CN102336225A - 乘用车中的空气动力学性能 - Google Patents

Abstract

本发明总体上描述了提供有乘用车中改进的空气动力学性能的系统和方法。在一些情况中，乘用车的车底可以是相对平滑的，以减少车辆上的空气动力学阻力。此外，车底的轮廓可以包括在空气通过车辆下方时保持相对恒定的空气压力的一个或多个凹入部。车辆的车轮整流装置也可以包括减少空气动力学阻力的一个或多个特征。例如，车辆可以包括车轮整流装置。所述车轮整流装置包括用于减少在轮舱相邻处产生的压力的、在轮舱和车底之间的分界面邻近处的一个或多个轮廓。在一些实施方式中，一个或多个车轮可以包括至少部分地封闭所述轮舱外侧的轮舱盖，使得空气可以沿车辆的侧面平滑地通过。在一些实施方式中，例如轮舱盖至少部分地封闭可移动车轮时，所述轮舱盖可以是可调整的，从而避免轮胎(或车轮的任何其他部分)与轮舱盖之间的接触。轮舱盖可以包括一个或多个曲面(例如沿如圆柱形中的一个维度或如球形中的两个维度)，在一些实例中，所述曲面可以容纳正在变向的车轮，这样减少了响应于正在变向的车轮而移动轮舱盖的需要。

Description

乘用车中的空气动力学性能

相关申请

本申请要求2011年3月8日提交的标题为“乘用车中的空气动力学性能”的美国专利申请No.13/042,577的优先权，所述申请要求2010年7月16日提交的标题为“乘用车中的空气动力学性能”的美国临时专利申请No.61/365,213的优先权。这些申请分别就各方面而言将其全部内容通过参引结合入本文。

技术领域

总体上描述提供有乘用车中改进的空气动力学性能的系统和方法。

背景技术

空气动力学阻力可以显著地影响乘用车的能量效率。车辆制造商致力于降低车辆本体上的空气动力学阻力的同时，车底和轮舱获得的注意却相对很小。

发明内容

提供产生乘用车中改进的空气动力学性能的系统和方法。

一方面，提供了一种乘用车。在一些实施方式中，所述乘用车可以包括轮舱和可移动轮舱盖。其中，在给定变向角下，所述轮舱盖构造并设置成根据车辆的速度、变向率和悬挂压缩中的至少一个而采取位置。

在一些实例中，一种乘用车可以包括：纵向轴线，所述纵向轴线从所述车辆的前端延伸至后端；横向轴线，所述横向轴线从所述车辆的第一侧面延伸至第二侧面；轮舱；和车底表面，所述车底表面包括与所述轮舱相邻的凹入部，其中，连接所述轮舱与所述凹入部的线与所述车辆的横向轴线大致平行。在一些实施方式中，所述凹入部构造并设置成减轻或抑制所述车辆移动时在所述车辆下方的高压区的扩展。

根据下文对各种非限制性实施方式的详细描述并参照附图，其他优点和新颖特征会变得显而易见。在本说明书与通过参引结合的文件包括冲突和/或不一致的公开内容的情况下，本说明书起支配作用。如果通过参引结合的两个或更多个文件包括彼此冲突和/或不一致的公开内容，则具有更新的有效日期的文件起支配作用。

附图说明

下文参照示意性因而无意于按比例绘制的附图以示例性方式描述非限制性实施方式。图中，图示部件的各相同或几乎相同的部件通常由一个数字表示。为了清晰的目的，每幅图中并未将每个部件均标出，在对于允许本领域普通技术人员理解该实施方式而言不必进行图示的情况下，也未将示出的各实施方式的每个部件标出。

