CN106494518B - 主动车身底部导流板 - Google Patents

Abstract

一种主动车身底部导流板。一种用于车辆的下侧的主动空气动力学特征部件包括静态面板和动态面板。静态面板具有附接至车辆的前饰板的前缘以及位于前饰板远端的后缘。动态面板可移动地附接至静态面板的后缘。致动器配置为将动态面板相对静态面板定位于至少两个固定位置。固定位置包括收起位置和展开位置，所述收起位置与静态面板的后缘大致对齐，所述展开位置相对于静态面板的后缘和收起位置成偏斜角。

Description

主动车身底部导流板

技术领域

本发明大体上涉及一种用于车辆的空气动力学特征部件。

背景技术

许多车辆(从工业车辆到重型车辆、军用车辆、轻型客车)包括空气动力学和造型面板或结构，用于引导车辆周围的气流。

发明内容

提供了一种用于车辆的主动空气动力学特征部件。该主动空气动力学特征部件位于车辆的下侧并包括静态面板和动态面板。

静态面板具有附接至车辆的前饰板的前缘以及远离前饰板的后缘。动态面板可移动地附接至静态面板的后缘。

致动器配置为将动态面板相对于静态面板定位于至少两个固定位置。固定位置包括收起位置和展开位置，该收起位置与静态面板的后缘大致对齐，而该展开位置相对于静态面板的后缘并且还有收起位置成偏斜角。

本主题的上述特征和优点以及其他特征和优点结合以下对实现所公开结构、方法或其两者的一些最佳模式和其他实施例的具体描述容易变得显而易见。

附图说明

图1是配备有主动封闭面板或车身底部导流板的车辆下侧的示意性等距视图。

图2A是在收起位置示出的主动车身底部导流板的示意性侧视图。

图2B是在部分展开位置示出的主动车身底部导流板的示意性侧视图。

图2C是在完全展开位置示出的主动车身底部导流板的示意性侧视图。

图3是示出了一种用于定位主动车身底部导流板的可能的控制方案的示意性流程图。

具体实施方式

参考附图，只要可能，所有这几个附图中，相同的附图编号对应相同或相似的部件。图1概括性示出了示意性地从其下侧12观察的车辆10。所示的示例性车辆10包括许多空气动力学、造型和结构特征部件，但不可能表示车辆10的所有特征部件。前饰板14包括栅格、前保险杠、前大灯和驻车灯以及其他前向部件。

图1示出了与路面或地平面18接触的前轮16。通常，地平面可以由车辆10的稳态运行期间的平整路面的朝向来限定。

车辆10的下侧12还包括主动空气动力学特征部件或主动车身底部导流板20，其选择性地改变或控制在下侧12与地平面18之间从车辆前部向后部流动的气流。

虽然本发明可以就具体应用或行业进行描述，但本领域技术人员将会发现本发明还存在着更广阔的应用领域。本领域的普通技术人员将会认识到，诸如“上”、“下”、“向上”、“向下”等术语用来描述性地说明附图，并不表示对由所附权利要求所定义的本发明保护范围进行限制。任何诸如“第一”或“第二”等附图标记仅仅是描述性的，并不以任何方式来限定本发明的保护范围。

一个附图中所示的特征部件可以与任何其他附图中所示的特征部件结合、被其取代或被其修改。除非另有说明，特征部件、元件或限制不与任何其他特征部件、元件或限制相互排斥。另外，对于操作而言，特征部件、元件或限制不是绝对必需的。图中所示的任何具体配置仅仅是描述性的，并且所示的具体配置并不限制权利要求书或说明书。

还参照图2A、图2B和2C并继续参照图1，示出了主动车身底部导流板20的其他视图。如图所示，主动车身底部导流板20可以选择性地定位以改变向下侧12的中部和后部移动的空气的流动路径。图2A示出了主动车身底部导流板20位于收起位置的示意性侧视图。图2B示出了主动车身底部导流板20位于部分展开位置的示意性侧视图。并且图2C示出了主动车身底部导流板20位于完全展开位置的示意性侧视图。图2B所示的部分展开位置通常与图1中所示的部分展开位置相对应。

