinrichtung (18) umfasst, durch die der Profilkörper (8) relativ zur Tragstruktur (4) um die Drehachse (16) zum Einstellen eines Winkels zwischen Längsrichtung (10) des Profilkörpers (8) und einer Horizontalen (20) drehbar oder schwenkbar und festlegbar ist.

Description

Verfahren zum Einstellen eines Abtriebs eines Neigefahrzeugs in einer Kurvenfahrt sowie Neigefahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Abtriebs eines Neigefahrzeugs in einer Kurvenfahrt und ein Neigefahrzeug, das mit einem derartigen Verfahren betreibbar ist.
Aus dem Stand sind Neigefahrzeuge bekannt, bei denen so genannte Winglets an der Tragstruktur des Neigefahrzeugs angeordnet sind. Diese Winglets sind aerodynamisch wirksam und erhöhen mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit des Neigefahrzeugs einen Abtrieb des Neigefahrzeugs in Richtung Fahruntergrund. Hierdurch wird das Neigefahrzeug mit zunehmender Kraft in Richtung Fahruntergrund gedrückt.
Das Erhöhen des Abtriebs erweist sich insbesondere bei Kurvenfahrten des Neigefahrzeugs von Vorteil, da ein Anhaften und die Stabilität des Neigefahrzeugs in der Kurvenfahrt erhöhbar ist. Die aus dem Stand der Technik bekannten Winglets sind starr an der Tragstruktur festgelegt. Bei einer Neigung des Neigefahrzeugs bezüglich einer Senkrechten, insbesondere bei einer Kurvenfahrt, reduziert sich hierdurch der durch die Winglets erzeugte und an die Tragstruktur übertragene Abtrieb in Richtung Fahruntergrund.
Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, ein Verfahren zum Einstellen eines Abtriebs eines Neigefahrzeugs in einer Kurvenfahrt sowie ein Neigefahrzeug, das nach einem derartigen Verfahren betreibbar ist, vorzuschlagen, durch das ein Abtrieb, insbesondere in Kurvenfahrten, verbessert angepasst werden kann. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Einstellen eines Abtriebs eines Neigefahrzeugs in einer Kurvenfahrt, wobei das Neigefahrzeug mindestens eine lastaufnehmende Tragstruktur und mindestens eine aerodynamisch wirksame Profilvorrichtung aufweist, wobei die Profilvorrichtung mindestens einen an der Tragstruktur des Neigefahrzeugs angeordneten aerodynamisch wirksamen Profilkörper, der beim Bewegen des Neigefahrzeugs durch Umgebungsluft quer zu seiner Längsrichtung umströmt ist, der mittels einer Lagereinheit an der Tragstruktur um eine parallel oder schräg zur Längsachse des Neigefahrzeugs verlaufende Drehachse drehbar oder schwenkbar festgelegt ist und durch den beim Umströmen durch Umgebungsluft eine Abtriebskraft erzeugbar und an die Tragstruktur übertragbar ist, und wobei die Profilvorrichtung mindestens eine Einstelleinrichtung umfasst, durch die der Profilkörper relativ zur Tragstruktur um die Drehachse zum Einstellen eines Winkels zwischen Längsrichtung des Profilkörpers und einer Horizontalen drehbar oder schwenkbar und festlegbar ist, mit den Schritten: a. Erfassen einer Neigebewegung des Neigefahrzeugs in eine Neigerichtung und Erfassen eines Neigungswinkels zwischen der Hochachse des Neigefahrzeugs und einer Senkrechten mittels der Einstelleinrichtung; b. Drehen oder Schwenken des mindestens einen Profilkörpers durch die Einstelleinrichtung um die Drehachse in einem Drehsinn entgegen der Neigerichtung, wenn der erfasste Neigungswinkel einen in der Einstelleinrichtung hinterlegten oder hinterlegbaren bestimmten Neigungswinkel erreicht oder überschreitet.