图1A至1F包括根据一组实施方式的乘用车的车底的示意图；

图2包括根据一组实施方式的乘用车侧面的示意图；

图3包括根据一组实施方式的转动轮舱盖致动机构；

图4A至图4C包括乘用车的示例性示意图示；

图5包括线性轮舱盖致动机构的示例性示意图示；

图6A至图6D包括画出根据一组实施方式在各种情况下的轮舱盖位置的外形轮廓的示意图；

图7包括根据一些实施方式的作为车轮变向率的函数的伸展因素的曲线图；

图8包括作为悬挂压缩的函数的伸展因素的示例性曲线图；和

图9A至图9B包括根据一组实施方式的乘用车的示意图。

具体实施方式

下文大体描述提供了乘用车中改进的空气动力学性能的系统和方法。乘用车的车底在某些情况下可以是相对平滑的，以减少对车辆的空气动力学阻力。此外，车底的轮廓可以包括一个或多个凹入部，所述凹入部在空气在车辆下方通过时使气压保持相对恒定。车辆的车轮整流装置也可以包括减小空气动力学阻力的一个或多个特征。例如，车辆可以包括车轮整流装置。所述车轮整流装置包括用于减少与轮舱相邻处形成的压力的同轮舱与车底之间的分界面相邻的一个或多个轮廓。在一些实施方式中，一个或多个车轮可以包括至少部分地封闭轮舱外侧的轮舱盖，这样空气可以沿车辆的侧面平滑地通过。在一些实施方式中，例如轮舱盖至少部分地封闭可移动车轮时，轮舱盖可以是可调整的，从而避免轮胎(或车轮的任何其他部分)与轮舱盖之间的接触。在一些实例中，轮舱盖可以包括一个或多个曲面(例如沿如圆柱形中的一个维度或如球形中的两个维度)，所述曲面可以容纳变向的车轮，这样减少了响应于变向的车轮而移动轮舱盖的需要。

图1A包括乘用车100的车底101的示例性示意图。车辆100包括前端102、后端104、左侧面106和右侧面108。此外，车辆100包括纵向轴线110和横向轴线112。

车辆的车底包括构造并设置成减小空气动力学阻力的若干特征。例如在一些情况下，车辆可以包括设置在车辆本体下方的减小空气动力学阻力的车轮整流装置114A至114D。车轮整流装置114A至114D可以包括弯曲的前部116A至116D。所述弯曲的前部可以构造并设置成围绕轮胎118A至118D改变空气方向，这样使轮胎较大部分不会暴露于流动空气。在一些实施方式中，车轮整流装置的前部可以是大致抛物线形状。此外，车轮整流装置可以包括其后部内的曲率。在一些实施方式中，车轮整流装置的后部可以是封闭的。车轮整流装置的后部可以包括代替车轮整流装置的弯曲前部或除了车轮整流装置的弯曲前部以外的弯曲部。例如，在图1A中图示的实施方式组中，车轮整流装置114B的后部包括弯曲边界120。弯曲边界120可以构造并设置成围绕车轮整流装置引导空气(因此围绕轮舱和车轮引导空气)。在示出的实施方式中，前弯曲部的曲率半径比后弯曲部的曲率半径大。在一些情况下，车轮整流装置的后部可以形成平滑曲线。在另外一些情况下，车轮整流装置的后部可以定形为使曲率在车轮整流装置的最靠后的点处形成角度。例如在图1A中，车轮整流装置114D包括在点122处终止的后部曲率。

在一些实例中，车轮整流装置可以定形为减轻车辆下方的压力集中，减小阻力以及由提升引起的阻力。通过如上文描述的为车轮整流装置定形状可以减小由车轮整流装置分离空气，这可以促进围绕车轮和轮舱的减小的紊流和/或层流，由此减小阻力。例如，空气围绕车轮整流装置114D的前部116D流动时，可以分为两个空气流动路径。通过在前部116D包括弯曲表面，空气流可以平滑地分开，与翼型的情况非常类似，而不会产生紊流，由此减小阻力。此外，车轮整流装置114D的后缘的终止点122可以促进分离的气流的再结合，而不会产生、至少减少紊流。

在示出的实施方式中，车轮整流装置延伸的距离大约为车轮在车轮后方张开的距离的两倍。车轮整流装置外侧的曲率半径可以大于车轮整流装置内侧上的曲率半径，从而产生非对称翼型。

在一些实施方式中，车底可以包括一个或多个凹入部(即从车辆底部看包括凹入曲率的部分)。在一些情况下，所述凹入部促进压力大致恒定的空气流动，并可以抑制或防止形成涡流、漩涡和/或其他流动不连续性，以减少提升或由提升引起的阻力。凹入部有助于抑制车辆移动时车辆下方高压区的扩展。

图1B包括车辆车底150的示意性图示。所述车辆车底150包括凹入部151和152。所述凹入部可以设置成靠近车轮和/或轮舱。例如在图1B至图1C中，凹入部151和152设置成分别与轮舱115C和115D相邻。凹入部151和152可以构造并设置成容纳接近的空气，并且所述空气由相邻车轮、轮舱和/或车轮整流装置改变方向，从而减轻或不扩展高压区。例如，在图1B中图示的实施方式组中，空气接近车轮整流装置114C的前部116C时，可以朝向凹入部151(例如沿箭头153)改变方向。在不存在凹入部151时，朝向车底的车内部改变方向的过量空气会受到压缩，产生高压区，所述高压区会增加车辆上的阻力。但结合凹入部151提供了改变方向后的空气可以流动通过的相对较大的容积，减少空气压缩以及其后的车辆下方高压区的扩展。