主动车身底部导流板20包括静态面板22和动态面板24，该静态面板22也可称为封闭面板，而动态面板24可移动地附接至静态面板22。所示的示例性静态面板22包括高度差和空气动力学造型，以改善车辆10前部处的气流。静态面板22具有附接至车辆10的前饰板14的前缘26以及位于前饰板14远侧的后缘28。前缘26和后缘28通常相对于从车辆10的前饰板14向后部(未示出)移动的气流被限定。另外，前缘26和后缘28通常是指静态面板22的底部或表面，即，与气流接触的那些区域，与地平面18相对的那些区域相反。

动态面板24可移动地附接至静态面板22的后缘28。在许多配置中(例如，所示的配置)，动态面板可以围绕与后缘28相邻的轴线旋转。动态面板24可以设置于前轮16的前边缘的后面，从而影响前轮16之间通过的气流。在如图所示的配置中，静态面板22还可用作尤其用于前饰板14的下保险杠部分的加强筋。

如上所述，动态面板24可以相对于静态面板22位于至少两个固定位置。所示的示例性主动车身底部导流板20包括致动器30，其配置为将动态面板24相对于静态面板22定位于至少两个固定位置。每一个位置都具有相对于静态面板22、地平面18或车辆10的水平面的偏斜角32。

致动器30如图所示并且可以表示许多类型的致动器。例如，但不限制地，致动器30可以包括旋转马达、电磁阀、凸轮连杆、多连杆机构、液压装置或其组合。另外，如下所述，致动器30可以包括减震器或离合器机构，从而使得在某些负荷状况下发生缩进运动。

几种示例性固定位置如图2A、图2B和图2C中示出。图2A示出了收起位置，其中动态面板24与静态面板22的后缘28大致对齐，即大致平行。在所示的示例性主动车身底部导流板20中，静态面板22的后缘28相对于地平面18大致上呈水平。当动态面板24位于所示的收起位置时，偏斜角32大致为零度。收起位置往往在后缘28处形成不间断的气流。

图2B示出了动态面板24的部分展开位置。通常，展开位置可被认为相对于后缘28(并且还相对于收起位置)具有至少15度的偏斜角32。图2C示出了该完全展开位置，其中动态面板24的偏斜角32大致上是90度，使得动态面板24垂直于静态面板22的后缘28并垂直于地平面18。

需要注意的是，图中所示的三个说明性固定位置不是限制性的。根据车辆的类型，主动车身底部导流板20可以有更少或更多的位置。此外，在某些配置中，主动车身底部导流板20可以配置为在可进行的动作范围内将动态面板24移至无数位置。

在主动车身底部导流板20的某些配置中，完全展开位置将会使偏移角32相对于收起位置为至少75度。动态面板24的部分展开位置包括任何小于完全展开位置的偏移角32。

当车辆10正以高速(高速可包括高速公路行驶的速度或任何大于停车速度的速度)运行时，可以将动态面板24致动来超过收起位置到达部分展开位置、完全展开位置或任何中间位置。展开时，动态面板24将气流远离下侧12并朝向地平面18推动。在某些配置中，主动车身底部导流板20的动态面板24可以在每小时三十英里以上的速度下开始展开。

通过降低气流，主动车身底部导流板20减少与朝向车辆10后部的结构(如后轴、差速器和车轮)的气流接触，这可以降低由那些结构造成的阻力和紊流。另外，通过将气流从下侧12引走，主动车身底部导流板20限制气流侵入下侧12上的暴露空腔。否则，可能需要通过附加的车身底部来覆盖或关闭下侧12上的空腔，这样主动车身底部导流板20可减少对设置于动态面板24后方的其他封闭面板的需要。

