(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダウンフォースの増加に適した車体の少なくとも一部の領域に、内燃機関からの排気ガスを供給することによってダウンフォースを発生する手段を有する、内燃機関によって駆動する車両に、ダウンフォースを発生させるための方法であって、
ダウンフォース（Ｋ）の増加が必要な区間において、内燃機関がリーン運転するように、内燃機関の空気比λを変化させることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記空気比は、運転手によって手動で直接的に又は間接的に上昇させられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記空気比は、選択されたギヤ及び／又は内燃機関の回転数に依存して変化させられることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記空気比は、定義された期間上昇させられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記リーン運転は、測定された横方向の力及び／又は決定された操舵角度が、定義された閾値を下回ると終了させられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
車両に搭載したセンサによって実際のダウンフォースを監視し、実際のダウンフォースがダウンフォースの目標値を下回ると、前記空気比は上昇させられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
ダウンフォースの増加が必要な領域を含むコースガイドが、電子的なデータバンクに予め格納されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
車両は位置測定装置を備え、車両の現在位置を電子的に格納されたルートにおいて決定することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
電子的に格納されたルートの各ポイントについて、ダウンフォース（Ｋ）と駆動力の目標値が決定及び保存されることを特徴とする請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ダウンフォースと駆動力の目標値に基づいて、コースガイドの各ポイントについて、空気比の目標値が決定及び格納されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
内燃機関の実際の空気比を、コースガイドの各ポイントにおいて、予め格納された空気比の目標値にトラッキングさせることを特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダウンフォースの増加に適した車体の少なくとも一部の領域に、内燃機関からの排気ガスを供給することによってダウンフォースを発生させる手段を有する、内燃機関によって駆動する車両、特に、レーシング車両又はスポーツ車両、にダウンフォースを発生させるための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーシング車両及びスポーツ車両のアンダーボディにダウンフォースを発生させるための方法及び装置は、独国特許出願公開第４１１０７５０号明細書から公知である。
【０００３】
レーシング車両及びスポーツ車両には、１ｇ（＝重力加速度）の値を大幅に超過する加速度、減速度及び半径方向加速度が発生する。このような値は、タイヤと路面の間のグリップの限界が空力手段で増加させられる場合にのみ可能である。車体に強力なダウンフォースが発生する。この目的に、フロントウイング、リアウイング、実際の車体の特別な造形が役に立つ。車両のアンダーボディの造形は、主要な役割を演じる。それには、アンダーボディの下を流れる空気をできるだけ加速することが求められる。空気の流速が速くなるほど、ベルヌーイの法則に従って吸引力が強くなり、車両のアンダーボディに与えられるダウンフォースも強くなる。床下空気が最高加速度に達するように、現代のレーシング車両では排気ガスの運動エネルギーが使用される。アンダーボディは車両の後部で上方に折り曲げられ、通常垂直な空力整流板で側方に遮られ、場合によっては中央で分割されている。このように、車両の下に沿って流れる空気のためのディフューザーが作られる。このディフューザー領域で、排気管の端部は、射出方向が水平方向後方を向いて導入される。高速で排気された排気ガスは、アンダーボディの下方の空気に吸引効果を与える。それは速度を増し、それによってアンダーボディの吸引効果を増し、かくして車両のダウンフォースを強める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第４１１０７５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
欠点は、排気ガス流によって引き起こされるダウンフォースは、エンジン回転数に大きく依存しているということである。カーブを曲がるときの回転数の低下は、排気ガスによって引き起こされるダウンフォースに不利な効果を及ぼす。
【０００６】
本発明の目的は、これらの欠点を回避し、特に回転数が低下して通過するルートの領域でダウンフォースを増加することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、これは、好ましくはルートに応じて、ダウンフォース（Ｋ）の増加が必要な区間において、内燃機関は、好ましくは、少なくとも１．２、より好ましくは、少なくとも１．３の空気比λで、リーン運転するように、内燃機関の空気比λを変化させることで達成される。
【０００８】