Dadurch, dass die Profilvorrichtung mindestens einen an der Tragstruktur des Neigefahrzeugs angeordneten aerodynamischen Profilkörper umfasst, der bezüglich der Drehachse drehbar ist, kann der Profilkörper bei einer Kur- venfahrt, also wenn das Neigefahrzeug mit seiner Hochachse bezüglich der Senkrechten geneigt ist, verstellt werden. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass der durch den Profilkörper erzeugte und auf die Tragstruktur übertragbare Abtrieb im Vergleich zu Neigefahrzeugen mit starr an diesen angeordneten Profilkörpern erhöht ist.
Dadurch, dass der mindestens eine Profilkörper durch die Einstelleinrichtung um die Drehachse in einem Drehsinn entgegen der Neigerichtung gedreht wird, wird der Profilkörper um die Drehachse entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wenn das Neigefahrzeug eine Drehung im Uhrzeigersinn durchführt. Umgekehrt vollführt der Profilkörper eine Drehung im Uhrzeigersinn, wenn die Neigerichtung im Gegenuhrzeigersinn verläuft.
Dadurch, dass das Drehen oder Schwenken des mindestens einen Profilkörpers erst erfolgt, wenn der bestimmte Neigungswinkel erreicht oder überschritten ist, kann das Verfahren energieeffizient erfolgen und nur ab Kurvenfahrten mit größerer Neigung ausgeführt werden.
Der bestimmte Neigungswinkel kann 0° umfassen. Solchenfalls findet ein Ansteuern der Profilkörper unmittelbar mit Neigung des Neigefahrzeugs statt.
Ferner kann der bestimmte Neigungswinkel 10°, insbesondere 20°, insbesondere 30° umfassen.
Die Einstelleinrichtung und die Lagereinheit können ein gemeinsames einstückiges Bauteil bilden. Solchenfalls ist der Profilkörper drehfest mit der Lagereinheit verbunden und die Lagereinheit durch eine ansteuerbare, um die Drehachse drehbare Achse durch einen Antrieb verdrehbar und in unterschiedlichen Winkelpositionen festlegbar.
Unter einem Neigefahrzeug werden Fahrräder, Motorräder oder motorradähnliche Kraftfahrzeuge, wie Motorroller, insbesondere zwei-, drei- oder vier- rädrige Motorroller, Scooter, neigbare Trikes, Quads oder Dergleichen verstanden.
Dadurch, dass der mindestens eine Profilkörper durch die Einstelleinrichtung um die Drehachse drehbar ist, erweist es sich als vorteilhaft, wenn der mindestens eine Profilkörper bei im Wesentlichen paralleler Anordnung der Hochachse des Neigefahrzeugs zur Senkrechten in einer Grundstellung anordenbar ist, in der der Winkel zwischen Längsrichtung des Profilkörpers und Horizontalen einen Grundstellungs-Winkel definiert, und wenn der mindestens eine Profilkörper bei geneigter Anordnung der Hochachse des Neigefahrzeugs zur Senkrechten in einer Neigestellung anordenbar ist, in der der Winkel zwischen Längsrichtung des Profilkörpers und der Horizontalen einen Neigestellungs-Winkel definiert, der bezüglich des Grundstellungs-Winkels um die Drehung oder Schwenkung um die Drehachse im Drehsinn entgegen der Neigerichtung versetzt ist.
Dadurch, dass der Profilkörper bei einem Geradeausfahren des Neigefahrzeugs, also bei im Wesentlichen paralleler Anordnung der Hochachse des Neigefahrzeugs zur Senkrechten, in einem Grundstellungs-Winkel anordenbar ist und bei einer Kurvenfahrt des Neigefahrzeugs in einem mit einem Neigestellungs-Winkel anordenbar ist, kann der Profilkörper stets dem jeweiligen Fahrmanöver angepasst angeordnet werden.
Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Grundstellungs-Winkel im Wesentlichen 0° umfasst o- der wenn der Grundstellungs-Winkel einen automatisch oder benutzereingestellten Low-Drag-Winkel umfasst, bei der ein durch den Profilkörper erzeugter Abtrieb bezüglich eines Grundstellungs-Winkels von 0° reduziert ist.