当车辆10不以高速(例如在停车速度期间-如在小于每小时30英里的速度下)运行时，动态面板24可以收起。在较低速度下，车辆10的下侧12存在较少的阻力和紊流。因此，展开主动车身底部导流板20的动态面板24的益处减少了。动态面板24收起后，车辆10的美感可能更具吸引力。另外，当动态面板24收起时，致动器30不大可能接触到碎屑。

即使是在车辆10以较高的速度移动时，主动车身底部导流板20也可以配置为将动态面板24放置于收起位置，否则，主动车身底部导流板20会展开。例如，当车辆10在崎岖的道路条件下移动或在越野运行时，动态面板24可以收起，以防止动态面板24与地面或地面上的物体接触。也可能存在有高速下缩回动态面板24将是有益的天气情况，例如厚厚的积雪。缩回可以对动态面板24的损坏加以限制并且可以保护致动器30。

如图2A示意性地所示，车辆10还包括与用于主动车身底部导流板20的致动器30连通的电子控制器40。电子控制器40配置为控制致动器30并且将动态面板24置于任何固定位置。电子控制器40包括足够的计算资源、输入通道和输出通道，以确定动态面板24展开的程度以及命令致动器30实现这种展开。

电子控制器40可以是单独的模块，也可以是更大型的计算机系统的一部分，如动力系控制模块或车辆控制模块。电子控制器40也可以配置为与车载诊断系统配合使用，使得电子控制器40可以诊断并传送主动车身底部导流板20的操作错误。例如，但不限于如果致动器30对命令不作出响应或动态面板24卡在某一个固定位置时，电子控制器40可以以信号形式通知车辆10的操作员或计算机。

主动车身底部导流板20的致动器30也可配置有反冲特征部件或机构。当动态面板24承受来自车辆10前部的高于阈值负载的负载时，致动器30可允许动态面板24从展开位置向收起位置移动。然而，当动态面板24承受来自车辆10前部的低于阈值负载的负载时，致动器30可允许动态面板24从展开位置向收起位置移动。

当动态面板24与路面上的物体产生接触时，由于离合或反冲特征部件，动态面板24将被允许向着收起位置向上移动。例如，但不限于轮胎胎面或路面上的雪块和冰块可与动态面板24产生接触。致动器30并不是克服这些物体所施加的力，而是可以感测到阈值力已经被超过并且允许动态面板24移动，这样可以限制或者减少对动态面板24或致动器30的损坏。

致动器30的反冲机构可包括离合器或弹簧，并且可以是偏心式摆动释放凸轮与弹簧设备。因此，当施加力以相对于致动器30的足够的量来移动动态面板24时，偏心凸轮通过摆动点且允许动态面板24容易地缩回。致动器30也可电子地感测所施加的负载并且响应于超过阈值负载的力而释放致动器30来允许缩回。

作为其提高车辆10的空气动力特性的部分功能，动态面板24在展开时经常承受风负载。因此，致动器30、电子控制器40或者二者配置为将动态面板24保持为在克服风负载的情况下展开。允许动态面板24进行反冲的阈值负载可以根据车辆10的速度进行调整，以便调整主动车身底部导流板20正常运行期间所施加的变化的风负载。

现参照图3并继续参照图1至图2C，示出了方法100的示意性流程图。图3概括地示出了用于致动或定位主动车身底部导流板20的动态面板24的控制方案的一个实例。图3仅仅示出了方法100的高级框图，而所示的算法或方法100的步骤的确切顺序不是必需的。步骤可以重新排序，步骤可以省略，并且可以包括额外的步骤。此外，方法100可以是另一种算法或方法的一部分或子程序。

出于说明的目的，方法100可参照结合其他附图而示出和描述的元件和部件来进行描述，并且可以通过电子控制器40来执行。然而，可以使用其他部件来实施方法100和在所附权利要求所限定的系统。任何步骤可以由多个控制装置或控制系统部件来执行。

步骤110：开始/启动。

方法100可以开始于开始或启动步骤，在此期间，可激活并且可以监测方法100，例如但不限于车辆10的运行状况、环境条件、驾驶员输入或来自其他系统的输入。例如，响应于车辆驾驶员插入点火钥匙或者响应于遇到的特定条件(例如车辆10的变速器从停车模式变为驾驶模式时)，可发生启动。每当车辆在使用时，方法100可以一直运行或一直循环。