在一些实施方式中，车底可以包括使得空气流过的车辆下方的横截面面积沿车辆的纵向轴线保持相对恒定的形状。空气流过的车辆下方的横截面面积垂直于车辆纵向轴线和地面而测量。此外，所述横截面面积由：车辆下表面；如果存在，车辆侧面106和108的边界或车轮车内表面；与地面之间的面积限定。图1D至1F包括图1C中所示车辆分别取自控制容积161、162和163的前缘的示意性横截面图。图1D至图1E中图示的横截面垂直于车辆的纵向轴线110，并平行于车辆的横向轴线112。图1D中所示车辆下方的横截面面积图示为面积165。在图1E中，车辆下方的横截面面积图示为面积166。图1F中所示车辆下方的横截面面积图示为面积167。在图1D至图1F中图示的实施方式组中，面积165、166和167是类似的。在一些实施方式中，(如上文概述限定的)空气流过的车辆下方的横截面面积中不会有两个的面积变化超过约20％、超过约10％、超过约5％、超过约2％或超过约1％。车辆下方的两横截面面积的变化(V_area)如下计算：

$V_{\mathrm{area}}=\frac{A_2-A_1}{A_1}\·100\%$

其中，A₁是两个横截面面积中较小的，而A₂是两个横截面面积中较大的。

车辆车底的低压设计也可以通过控制容积的方式描述。即在一些实施方式中，给定截面宽度并沿一定长度的车辆下方的空间的容积类似于任何其他截面宽度而具有相同长度的车辆下方的空间的容积。如在本文中使用的，“控制容积”指由车辆下方的横截面面积(如上文限定的)沿车辆纵向轴线的一部分而限定的假想的容积。控制容积具有沿纵向轴线的长度，跨过车辆、垂直于车辆纵向轴线的宽度，以及垂直于地面的深度。例如，图1C包括控制容积161、162和163。控制容积161、162和163均垂直于车辆的纵向轴线110，并跨过车辆的宽度。此外，控制容积161、162和163包括垂直于地面的深度(例如图1D至图1F中图示的深度170)。例如，各控制容积161、162和163还具有大致相等的长度164。在一些实施方式中，具有大致相等的长度的控制容积中没有两个的容积变化超过约20％、超过约10％、或超过约5％。车辆下方的两控制容积的变化(V_vol)如下计算：

$V_{\mathrm{vol}}=\frac{V_2-V_1}{V_1}\·100\%$

其中，V₁是两个控制容积中较小的，而V₂是两个控制容积中较大的。

车辆整流装置的前部和/或后部可以设置成使其从车辆的车底表面向地面凸出。图2包括车辆100的侧视图的示意性图示。在这组实施方式中，车轮整流装置114C包括从车底表面126向下凸出的后部124。此外，车轮整流装置114D包括从车底表面126向下凸出的前部128。在一些实施方式中，车轮整流装置的前部可以定形为使入射空气向下向地面改变方向。例如如图2中图示的，前部128可以定角度为(从车底表面126向后端104向后倾斜)使与部分128接触的来自车辆前部的空气的至少一部分向下改变方向。

车辆中的一个或多个轮舱可以构造并设置成使其沿至少一个平行于纵向轴线和横向轴线的平面大致完全封闭。在一些情况下，轮舱可以通过在轮舱外侧边缘的上方设置轮舱盖而大致完全封闭。例如在图2中，轮舱115C和115D分别由轮舱盖130和132封闭。封闭一个或多个车轮可以减小由轮舱、车轮本身和/或轮胎的侧面产生的紊流的量。在一些情况下，轮舱盖可以促进层流——大致恒定压力的空气流动，以减少提升以及由提升引起的阻力。例如，轮舱盖可以构造并设置成(例如在车轮未变向时)在汽车的整个侧面上提供大致连续的表面。

轮舱盖可以设置成覆盖可移动和/或不可移动的车轮。例如，在一些实施方式中，后轮可以固定，而相应的轮舱盖可以固定在适当位置。在一些情况下，乘用车的前轮可以是可移动的(例如使车辆转向)，在这种情况下，轮舱盖构造并设置成移动以避免车轮和/或轮胎与轮舱盖之间的接触。尽管主要描述两轮转向，应当理解，本文描述的系统和方法等同地适用于有两个以上可移动的车轮的车辆(例如具有4轮转向的车辆)。

可移动的轮舱盖可以使用任意适当的机构致动。图3包括使用转动致动器的轮舱盖移动机构300的示意性图示。图3包括彼此重叠的系统的三个图示，各图示画出轮舱盖相对于特定轮胎位置的轮胎301位置的轮廓。在这组实施方式中，转动致动器302A至302B可选地通过连接杆304A至304B连接至轮舱盖132。连接杆304A至304B可以通过转动连接安装至轮舱盖。所述转动连接允许杆与盖之间的角度在杆从轮舱推离时改变。例如，如图3中图示的，轮舱盖与车辆侧面平齐时，连接杆304A的纵向轴线大致与轮舱盖的内表面对齐。但轮舱盖从车辆侧面移走时，连接杆304A的纵向轴线相对于轮舱盖的内表面呈一定角度。