Wenn der Grundstellungs-Winkel im Wesentlichen 0° umfasst, ist der Profilkörper im Wesentlichen parallel zur Horizontalen verlaufend angeordnet. Hierdurch kann der durch den Profilkörper erzeugte Abtrieb maximal sein. Wenn der Profikörper mit einem Low-Drag-Winkel als Grundstellungs-Winkel anordenbar ist, kann dieser einen Winkel umfassen, bei dem der Profilkörper auch bei einer Geradeausfahrt des Neigefahrzeugs einen geringeren Abtrieb erzeugt, als es mit einem Grundstellungs-Winkel von 0° möglich wäre. Hierdurch kann das Neigefahrzeug an unterschiedliche Fahrsituationen angepasst sein, in denen weniger Abtrieb gewünscht ist.
Wenn der Grundstellungs-Winkel einen automatisch eingestellten Low-Drag- Winkel umfasst, kann dieser beispielsweise in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit gewählt werden. So kann der Low-Drag-Winkel mit höherer Geschwindigkeit mehr und mehr an einem Winkel von 0° angepasst werden und bei geringeren Geschwindigkeiten zunehmend von 0° abweichen.
Darüber hinaus sieht eine weitere Weiterbildung des Verfahrens vor, dass der Neigestellungs-Winkel a. bezüglich des Grundstellungs-Winkels um den Neigungswinkel durch die Drehung oder Schwenkung um die Drehachse im Drehsinn entgegen der Neigerichtung versetzt ist, wenn der Neigungswinkel kleiner ist als der bestimmte Neigungswinkel, b. bezüglich des Grundstellungs-Winkels um die Differenz aus Neigungswinkel und bestimmten Neigungswinkel durch die Drehung oder Schwenkung um die Drehachse im Drehsinn entgegen der Neigerichtung versetzt ist, wenn der Neigungswinkel größer ist als der bestimmte Neigungswinkel oder c. bezüglich des Grundstellungs-Winkels um den Neigungswinkel durch die Drehung oder Schwenkung um die Drehachse im Drehsinn entgegen der Neigerichtung (28) versetzt ist, wenn der Neigungswinkel größer ist als der bestimmte Neigungswinkel und insbesondere 0° bezüglich der Horizontalen umfasst. Wenn der Neigungswinkel kleiner ist, als der bestimmte Neigungswinkel bleibt der Profilkörper starr und ortsfest bezüglich des Neigefahrzeugs positioniert.
Wenn der Neigungswinkel größer ist, als der bestimmte Neigungswinkel kann sich der Profilkörper solchenfalls im Fall b. nur um den Wert der Differenz aus Neigungswinkel und bestimmten Neigungswinkel drehen, oder sich um den ganzen Neigungswinkel gemäß Fall c. drehen.
Im Fall c. ist der Neigestellungs-Winkel 0°, wenn der Grundstellungs-Winkel 0° umfasst.
Das Anpassen des Neigestellungs-Winkels kann in einem einzigen Schritt oder kontinuierlich in mehreren Schritten erfolgen.
Wenn der Neigestellungs-Winkel die Summe aus Grundstellungs-Winkel und dem Neigungswinkel des Neigefahrzeugs im Drehsinn entgegen der Neigerichtung umfasst, kann gewährleistet werden, dass die Anordnung des Profilkörpers bezüglich eines Untergrunds stets gleich ist. Wenn der Neigestellungs-Winkel im Wesentlichen 0° umfasst, ist der Profilkörper auch bei einer Kurvenfahrt des Neigefahrzeugs im Wesentlichen parallel zu einer Horizontalen angeordnet.
Darüber hinaus lässt sich ein Einstellen des durch den mindestens einen Profilkörper erzeugten Abtriebs weiter verbessern, wenn das Verfahren ein Drehen oder Schwenken des mindestens einen Profilkörpers durch die Einstelleinrichtung um eine parallel oder schräg zur Querachse des Neigefahrzeugs verlaufende Drehachse durch die Einstelleinrichtung, zum Einstellen eines Anstell-Winkels umfasst. Dadurch, dass der Anstell-Winkel einstellbar ist, ist ein durch den Profilkörper erzeugbarer Abtrieb einstellbar.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass an dem Neigefahrzeug lediglich an einer Seite ein Profilkörper angeordnet ist. Um jedoch die Stabilität des Neigefahrzeugs beim Betrieb zu erhöhen und/oder um die Abtriebskräfte, die auf das Neigefahrzeug übertragen werden, zu erhöhen, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Profilvorrichtung mindestens zwei an der Tragstruktur des Neigefahrzeugs angeordnete aerodynamisch wirksame Profilkörper umfasst, die beim Bewegen des Neigefahrzeugs durch Umgebungsluft quer zu seiner Längsrichtung umströmt sind.