步骤112：模式选择或确定。

方法100确定主动车身底部导流板20的操作模式。具体地，方法100可以确定条件是否适合于展开动态面板24的模式。在所示的示例性控制方法100中，存在有三种模式：其中两种限制了动态面板24的展开，而另一种允许展开动态面板24。

步骤114：主动模式

如果方法100确定条件允许在合适的速度下部署动态面板24，那么方法100进入到步骤114的主动模式。主动模式也可以被认为是默认模式，这样除非有防止主动模式的抵销因素存在，否则，该模式都会被选择。

步骤116：冰雪模式。

方法100可选择冰雪模式并且进入到步骤116。此模式认定：如果展开了动态面板24，那么，雪、冰或其组合的存在可能与动态面板24产生接触。

步骤118：越野模式。

方法100还可选择越野模式并且进入到步骤118。此模式认定：当车辆10脱离正常、平滑道路时，如果展开了动态面板24，那么，污垢、岩石、植物或其他物体可能会与动态面板24产生接触。冰雪模式和越野模式可以替代地被称为非主动模式。

冰雪模式或越野模式可以由方法100以各种方式来选择或确定。例如，可能存在有驾驶员输入设备，诸如按钮或点击式触摸转盘，其允许车辆10的操作者向电子控制器40发出警报，以计划越野行驶或恶劣天气的存在。方法100还可以包括环境条件的监测，以确定何时可能有恶劣天气或者可能包括与天气报告服务的通信。

另外，也可以使用用于非主动模式的其他触发器。例如，方法100可以监控动力系统模式的选择，比如四轮驱动或四驱低速模式选择，这表明了存在越野行驶或者恶劣的天气条件。

步骤120：收起动态面板。

当选择任一非主动模式时，方法100收起主动车身底部导流板20的动态面板24。无论车辆10的运行速度如何，这种情况均会发生，并且这样做通常是为了保护动态面板24和致动器30在与可能另外造成损害的物体产生接触时免受损害。需要注意的是，收起位置可以具有相对于固定面板22的后缘28的负5度至5度之间的偏斜角32。

步骤122：确定速度是否高于阈值水平。

当选择主动模式时，方法100接下来确定车辆10是否正以高于阈值水平的速率或速度移动，例如(在示出的示例中)每小时30英里。如果速度不高于阈值，则方法100进行至步骤120，并且收起动态面板24或保持动态面板24的收起位置。

可选步骤124：确定角度。

当车辆10以高于阈值的速度运行时，方法100将展开动态面板24。在一些配置中，主动车身底部导流板20将仅利用动态面板24的两个位置：图2A所示的收起位置以及图2C所示的完全展开位置。然而，在其他配置中，可存在有多个展开位置。因此，方法100可确定动态面板24的优选偏斜角32。

步骤126：展开动态面板。

方法100随后实现动态面板24的展开。如果该部件并未执行方法100，则这可以通过向电子控制器40以信号传输所选择的偏斜角32而发生。可由方法100选择的动态面板24的展开位置的两个说明性示例为部分展开位置和完全展开位置。

部分展开位置可被致动至30度至60度之间的偏斜角32。完全展开位置可被致动至85度至95度之间的偏斜角32。一些配置可利用高速制动期间的超过90度的展开，从而可能存在附加的展开状态。

步骤130：结束/循环。

在动态面板24设定为确定的偏斜角32后，方法100可结束、循环或重复。在许多实施方式中，方法100将不断循环以验证车辆10的运行状况，并选择动态面板24的优选偏斜角32。在其他配置中，方法100将使动态面板24保持在选定位置，直至发生某些事件。

详细描述以及附图或数字对于这里所述的主题是支持性和描述性的。尽管已经详细地描述了某些最佳模式及其他实施例，但是各种替代性设计、配置以及实施例仍然存在。

Claims (9)