车轮处于非变向位置时(即车轮沿线305对齐时)，致动器302A至302B可以定位成使轮舱盖靠近车辆侧面或与车辆侧面平齐。车轮向左变向时(即车轮沿线306对齐时)，转动致动器302A可以顺时针转动，从而使轮舱盖的后部沿方向108沿横向轴线向外移动，同时轮舱盖的前部保持相对地靠近车辆侧面或与车辆侧面平齐。图4A包括图示了在一些实施方式中车轮向左变向时轮舱盖132位置的示例性示意图。图4B包括图示了在一些实施方式中车轮向左变向时轮舱盖132位置的车辆立体图的示例性示意图。

再次参照图3，在一些实施方式中，其中轮胎向右变向(例如车轮沿线307对齐时)，转动致动器302B可以逆时针转动，这样轮舱盖的前部在方向106沿横向轴线向外移动，同时轮舱盖的后部保持与车辆的侧面靠近或平齐。在一些实施方式中，图4C包括车轮向右变向时画出轮舱盖132的位置的轮廓的示例性示意图。

由于转动致动器不要求在轮舱盖的边缘与轮胎前后表面之间具备很多空间，故而使用转动致动机构可以允许使用(相对于例如许多线性致动机构)相对较小的轮舱盖。转动致动机构可以通过电子致动或其他任何适当类型的致动装置来完成。

图5包括使用线性致动器的轮舱盖移动机构500的示例性图示。如图3中图示的，图5包括系统相互重叠的三个图示，各图示画出了轮舱盖相对于特定轮胎位置的轮胎301的位置。在这组实施方式中，线性致动器502A至502B连接至轮舱盖132。可以使用任意适当类型的线性致动器。在一些实施方式中，线性致动器可以包括两个同心圆柱形构件。致动时，内部圆柱形构件可以移动成使其从外部圆柱形构件向外凸出。

车轮位于非变向位置时(即车轮沿线305对齐时)，致动器502A至502B可以设置成使轮舱盖靠近车辆侧面或与车辆侧面平齐。车轮向左变向时(即车轮沿线306对齐时)，线性致动器502A可以向外延伸成使轮舱盖的后部在方向108沿横向轴线向外移动，同时轮舱盖的前部保持靠近车辆侧面或与测量侧面平齐。车轮向右变向时(即车轮沿线307对齐时)，线性致动器502B可以向外延伸成使轮舱盖的前部在方向108沿横向轴线向外移动，同时轮舱盖的后部保持靠近车辆侧面或与车辆侧面平齐。使用线性致动机构在一些情况下可以包含使用相对较大的轮舱盖以提供轮舱盖的边缘与轮胎前后表面之间的空间，致动器可以通过该空间移动。线性致动机构可以通过电子致动；真空、空气；或压力缸致动；或任何其他适当类型完成。

在一些实施方式中可以使用线性和转动混合致动机构。例如在一些实施方式中，连接杆304A至304B可以用线性致动器替代。

尽管描述了具有两个致动器的轮舱盖，应当理解，在其他实施方式中，使用附加致动器控制轮舱盖的位置。例如在一组实施方式中，第三致动器连接至轮舱盖的中心(例如连接至图3中所示的轮舱盖部310和/或图5中所示的轮舱盖部510)。

在上文描述的实施方式中，轮舱盖的前部已经示出为在致动器完全延伸时相对于轮舱盖的后部移动更小的距离。但应当理解，在一些实施方式中，轮舱盖的前部和后部可以在致动器完全延伸时移动大致相等的距离。在其他情况下，轮舱盖的后部可以在致动器完全延伸时相对于轮舱盖的前部移动更小的距离。

此外，在上文画出轮廓的实施方式中，轮舱盖的前部和后部已经图示为能够独立地移动，允许轮舱盖的角度变化。但应当理解，在其他实施方式中，轮舱盖和致动机构可以构造并设置成使轮舱盖的前部和后部一齐延伸缩回，保持轮舱盖相对于车辆本体的定向。

在一些实施方式中，可以在不探测车轮位置的情况下控制轮舱盖的位置。例如，轮舱盖可以至少部分地基于来自转向位置传感器(例如附连至转向柱或转向系统的其他部分)的反馈而定位。所述转向位置传感器可以与由电动助力转向或(如有配备)液压电动助力转向使用的传感器相同。车轮变向时，转向位置传感器可以传送信号至轮舱盖致动器，这样可以随后使轮舱盖移动成避免与车轮接触。转向位置信号可以通过连接转向位置传感器的专用电线传送或通过控制器区域网络(CAN)传送。由于这种系统消除了对于滑动轴承的需要，故而能够是有利的。