Dadurch, dass mindestens zwei Profilkörper vorgesehen sind, lässt sich das Verfahren weiter verbessern.
Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform können Ausführungsbeispiele vorgesehen sein, bei denen mindestens zwei der mindestens zwei Profilkörper bezüglich einer Ebene durch die Längsachse und die Hochachse des Neigefahrzeugs spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind und/oder bei denen mindestens zwei der mindestens zwei Profilkörper bezüglich einer Ebene durch die Längsachse und die Hochachse des Neigefahrzeugs in Längsrichtung des Neigefahrzeugs zueinander versetzt angeordnet sind.
Wenn die mindestens zwei Profilkörper spiegelsymmetrisch bezüglich der Fahrzeugmitte angeordnet sind, ist das Neigefahrzeug insbesondere bei einer Geradeausfahrt stabilisiert. Darüber hinaus können die mindestens zwei Profilkörper auf derselben Fahrzeugseite angeordnet sein, um bezüglich der Längsachse zueinander versetzt sein. Hierdurch sind beispielsweise Ausführungsformen denkbar, bei denen ein Profilkörper an einem Vorderrad des Neigefahrzeugs und ein Profilkörper an einem Hinterrad des Neigefahrzeugs angeordnet sind. Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die mindestens zwei Profilkörper durch die Einstelleinrichtung gemeinsam oder unabhängig voneinander bezüglich ihres Grundstellungs-Winkels, Neigestellungs-Winkel und/oder des Anstellwinkels ansteuerbar sind.
Wenn die mindestens zwei Profilkörper durch die Einstelleinrichtung gemeinsam bezüglich ihres Grundstellungs-Winkels, Neigestellungs-Winkel und/oder Anstellwinkels ansteuerbar sind, lässt sich bezüglich der Längsachse des Neigefahrzeugs auf beiden Seiten ein Kräftegleichgewicht der Abtriebskräfte herstellen. Wenn die mindestens zwei Profilkörper unabhängig voneinander einstellbar sind, kann durch Ansteuern der Profilkörper unterschiedliche Fahrsituationen optimiert ausgelegt werden.
Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch ein Neigefahrzeug, das nach einem Verfahren mit den zuvor genannten Merkmalen betreibbar ist, mit mindestens einer lastaufnehmenden Tragstruktur und mit mindestens einer aerodynamisch wirksamen Profilvorrichtung, die mindestens einen an der Tragstruktur des Neigefahrzeugs angeordneten aerodynamisch wirksamen Profilkörper, der beim Bewegen des Neigefahrzeugs durch Umgebungsluft quer zu seiner Längsrichtung umströmt ist, der mittels einer Lagereinheit an der Tragstruktur um eine parallel oder schräg zur Längsachse des Neigefahrzeugs verlaufende Drehachse drehbar oder schwenkbar festgelegt ist und durch den beim Umströmen durch Umgebungsluft eine Abtriebskraft erzeugbar und an die Tragstruktur übertragbar ist, und die mindestens eine Einstelleinrichtung umfasst, durch die der Profilkörper relativ zur Tragstruktur um die Drehachse zum Einstellen eines Winkels zwischen Längsrichtung des Profilkörpers und einer Horizontalen drehbar oder schwenkbar und festlegbar ist.
Schließlich erweist es sich als vorteilhaft, wenn mindestens einer des mindestens einen Profilkörpers ein Winglet umfasst. Das Winglet kann beispielsweise an einer als Fahrzeugrahmen ausgebildeten Tragstruktur angeordnet sein. Darüber hinaus sind Ausführungsformen des Neigefahrzeugs denkbar, bei denen der mindestens eine Profilkörper an einem Vorderrad und/oder an einem Hinterrad angeordnet ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Neigefahrzeugs und des Verfahrens.