1.一种用于具有前饰板的车辆的下侧的主动空气动力学特征部件，所述主动空气动力学特征部件包括：

静态面板，所述静态面板具有附接至所述车辆的所述前饰板的前缘以及位于所述前饰板远端的后缘；

动态面板，所述动态面板可移动地附接至所述静态面板的所述后缘；以及

致动器，所述致动器配置为将所述动态面板于相对所述静态面板定位于至少两个固定位置，其中，所述固定位置包括：

与所述静态面板的所述后缘大致对齐的收起位置；以及

相对于所述静态面板的所述后缘和所述收起位置成偏斜角的展开位置

其中，所述致动器配置有反冲特征部件，并且，所述致动器配置为：

当所述动态面板承受来自所述车辆前部的低于阈值负载的负载时，防止所述动态面板从所述展开位置向所述收起位置移动，以及

当所述动态面板承受来自所述车辆前部的高于阈值负载的负载时，允许所述动态面板从所述展开位置向所述收起位置的移动；

其中，所述阈值负载根据车辆的速度进行调整。

2.如权利要求1所述的主动空气动力学特征部件，其中，所述静态面板的所述后缘相对于所述车辆的地平面大致呈水平。

3.如权利要求2所述的主动空气动力学特征部件，其进一步包括：

电子控制器，所述电子控制器与所述致动器通信并且配置为控制所述致动器以定位所述动态面板。

4.如权利要求3所述的主动空气动力学特征部件，其中，所述动态面板的所述展开位置为完全展开位置，其相对于所述收起位置的偏斜角为至少75度，并且其中，所述动态面板的所述固定位置还包括偏斜角小于所述完全展开位置的部分展开位置。

5.如权利要求4所述的主动空气动力学特征部件，其中，所述动态面板的所述固定位置相对于所述静态面板的所述后缘的偏斜角为：

在所述收起位置时为负5度至5度之间；

在所述部分展开位置时为30度至60度之间；以及

在所述完全展开位置时为85度至95度之间。

6.如权利要求1所述的主动空气动力学特征部件，进一步包括：

电子控制器，所述电子控制器与所述致动器通信并且配置为控制所述致动器以定位所述动态面板。

7.如权利要求1所述的主动空气动力学特征部件，其中，所述动态面板的所述展开位置为完全展开位置，所述动态面板的所述固定位置还包括部分展开位置，并且，所述动态面板的所述固定位置相对于所述静态面板的所述后缘的偏斜角为：

对于所述收起位置为负5度至5度之间；

对于所述部分展开位置为30度至60度之间；以及

对于所述完全展开位置为85度至95度之间。

8.一种车辆，其包括：

前饰板；

从所述前饰板向后延伸的车身底部；以及

主动空气动力学特征部件，其构成所述车身底部的一部分并且包括：

静态面板，所述静态面板具有附接至所述车辆的所述前饰板的前缘以及位于所述前饰板远端的后缘；

动态面板，所述动态面板可移动地附接至所述静态面板的所述后缘；以及

致动器，所述致动器配置为将所述动态面板相对于所述静态面板定位在至少两个固定位置，其中，所述固定位置包括收起位置和展开位置，所述收起位置与所述静态面板的所述后缘的底表面大致对齐，所述展开位置相对于所述静态面板的所述后缘的所述底表面和所述动态面板的所述收起位置成偏斜角；

其中，所述致动器配置有反冲特征部件，并且，所述致动器配置为：

当所述动态面板承受来自所述车辆前部的低于阈值负载的负载时，防止所述动态面板从所述展开位置向所述收起位置移动，以及

当所述动态面板承受来自所述车辆前部的高于阈值负载的负载时，允许所述动态面板从所述展开位置向所述收起位置的移动；

其中，所述阈值负载根据车辆的速度进行调整。

9.如权利要求8所述的车辆，其中，处于所述展开位置的所述动态面板的偏斜角相对于所述动态面板的所述收起位置大于80度。