在一些实施方式中，可以控制轮舱盖的位置，使得车轮和轮舱盖一齐致动。例如，转向系统可以包括转向运动与轮舱盖之间的机械联接装置。在一些这样的系统中，使转向轮变向的力可以通过机械联接装置或连接至转向系统的接合部传递至轮舱盖。

在一些情况下，轮舱盖的位置可能取决于与车轮位置无关的因素。例如，在一些实施方式中，可以基于车辆速度、车轮变向率和/或悬挂压缩来控制轮舱盖的位置。如本文所用，术语“悬挂压缩”指车辆的悬挂系统是否压缩(即车辆与地面间的分离小于车辆静止状态中的分离)、延伸(即车辆与地面间的分离大于车辆静止状态中的分离)或处于中间状态(即车辆与地面间的分离大致类似于车辆静止状态中的分离)。

在一些实施方式中，对于给定的变向角，轮舱盖的位置可能取决于车辆速度。在一些实例中，给定固定的变向角，轮舱盖可以构造并设置成在车辆以第一速度移动时采取第一位置、在车辆以与第一速度不同的第二速度移动时采取第二位置。图6A包括根据一些实施方式以固定变向角进行高速和低速向左变向时轮舱盖位置的示意性图示。图6A中，车辆以相对较低的速度向左变向时，左前轮舱盖的前部(指示为点602)相对远离车辆延伸，同时左前轮舱盖的后部(指示为点604)保持相对靠近车辆。此外，在(以相同的固定变向角)以相对较低的速度向左变向的过程中，右前轮舱盖的后部(指示为点606)可以相对远离车辆延伸，同时右前轮舱盖的前部(指示为点608)保持相对靠近车辆。此构造中的轮舱盖位置由图6A中的实线图示。

但在以更高的速度进行相同的向左变向的过程中，在一些实施方式中，左轮舱盖的位置可以进行调整。例如在图6A中，在相对较高的速度下，左前轮舱盖的后部(指示为610)可以相对远离车辆而移动。此构造中的轮舱盖位置由图6A中的虚线图示。进行这种调整可能例如用于提高轮舱盖的空气动力学稳定性。在许多情况下，如果在相对较高的速度下，轮舱盖的前部设置成比轮舱盖后部更远离车辆本体，进入的空气可能会向轮舱盖施加很大的向外的力，这可能造成损坏。以相同的固定变向角在中等速度下，左前轮舱盖的后部可以采取沿线612的任意位置。

图6B包括根据一些实施方式以固定变向角进行高速和低速向右变向时轮舱盖位置的示意性图示。图6B中，车辆以相对较低的速度向右变向时，右前轮舱盖的前部(指示为点622)相对远离车辆延伸，同时右前轮舱盖的后部(指示为点624)保持相对靠近车辆。此外，在以相对较低的速度进行相同的向右变向的过程中，左前轮舱盖的后部(指示为点626)可以相对远离车辆延伸，同时左前轮舱盖的前部(指示为点628)保持相对靠近车辆。此构造中的轮舱盖位置由图6B中的实线图示。在一些实施方式中，右轮舱盖的位置在进行相同的向右变向的过程中可以进行调整。在图6B中，在相对较高的速度下(以及相同的变向角)，右前轮舱盖的后部(指示为630)可以相对远离车辆而移动。此构造中的轮舱盖位置由图6B中的虚线图示。如前所述，进行这种调整可能例如用于提高轮舱盖的空气动力学稳定性。以相同的向右变向角在中等速度下，右前轮舱盖的后部可以采取沿线632的任意位置。

轮舱盖的位置也可能取决于变向角：较大的变向角要求轮舱盖远离车辆延伸得更远。图6C至图6D包括作为分别在相对较低的速度和相对较快的速度下的变向角的函数的左前轮舱盖和右前轮舱盖的前部和后部的位移的示例性曲线图。

在一些情况下，轮舱盖的位置可以基于车轮转向角变化率进行控制。在一些实施方式中，车轮相对快速地变向时，轮舱盖可以向相对于其采取车轮相对缓慢地变向的位置更加远离车辆侧面的方向移动。轮舱盖的位移相对于默认位移的增加可以以“伸展因素”的术语考虑，其限定为多个默认轮舱盖位移。例如，伸展因素等于1.2对应于在给定车速和变向角时观察的默认位移1.2倍的轮舱盖位移。图7包括作为车轮变向率的函数的伸展因素的示例性曲线图。在车轮变向率相对较低时，轮舱盖位移(即在轮舱盖给定点处轮舱盖与车辆侧面之间的距离)可以设定为默认位移(即可以将伸展因素设定为1.0)。在车轮变向率相对较快时，轮舱盖的位移可能相对较大(例如对应于伸展因素等于1.2，比默认位移大至少约20％)。