In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 Eine Vorderansicht auf ein Neigefahrzeug mit einer Profilvorrichtung bei einer Geradeausfahrt des Neigefahrzeugs;
Figur 2 Eine Vorderansicht auf ein Neigefahrzeug mit einer Profilvorrichtung bei einer Kurvenfahrt des Neigefahrzeugs;
Figur 3 Ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Figuren 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehenen Neigefahrzeugs. Das Neigefahrzeug 2 umfasst eine lastaufnehmende Struktur 4 und mindestens eine aerodynamisch wirksame Profilvorrichtung 6.
Bei dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel des Neigefahrzeugs 2 umfasst die Profilvorrichtung 6 zwei aerodynamisch wirksame Profilkörper 8. Diese werden beim Bewegen des Neigefahrzeugs 2 durch Umgebungsluft quer zu ihrer Längsrichtung 10 umströmt. Die Profilvorrichtung 6 umfasst Lagereinheiten 12, die an der Tragstruktur 4 festgelegt sind und an denen jeweils ein Profilkörper 8 um eine parallel zur Längsachse 14 des Neigefahrzeugs 2 verlaufende Drehachse 16 drehbar sind.
Darüber hinaus umfasst das Neigefahrzeug 2 eine Einstelleinrichtung 18, durch die die Profilkörper 8 relativ zur Tragstruktur 4 um die Drehachse 16 zum Einstellen eines Winkels zwischen Längsrichtung 10 des Profilkörpers 8 und einer Horizontalen 20 drehbar oder schwenkbar festlegbar sind.
Figur 1 zeigt das Neigefahrzeug 2 bei einer Geradeausfahrt. Hierbei ist eine Hochachse 22 des Neigefahrzeugs 2 zu einer Senkrechten 24 parallel angeordnet. Die Querachse 26 des Neigefahrzeugs 2 steht hierbei in einem rechten Winkel zur Hochachse 22 des Neigefahrzeugs 2.
Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des Neigefahrzeugs 2 sind die Profilkörper 8 in einer Grundstellung angeordnet, in der ein Winkel zwischen Längsrichtung 10 des Profilkörpers 8 und der Horizontalen 20 zumindest nahezu 0° umfasst. Ein durch die Profilkörper 8 erzeugbarer Abtrieb ist hierbei maximal.
Figur 2 zeigt das Neigefahrzeug 2 in einer Kurvenfahrt. Bei dieser ist die Hochachse 22 des Neigefahrzeugs 2 bezüglich der Senkrechten 24 geneigt. Durch die Einstelleinrichtung 18 sind die Profilkörper 8 in eine Richtung entgegen der Neigerichtung 28 des Neigefahrzeugs 2 gedreht und befinden sich in einem Neigestellungs-Winkel, der als Winkel zwischen der Längsrichtung 10 des Profilkörpers 8 und der Horizontalen 20 definiert ist. Auch in der Kurvenfahrt umfasst der Winkel zwischen Längsrichtung 10 des Profilkörpers 8, also der Neigestellungswinkel, 0°.
Figur 3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens, mit dem das Neigefahrzeug 2 betreibbar ist. Unter Zuhilfenahme der Darstellung der Figuren 1 und 2 wird das Verfahren nachfolgend beschrieben: In einem ersten Schritt 100 befindet sich das Neigefahrzeug 2 in einer Geradeausfahrt. Hierbei werden die Profilkörper 8 derart durch die Einstelleinrichtung 18 angesteuert, dass sich die Profilkörper 8 mit ihren Längsrichtungen 10 im Wesentlichen parallel zur Horizontale 20 befinden. Darüber hinaus kann im Schritt 100 übe die Einstelleinrichtung 18 ein Grundstellungs-Winkel eingestellt werden, der von 0° abweicht. Diese kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn seitens des Profilkörpers 8 kein maximal möglicher Abtrieb erzeugt werden soll.
Darüber hinaus ist im Schritt 100 ermöglicht, dass die Profilkörper 8 um eine parallel zur Querachse 26 des Neigefahrzeugs 2 verlaufende Drehachse 16 drehbar sind, wodurch ein Anstell-Winkel des Profilkörpers 8 bezüglich der Umgebungsströmung einstellbar ist.