通常はストイキ又はリッチ運転するレーシング車両、例えば、フォーミュラ１レーシング車両、の内燃機関は、ダウンフォースの増加が必要な領域でかなりリーン運転させられ、好ましくは、前記リーン運転は空気流量を増加させることによって行われる。空気流量の増加は、排出される排気ガスの増加を生じさせ、かくして、さらにダウンフォースの明白な増加を可能にするアンダーボディと路面の間の流速の増加を生じさせる。
【０００９】
空気比λは、例えばステアリングホイール上の制御要素を介して直接変化させることができる。空気比は、運転手によって間接的に、例えば、選択されたギヤ及び／又は内燃機関の回転数及び／又は少なくとも一つのアクセルペダル又はブレーキペダルの姿勢に依存して変化させることもできる。
【００１０】
空気比λの上昇は、定義された期間に時間的に制限でき、前記期間は固定値又は運転手によって自由に選択可能な値に設定されてもよい。それに代えて又は加えて、リーン運転は、カーブの出口で、従って例えば、作用する横方向の力又は操舵角度が閾値を下回ると自動的に終了させることもできる。
【００１１】
車両の各位置について、十分に高いダウンフォースを提供するために、さらに、車両に搭載したセンサによって実際のダウンフォースを監視し、実際のダウンフォースがダウンフォースの目標値を下回ると、空気比を上昇させてもよい。
【００１２】
本発明の範囲内において、さらに、ダウンフォースの増加が必要な領域を含むコースガイドが、電子的なデータバンクに予め格納され、好ましくは、車両は位置測定装置を備え、車両の現在位置を電子的に格納されたルートにおいて決定することが提案される。
【００１３】
このように、レーストラック領域上のレーシング車両の各現在位置について、ダウンフォースの増加の需要を示すことが可能となる。
【００１４】
さらに、電子的に予め格納されたルートの各ポイントについて、ダウンフォースと駆動力の目標値が決定及び保存され、好ましくは、ダウンフォースと駆動力の目標値に基づいて、コースガイドの各ポイントについて、空気比の目標値が決定及び保存されてもよい。
【００１５】
本発明の更なる変形形態では、内燃機関の実際の空気比を、コースガイドの各ポイントにおいて、予め格納された空気比の目標値にトラッキングさせてもよい。従って、運転手による手動の関与なしで、車両の各現在位置について、自動的に、車両のために最適なダウンフォースが生成される。
【００１６】
本発明は、添付の図面を参照してより詳細に記述される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の方法を実施するための車両にダウンフォースを増加するための構成を示す。
【図２】本発明の方法を実施するための車両にダウンフォースを増加するための構成を示す。
【図３】本発明の方法を実施するための車両にダウンフォースを増加するための構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１乃至図３は、レーシング車両のアンダーボディ１とリアホイール２を概略的に示している。図から分かるように、アンダーボディは、リアホイール２の領域において、運動方向Ｆに反する方向に、上がって傾斜し、地面３とともにディフューザー４を形成する。矢印Ｓによってダウンフォース発生装置の様々な箇所でダウンフォースＫの増加のために導入される各排気ガスの流れが示される。ディフューザー４は、そこに一つのダウンフォース発生装置を形成する。その他のダウンフォース発生装置は、リアウイング５を使って形成される。図１から分かるように、ダウンフォースの増加のために排気ガスは、矢印Ｓ１のように、リアウイング５の下側に供給される。さらに、排気ガスは、アンダーボディ１の上側に供給されてもよい。
【００１９】
図２で示すように、アンダーボディ１はディフューザー４への移り目に吐出口６を備え、吐出口６を介して排気ガスがディフューザー４の最初の領域に導入される。
【００２０】
図３は、吐出口６はディフューザー４の内側に配置された変形形態を示す。排気ガスは、従ってディフューザー４に直接供給される。
【００２１】
示されたすべての実施形態において、リアホイール２に作用するダウンフォースＫは、排気ガス流Ｓ，Ｓ１の速度に依存している。
【００２２】
本発明の方法は、レーシング車両の内燃機関が、ダウンフォースの増加が必要とされる領域で、内燃機関を通る空気流量を増加して、例えば少なくともλ＝１．２の空気比で、かなりリーン運転させられることを提案する。この増加した空気流量は、達成可能なダウンフォースＫの効果を高める、排気ガス量及び排気ガス速度の増加をもたらす。
【００２３】
空気比は、運転手によって直接、例えばステアリングホイールのボタンやコントローラを押すことによって、一時的に上昇させられてもよい。その上昇の期間はタイマーに結合することができる。また、空気比λの上昇の期間は、例えばカーブの出口で空気比が本来の値に低減されるように、加速度センサの値と関連付ける又は操舵角度に結合することが考えられる。また、空気比は、シフトダウンの際に空気比が自動的に、一定の期間、上昇するように、運転手によって間接的に、ギヤ選択及び／又は回転数及び／又はアクセルペダル及び／又はブレーキペダルの姿勢に依存して変化させることも可能である。
【００２４】
ダウンフォースの増加が要求されるルートの領域が、電子的なデータバンクに予め格納されていると、特に有利である。この場合、車両は位置測定装置を備え、車両の実際の位置をルート上に決定する。車両が、ダウンフォースの増加が必要なルートの領域に達すると、内燃機関は自動的にリーン運転して、これにより迅速に追加のダウンフォースＫが生じさせられる。この追加のダウンフォースＫは、カーブでの内燃機関の回転数の低下によるダウンフォースの低下を少なくとも部分的に補償でき、それによってより高いコーナリングスピードが可能になる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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