在一些情况下，轮舱盖的位置也可以取决于悬挂压缩。图8包括作为悬挂压缩的函数的伸展因素的示例性曲线图。在一些实施方式中，悬挂相对地解除压缩时，轮舱盖位移可以设定为默认位移(即伸展因素可以设定为1.0)。车辆悬挂相对高度压缩时(例如悬挂完全压缩时)，轮舱盖的位移可以设定为相对较大(例如对应于伸展因素等于1.2，比默认位移大至少约20％)。更高的悬挂延伸时的额外位移可能对于在车轮变向时为其提供额外间隙是有用的。例如，在一些情况下，轮舱盖可以弯曲从而有助于容纳变向后的车轮的一部分(例如轮舱可以弯曲成使车轮在变向时距离汽车边缘最远的部分与曲线的顶点对齐)。在一些这种情况下，悬挂的压缩可能干扰车轮与轮舱盖的对齐，故而会要求轮舱盖移动远离汽车的侧面以容纳成角度的车轮。

在一些情况下，轮舱盖控制系统可以构造并设置成使轮舱盖的前部和后部在期望车轮以大角度偏转的情况下保持在外侧位置。在一些实施方式中，车辆以低于预定速度(例如其中预定速度是在约20英里每小时至约40英里每小时之间的某处)的速度运行时默认轮舱盖的前部和后部可移动至向外的位置。例如，轮舱盖可以以相对较低的速度(例如小于约40英里每小时(mph)、小于约30mph、小于约20mph)移动至向外的位置，以允许大轮胎角度(例如在低速和/或中速转弯以及驻车期间)。图9A包括在这种位置的轮舱盖的示意图。图9A中，轮舱盖132的前部与车辆的侧面间隔开由尺寸901指示的距离。此外，轮舱盖132的后部与车辆的侧面间隔开由尺寸902指示的距离。

在一些情况下，轮舱盖控制系统可以构造并设置成在高于预定速度下(例如其中预定速度在约20英里每小时与约40英里每小时之间的某处)，轮舱盖可以设置成与车辆的侧面平齐。例如，在相对较高的速度下(例如至少约20mph、至少约30mph、至少约40mph)，可以激活轮舱盖致动机构。一旦致动机构激活后，轮舱盖可以向车辆缩回，这样其在车辆直线运动过程中(例如如图9B中图示的)与车辆侧面平齐，并且能够在车辆转向时移动(例如通过本文描述的致动机构或其他适当致动装置中的任意一个)。

在一些实施方式中，致动系统也可以包括使轮舱盖自动延伸至其向外位置的应急装置。例如，致动轮舱致动机构可以是弹簧加载，如果轮胎迅速变向和/或有物体陷入轮舱盖与车辆本体之间时则使轮舱盖延伸(例如完全延伸)。

轮舱盖的位置可以使用任何适当的控制器控制。在一些情况下，轮舱位置控制器的处理函数可以由在一种实施方式中为车载车辆控制器的至少一个微处理器执行。此外，轮舱位置控制器可以使用任意适当的编程语言编程。在一些情况下，轮舱位置控制可以使用标准协议执行。例如，在一些实施方式中，各轮舱盖致动器和/或与轮舱致动器相关联的控制器可以连接至控制器区域网络(CAN)。

2011年3月8日提交的标题为“乘用车中的空气动力学性能”的美国专利申请No.13/042,577，以及2010年7月16日提交的标题为“乘用车中的空气动力学性能”的美国临时专利申请No.61/365,213分别就各方面而言将其全部内容通过参引结合入本文。

下文示例意在示例本发明的某些实施方式，但不举例说明本发明的全部范围。

示例

此示例描述响应于车辆速度、变向方向、变向角、变向率和悬挂压缩而控制轮舱盖位置的方案。表1略述了此示例中描述的6个车辆变向状态的工况。表2包括响应于表1中略述的工况的左前和右前轮舱盖的前部和后部的位置的总结。表2中，“100％延伸”对应于从车辆侧面完全延伸的轮舱盖部，而“0％延伸”对应于大致与车辆的侧面平齐的轮舱盖部。

表1.示例1中描述的车辆变向状态的工况

示例状态	车辆速度	变向方向	变向角	变向率	悬挂压缩
						1	低	左	小	低	中间
2	低	右	高	高	中间
						3	中	左	小	低	中间
4	中	左	中	高	压缩
						5	高	左	小	低	中间
6	高	左	中	低	中间

表2.响应于表1中略述的工况的左前和右前轮舱盖的位置

示例状态	左前延伸	左后延伸	右前延伸	右后延伸
					1	10％	0％	0％	10％
2	0％	90％	100％	10％
					3	10％	5％	0％	5％
4	60％	65％	10％	60％
					5	10％	20％	0％	10％
6	30％	40％	10％	30％