In einem Schritt 101 wird eine Neigebewegung des Neigefahrzeugs 2 in Neigerichtung 28 erfasst und ein Neigungswinkel zwischen der Hochachse 22 des Neigefahrzeugs 2 und der Senkrechten 24 erfasst.
In einem Schritt 102 werden die Profilkörper 8 durch die Einstelleinrichtung 18 um ihre jeweilige Drehachse 16 gedreht oder geschwenkt, wenn der erfasste Neigungswinkel einen in der Einstelleinrichtung 18 hinterlegten oder hinterlegbaren bestimmten Neigungswinkel erreicht oder überschreitet, und zwar mit einem Drehsinn gegen der Neigungsrichtung 28.
Hierbei können die Profilkörper 8 einen Neigestellungs-Winkel umfassen, der im Wesentlichen 0° bezüglich der Horizontalen 20 umfasst.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen im Rahmen des Schutzumfangs der nachfolgenden Ansprüche wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
Neigefahrzeug
Tragstruktur
Profi Ivorrichtung
Profilkörper
Längsrichtung
Lagereinheit
Längsachse
Drehachse
Einstelleinrichtung
Horizontale
Hochachse
Senkrechte
Querachse
Neigerichtung -102 Verfahrensschritte

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Verfahren zum Einstellen eines Abtriebs eines Neigefahrzeugs (2) in einer Kurvenfahrt, wobei das Neigefahrzeug (2) mindestens eine lastaufnehmende Tragstruktur (4) und mindestens eine aerodynamisch wirksame Profilvorrichtung (6) aufweist, wobei die Profilvorrichtung (6) mindestens einen an der Tragstruktur (4) des Neigefahrzeugs (2) angeordneten, aerodynamisch wirksamen Profilkörper (8), der beim Bewegen des Neigefahrzeugs (2) durch Umgebungsluft quer zu seiner Längsrichtung (10) umströmt ist, der mittels einer Lagereinheit (12) an der Tragstruktur (4) um eine parallel oder schräg zur Längsachse (14) des Neigefahrzeugs (2) verlaufende Drehachse (16) drehbar oder schwenkbar festgelegt ist und durch den beim Umströmen durch Umgebungsluft eine Abtriebskraft erzeugbar und an die Tragstruktur (4) übertragbar ist, und wobei die Profilvorrichtung (6) mindestens eine Einstelleinrichtung (18) umfasst, durch die der Profilkörper (8) relativ zur Tragstruktur (4) um die Drehachse (16) zum Einstellen eines Winkels zwischen Längsrichtung (10) des Profilkörpers (8) und einer Horizontalen (20) drehbar oder schwenkbar und festlegbar ist, mit den Schritten: a. Erfassen einer Neigebewegung des Neigefahrzeugs (2) in eine Neigerichtung (28) und Erfassen eines Neigungswinkels zwischen der Hochachse (22) des Neigefahrzeugs (2) und einer Senkrechten (24) mittels der Einstelleinrichtung (18); b. Drehen oder Schwenken des mindestens einen Profilkörpers (8) durch die Einstelleinrichtung (18) um die Drehachse (16) in einem Drehsinn entgegen der Neigerichtung (28), wenn der erfasste Neigungswinkel einen in der Einstelleinrichtung (18) hinterlegten oder hinterlegbaren bestimmten Neigungswinkel erreicht oder überschreitet. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Profilkörper (8) bei im Wesentlichen paralleler Anordnung der Hochachse (22) des Neigefahrzeugs (2) zur Senkrechten (24) in einer Grundstellung anordenbar ist, in der der Winkel zwischen Längsrichtung (10) des Profilkörpers (8) und Horizontalen (20) einen Grundstellungs-Winkel definiert, und dass der mindestens eine Profilkörper (8) bei geneigter Anordnung der Hochachse (22) des Neigefahrzeugs (2) zur Senkrechten (24) in einer Neigestellung anordenbar ist, in der der Winkel zwischen Längsrichtung (10) des Profilkörpers (8) und der Horizontalen (20) einen Neigestellungs-Winkel definiert, der bezüglich des Grundstellungs-Winkels um die Drehung oder Schwenkung um die Drehachse im Drehsinn entgegen der Neigerichtung versetzt ist. