CN106556505A - 空气动力学系统以及用于使用力传感器诊断该空气动力学系统并验证下压力估计值的方法 - Google Patents

空气动力学系统以及用于使用力传感器诊断该空气动力学系统并验证下压力估计值的方法 Download PDF

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Abstract

一种方法可以执行来诊断车辆的空气动力学系统并且包括以下步骤：(a)至少部分基于空气动力学元件相对于车辆的车体的位置，经由控制器确定作用于车辆的空气动力学元件上的预期下压力；(b)至少部分基于从至少一个力传感器接收到的信号，经由控制器确定测量下压力；(c)至少部分基于预期下压力和测量下压力，经由控制器确定偏差；以及(d)至少部分基于该偏差，经由控制器控制空气动力学元件。

Description

空气动力学系统以及用于使用力传感器诊断该空气动力学系 统并验证下压力估计值的方法
技术领域
本公开涉及一种用于车辆的空气动力学系统以及一种用于诊断该空气动力学系统并验证下压力估计值的方法。
背景技术
一些车辆包括空气动力学元件。这些空气动力学元件是车辆空气动力学系统的一部分，并且能影响车辆的空气动力学系数，诸如车辆阻力、风噪、车辆噪音排放以及升力。
发明内容
本公开涉及一种用于诊断车辆的空气动力学系统并验证下压力估计值的方法。该车辆空气动力学系统包括联接到车体的至少一个空气动力学元件，如车翼。当前所公开的方法估计并测量作用于空气动力学元件上的下压力，从而相对于传统车辆提高车辆在报告的空气动力学条件方面的置信度。这种提高的置信度允许其他车辆控制器使用该下压力信息，从而通过(例如，在跑道条件下)为司机提供改善的操控性来提高车辆的性能。
在一个实施例中，该方法包括以下步骤：(a)至少部分基于空气动力学元件相对于车体的位置，经由控制器确定作用于空气动力学元件上的预期下压力；(b)至少部分基于从至少一个力传感器接收到的信号，经由控制器确定作用于空气动力学元件上的测量下压力；(c)至少部分基于预期下压力和测量下压力，经由控制器确定偏差；以及(d)至少部分基于该偏差，经由控制器控制空气动力学元件。
本公开的上述特征和优点以及其它特征和优点从以下结合附图对实施本发明的最佳方式进行的详细描述中能够很容易了解到。
附图说明
现将通过示例的方式参考附图对一个或多个实施例进行描述，其中：
图1是根据本公开实施例的车辆的示意性俯视图；
图2是根据本公开实施例的图1中所示的车辆的示意性仰视图；
图3是根据本公开实施例的图1和图2中所示的车辆的示意性侧视图；
图4是车体、联接至车体的空气动力学元件和联接在空气动力学元件和车体之间的力传感器的示意性部分侧视图；以及
图5是用于诊断图1中所示的空气动力学系统并验证下压力估计值的方法的示意性流程图。
具体实施方式
参考附图，其中相同的附图标记指代相同的部件。对于相对于路面12定位的机动车辆10，图1示出了其示意性俯视图、图2示出了其示意性仰视图以及图3示出了其示意性侧视图。车辆10包括布置在主体平面P内的车体14，该主体平面P与路面12基本上平行。车体14限定了六个主体侧面。六个主体侧面包括第一主体端或前端16、相对的第二主体端或后端18、第一横向主体侧面或左侧面20、第二横向主体侧面或右侧面22、顶部主体部分24和车身底部部分26，顶部主体部分24可以包括车辆车顶。车辆10包括具有动力装置41的动力传动系统，其经由传动机构机械地联接至一个或多个车轮48联接以向其传送机械动力。动力装置41可以为内燃机(图1中所示)、混合电力动力传动系统(未示出)或其他可选类型的动力装置，并且传动机构可以为自动变速器或另一合适的传动机构。车辆10可以为任何合适的机动车辆，通过非限制性的示例，其包括乘用车、高性能车辆、越野车、自主车辆和军用车辆。