示例状态1对应于小角度、低速向左变向。在此情况下，变向率很低。在此情形下，轮舱盖未移动很多。左前轮舱盖的前部和右前轮舱盖的后部延伸10％，而左前轮舱盖的后部和右前轮舱盖的前部延伸0％。

示例状态2对应于高角度、低速向右变向，如可能在停车场中观察到的。在此情况下，右前轮舱盖的后部部分地打开(至延伸10％)，以允许空气流出右前轮舱。此外，右前轮舱盖的前部打开至100％延伸，以允许使右前轮变向的空间。左前轮舱盖的前部保持与车辆的侧面相邻(延伸0％)，而左前轮舱盖的后部延伸90％，产生左前轮变向的空间。

示例状态3类似于示例状态1(小角度、向左变向)，但车辆速度已经增加。在此状态下，车辆的空气动力学性能通过使左前轮舱盖的后部打开至5％延伸而提高。左前轮舱盖的前部延伸10％，右前轮舱盖的后部延伸5％，而右前轮舱盖的前部延伸0％。

示例状态4对应于以中等角度、中等速度向左变向并具有高变向率的情形。此外，在此情况下悬挂受到压缩。在此情形下，左前和右前轮舱盖的后部比前部向更远的外侧延伸，以保证轮舱盖的空气动力学稳定性。在许多情况下，如果前部比后部向更远的外侧延伸，进入的空气可能产生轮舱盖的大的向外的力，造成损坏。在此特定情况下，左前轮舱盖的前部延伸60％，而左前轮舱盖的后部延伸65％。此外，右前轮舱盖的前部延伸10％，而右前轮舱盖的后部延伸60％。

在高车辆速度时，由于上文略述的空气动力学原因，轮舱盖的后部可以构造成比前部更向外侧。示例状态5对应于在高车辆速度时的小角度、向左变向。变向率低，而悬挂压缩处于中间状态。在此情况下，左前轮舱盖的前部仅延伸10％，而左前轮舱盖的后部延伸20％。此外，右前轮舱盖的前部延伸0％，而右前轮舱盖的后部延伸10％。

示例状态6类似于示例状态5，但变向角已经增大。在这种情况下，各前轮舱盖向更远的外侧延伸，以提高空气动力学稳定性。在此情况下，左前轮舱盖的前部延伸30％，而左前轮舱盖的后部延伸40％。此外，右前轮舱盖的前部延伸10％，而右前轮舱盖的后部延伸30％。

尽管本文已经描述并图示了若干实施方式，本领域普通技术人员会容易地预想用于执行所述功能、和/或获得所述结果和/或本文描述的一个或多个优点的各种其他装置和/或结构，而这种变型和/或修改均认为在本公开的范围内。更一般地讲，本领域普通技术人员会容易地理解，本文描述的所有参数、尺寸、材料和构造本意是示例性的，真实的参数、尺寸、材料和/或构造将取决于特定的应用、或使用所述实施方式的教导的应用。本领域普通技术人员会认识到、或能够使用常规实验得知与本文描述的具体实施方式相当的实施方式。因此应当理解，上述实施方式仅通过示例性方式呈现，在所附权利要求以及与之等同的范围内，实施方式可以以除具体描述及要求保护以外的方式实施。实施方式着重于本文描述的各单独的特征、系统、物件、材料和/或方法。此外，如果这种特征、系统、物件、材料和/或方法并非相互不一致的，则两个或更多个这种特征、系统、物件、材料和/或方法的组合包括在本文描述的实施方式的范围内。

本说明书中和权利要求中使用的不定冠词“一”和“一个”，除非清晰地指示为相反的意义，否则应理解为“至少一个”。

本说明书中和权利要求中使用的短语“和/或”应当理解为表示如此结合的元件即在一些情况下结合地呈现而在其他情况下分离地呈现的元件中的“任意一个或两者均可”。除了由“和/或”条款具体识别的元件，其他元件可以可选地呈现，不管与具体识别的那些元件相关或不相关，除非清晰地指示为相反的意义。因此，作为非限制性示例，所谓“A和/或B”与诸如“包括”的开放式语言一起使用时可能：在一种实施方式中，指A而无B(可选地包括除B之外的元件)；在另一种实施方式中，指B而无A(可选地包括除A之外的元件)；在又一种实施方式中，既指A也指B(可选地包括其他元件)；等。