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundstellungs-Winkel im Wesentlichen 0° umfasst oder dass der Grundstellungs-Winkel einen automatisch oder benutzereingestellten Low-Drag-Winkel umfasst, bei der ein durch den Profilkörper (8) erzeugter Abtrieb bezüglich eines Grundstellungs-Winkels von 0° reduziert ist. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigestellungs-Winkel a. bezüglich des Grundstellungs-Winkels um den Neigungswinkel durch die Drehung oder Schwenkung um die Drehachse (16) im Drehsinn entgegen der Neigerichtung (28) versetzt ist, wenn der Neigungswinkel kleiner ist als der bestimmte Neigungswinkel, b. bezüglich des Grundstellungs-Winkels um die Differenz aus Neigungswinkel und bestimmten Neigungswinkel durch die Drehung oder Schwenkung um die Drehachse (16) im Drehsinn entgegen der Neigerichtung (28) versetzt ist, wenn der Neigungswinkel größer ist als der bestimmte Neigungswinkel oder c. bezüglich des Grundstellungs-Winkels um den Neigungswinkel durch die Drehung oder Schwenkung um die Drehachse (16) im Drehsinn entgegen der Neigerichtung (28) versetzt ist, wenn der Neigungswinkel größer ist als der bestimmte Neigungswinkel und insbesondere 0° bezüglich der Horizontalen umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Drehen oder Schwenken des mindestens einen Profilkörpers (8) durch die Einstelleinrichtung (18) um eine parallel oder schräg zur Querachse (26) des Neigefahrzeugs (2) verlaufende Drehachse (16) durch die Einstelleinrichtung (18) zum Einstellen eines Anstell-Winkels, der durch einen Winkel zwischen Querachse (26) des Profilkörpers (8) und Horizontaler (20) definiert ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilvorrichtung (6) mindestens zwei an der Tragstruktur (4) des Neigefahrzeugs (2) angeordnete aerodynamisch wirksame Profilkörper (8) umfasst, die beim Bewegen des Neigefahrzeugs (2) durch Umgebungsluft quer zu seiner Längsrichtung (10) umströmt sind. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der mindestens zwei Profilkörper (8) bezüglich einer Ebene durch die Längsachse (14) und die Hochachse (22) des Neigefahrzeugs (2) spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind und/oder dass mindestens zwei der mindestens zwei Profilkörper (8) bezüglich einer Ebene durch die Längsachse (14) und die Hochachse (22) des Neigefahrzeugs (2) in Längsrichtung (10) des Neigefahrzeugs (2) zueinander versetzt angeordnet sind. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Profilkörper (8) durch die Einstelleinrichtung (18) gemeinsam oder unabhängig voneinander bezüglich ihres Grundstellungs-Winkels, Neigestellungs-Winkel und/oder des Anstellwinkels ansteuerbar sind. Neigefahrzeug (2), das nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 8 betreibbar ist, mit mindestens einer lastaufnehmenden Tragstruktur (4) und mit mindestens einer aerodynamisch wirksamen Profilvorrichtung (6), die mindestens einen an der Tragstruktur (4) des Neigefahrzeugs (2) angeordneten aerodynamisch wirksamen Profilkörper (8), der beim Bewegen des Neigefahrzeugs (2) durch Umgebungsluft quer zu seiner Längsrichtung (10) umströmt ist, der mittels einer Lagereinheit (12) an der Tragstruktur (4) um eine parallel oder schräg zur Längsachse (14) des Neigefahrzeugs (2) verlaufende Drehachse (16) drehbar oder schwenkbar festgelegt ist und durch den beim Umströmen durch Umgebungsluft eine Abtriebskraft erzeugbar und an die Tragstruktur (4) übertragbar ist, und die mindestens eine Einstelleinrichtung (18) umfasst, durch die der Profilkörper (8) relativ zur Tragstruktur (4) um die Drehachse (16) zum Einstellen eines Winkels zwischen Längsrichtung (10) des Profilkörpers (8) und einer Horizontalen (20) drehbar oder schwenkbar und festlegbar ist. Neigefahrzeug (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer des mindestens einen Profilkörpers (8) ein Winglet umfasst.
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