左侧面20和右侧面22相对于车辆10的虚拟纵向轴线X彼此大体平行地设置，并且跨越前端16和后端18之间的距离。主体平面P限定为包括纵向轴线X。车辆10的乘客舱(未示出)通常由车体14的前端16和后端18以及左侧面20和右侧面22界定。前端16配置为当车辆10相对于路面12处于运动中时面对迎面而来的周围气流27。当车辆10处于运动中时，迎面而来的周围气流27基本上沿纵向轴线X平行于主体平面P移动。
当车辆10相对于路面12移动时，周围气流27在车体14周围经过并分成第一气流部分27-1、第二气流部分27-2、第三气流部分27-3和第四气流部分27-4，这些气流部分最终在尾流区或紧跟在后端18后的再循环气流区域27-6处重新结合。具体地，如图1中所示，第一气流部分27-1在顶部主体部分24上方经过，第二气流部分27-2在左侧面20上方经过，第三气流部分27-3在右侧面22上方经过，并且第四气流部分27-4(如图2中所示)在车身底部部分26和路面12之间的车体14下面经过。一般是在提高的车辆速度下由围绕车体14的六个主体侧面的周围空气的流动来产生再循环气流区域27-6。
车辆10包括主动空气动力学系统25，其至少包括第一或后空气动力学组件28。第一空气动力学组件28包括诸如车翼的空气动力学元件31，其沿空气动力学元件轴线Y布置并配置为控制周围气流27沿车体14的移动。空气动力学元件31可以为翼形。“翼形”在此定义为具有翼的形状，即具有由流线横截面形状限定的机翼形状的翅片，通过流体产生用于飞行的升力或推进力。此外，空气动力学元件31可以由刚性适当但质量较小的材料形成，诸如工程塑料或铝，以获得结构稳定性。如图1中所看到的，空气动力学元件轴线Y可以横向(例如，垂直)于纵向主体轴线X定位。另外，空气动力学元件轴线Y还可以布置为基本上平行于主体平面P。第一空气动力学组件28可以经由一个或多个支柱29或其他任何合适的支撑机构连接至车体14。第一空气动力学组件28改变了由周围气流27在车辆10的后部处施加的下压力FD。术语“下压力”是指朝向路面12垂直于车辆10的相对运动的方向(即，在纵向方向上)的分力。术语“下压力”还已知为作用于车体14上的负空气动力学升力，其引起了轮胎上的附加法向力。
参考图4，第一空气动力学组件28还包括第一致动机构36，其配置为调节空气动力学元件31相对于车体14的位置。尽管附图示出了在车辆10的后部的第一致动机构36，但可以设想的是，第一致动机构36可以可选地位于车辆10的前部或车辆10的任何其他部分。在所示的实施例中，第一致动机构包括联接至空气动力学元件31的致动器37，例如电动马达。如此，在接收到控制信号后，致动器37可以相对于车体14移动空气动力学元件31。例如，铰链33可以旋转地将支柱29联接至空气动力学元件31，从而当致动器37启动时允许空气动力学元件31在相对于车体14的旋转方向R1和旋转方向R2上旋转。通过相对于车体14旋转空气动力学元件31，能够调节空气动力学元件31的迎角α。“迎角α”是指在周围气流27的第一气流部分27-1和空气动力学元件31的弦线C之间的角度。“弦线C”指的是连接由空气动力学元件31限定的机翼的前缘31a和后缘31b的虚拟直线。另外地或可选地，致动器37可以允许空气动力学元件31在双箭头U所指示的方向上朝向或者远离车体14移动。