如在本说明书中和权利要求中使用的，“或”应当理解为具有与上文限定的“和/或”相同的意义。例如，分离列出中的项目时，“或”或者“和/或”应理解为是包含性的，即包含多个或一列元件以及可选地额外未列出的项目中的至少一个，但也包括多于一个。只有例如“......中仅有一个”或者“......中的刚好一个”或在权利要求中使用时的“由......组成”的清晰地指示为相反的意义的术语才会指包括多个或一列元件中的刚好一个元件。大体而言，本文中使用的术语“或”在前面有诸如“......中的任意一个”、“......中的一个”、“......中仅有一个”或者“......中的刚好一个”的排他性术语时应当仅理解为指示排他性替代物(即“一个或另一个，而非两者均可”)。“基本由......组成”用于权利要求中时，应当具有其在专利法领域中使用时所具有的通常意义。

如在本说明书中和权利要求中使用的，指一列一个或多个元件的短语“至少一个”应理解为表示从所列元件中的任意一个或多个元件中选择的至少一个元件，但不必包括所列元件内具体列出的每个元件中的至少一个、且不排除所列元件中的元件的任意组合。此定义还允许除了短语“至少一个”所指的所列元件内具体识别的元件外，可选地呈现其它元件，不管其与具体识别的那些元件相关或不相关。因此，作为非限定性示例，“A和B中的至少一个”(或等同地“A或B中的至少一个”、或等同地“A和/或B中的至少一个”)，在一种实施方式中，可以指至少一个、可选地包括多于一个，A，而B不存在(并可选地包括除B以外的元件)；在另一种实施方式中，可以指至少一个、可选地包括多于一个，B，而A不存在(并可选地包括除A以外的元件)；在又一种实施方式中，可以指至少一个、可选地包括多于一个，A，以及至少一个、可选地包括多于一个，B(并可选地包括其他元件)；等。

在权利要求中、以及上文说明书中，诸如“包括”、“包含”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”“持有”等的所有过渡短语应当理解为开放式的，即表示包括但不局限于此。如《美国专利局专利审查程序手册》的2111.03节中阐述的，只有过渡短语“由......组成”和“基本由......组成”分别为封闭或半封闭式过渡短语。

Claims (13)

1.一种乘用车，包括：

轮舱；和

可移动轮舱盖，

其中，在给定的变向角，所述轮舱盖构造并设置成依据车辆的速度、变向率和悬挂压缩中的至少一个而采取位置。

2.如权利要求1所述的乘用车，其中，所述轮舱盖构造并设置成依据所述车辆的速度采取位置。

3.如权利要求1所述的乘用车，其中，所述轮舱盖构造并设置成依据所述变向率采取位置。

4.如权利要求1所述的乘用车，其中，所述轮舱盖构造并设置成依据所述悬挂压缩采取位置。

5.如权利要求1所述的乘用车，其中：

所述轮舱盖包括前部和后部，

在第一车辆速度，所述轮舱盖的后部与所述车辆的侧面分离的距离小于所述轮舱盖的前部与所述车辆的侧面分离的距离，以及

在快于所述第一车辆速度的第二车辆速度，所述轮舱盖的后部与所述车辆的侧面分离距离大于所述轮舱盖的前部与所述车辆的侧面分离的距离。

6.如权利要求1所述的乘用车，其中：

在第一变向率，所述轮舱盖以第一距离与所述车辆的侧面分离，以及

在大于第一变向率的第二变向率，所述轮舱盖以大于所述第一距离的第二距离与所述车辆的侧面分离。

7.如权利要求1所述的乘用车，其中：

在悬挂相对地解除压缩的第一状态，所述轮舱盖以第一距离与所述车辆的侧面分离，和

在悬挂相对地压缩的第二状态，所述轮舱盖以大于所述第一距离的第二距离与所述车辆的侧面分离。

8.一种乘用车，包括：

纵向轴线，所述纵向轴线从车辆的前端延伸至后端；

横向轴线，所述横向轴线从所述车辆的第一侧面延伸至第二侧面；

轮舱；和

车底表面，所述车底表面包括与所述轮舱相邻的凹入部、连接所述轮舱与所述凹入部的线与所述车辆的横向轴线大致平行，

其中，所述凹入部构造并设置成减轻或抑制所述车辆正在移动时在所述车辆下方的高压区的扩展。

9.如权利要求8所述的乘用车，其中，空气流过的所述车辆下方的横截面面积中不会有两个的面积变化超过约20％。

10.如权利要求8所述的乘用车，其中，跨过所述车辆的宽度并且长度大致相等的控制容积中不会有两个的容积变化超过约20％。

11.如权利要求8所述的乘用车，还包括大致封闭所述轮舱的轮舱盖。

12.如权利要求11所述的乘用车，其中，所述轮舱盖构造并设置成相对于所述轮舱内的车轮移动。

13.如权利要求8所述的乘用车，其中，所述车辆还包括与所述轮舱相邻的车轮整流装置，所述车轮整流装置成形为在其最后点处形成角度。

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