除了第一空气动力学组件28之外，空气动力学系统25还可包括第二或前空气动力学组件30，其可用作空气抑制器(也称作格尼襟翼)，该空气抑制器改变了由周围气流27在车辆前部施加的下压力。格尼襟翼可位于翼的后部，其是轮胎前部的前车身底部区域。第二空气动力学组件30可用于增加车辆前部的下压力，而安装在后端18上的第一空气动力学组件28可用于增加车辆10后部的下压力FD，以增加车辆牵引力。第二空气动力学组件30可以由刚性适当但质量较小的材料形成，诸如工程塑料或铝，以获得结构稳定性。进一步，第二空气动力学组件30可以包括第一左小翼32和第二右小翼34，每个小翼基本上相对于空气动力学元件轴线Y横向布置且基本上相对于路面12垂直布置，并且面向外来的周围气流27。因此，小翼32、34有助于在车辆10处于运动中时捕捉气穴。第二或前致动机构38配置为响应于控制信号改变前第一小翼32和前第二小翼34的位置。例如，第二致动机构38可选择性地将第一小翼32与第二小翼34中的每一个在基本上横向于纵向主体轴线X的方向上移动，并且由此调整由第二空气动力学组件30所产生的气动下压力的大小。线性致动器、旋转致动器和/或电动马达(未详细示出，但是本领域技术人员理解的)可有助于第一小翼32和第二小翼34的移动。
车辆10包括多个用于监测关于车辆驾驶和操控的车辆操作的传感器。可在车体14上布置多个第一传感器50，用于检测每个车轮48(图2中示出)的旋转速度。每个第一传感器50也可配置为向控制器46传送所检测的相应车轮48的旋转速度，而控制器46可配置为将从相应第一传感器50接收的数据与车辆10的行驶速度关联起来。车辆10也可包括一个或多个第二传感器52(图2中示出)，该第二传感器配置为检测相对于路面12的在车体14上的横摆力矩或横摆角速度并且将所检测的横摆角速度传送给控制器46。第二传感器52也可被称为横摆传感器。另外，车辆10可包括第三传感器，其操作地连接到方向盘56(图1中示出)且配置为检测车辆运行时的方向盘56的角度。车辆10的期望方向可通过第三传感器54检测到的方向盘角度而识别出来并且传送给控制器46。车辆10可另外包括第四传感器58(图1中示出)，其配置为检测相对于车辆10的周围气流27的速度。第四传感器58可另外配置为向控制器46传送所检测的周围气流27的速度。例如，第四传感器58可为皮托管，其配置为检测周围气流27在相对于车体14的特定位置处的压力。控制器46可将所测量的压力与气流速度关联起来。车辆10另外包括一组第五传感器60，其配置为测量由周围气流27施加在车辆10上的下压力FD。因此，第五传感器60也被称为力传感器。第五传感器60也配置为将测量下压力FD传送给控制器46。在所描述的实施例中，第五传感器60联接到第一空气动力学组件28。例如，第五传感器60可直接联接到支柱29。可以预见的是，车辆10可包括仅仅一个第五传感器60。车辆10进一步包括一组第六传感器68(图4中示出)，其配置为检测空气动力学元件31相对于车体14的位置。因此，第六传感器68也被称为位置传感器。第六传感器68也可将空气动力学元件31相对于车体14的位置传送给控制器46。可以设想的是，车辆10可包括仅仅一个第六传感器68。前述传感器各自都与控制器46进行通信(例如，电子通信)并且形式上可为旋转位置传感器、线性位置传感器、超声传感器、激光传感器和基于惯性的加速传感器。方位角计算可通过皮托管或其他提供惯性估计值的车辆动态信息而确定。空气密度计算可从歧管绝对压力和外部空气温度中得到。
车辆10包括用于主动控制车辆驾驶与操控的一个或多个系统。这可包括用于控制前空气动力学组件30和后空气动力学组件28的位置的一个或多个例程。系统可包括主动悬架系统62，其配置为响应于基于运行条件的控制信号而调整悬架阻尼和/或前后驾驶高度。车辆10可包括主动制动系统64，其可包括防抱死制动以及其他特征。车辆10可包括主动转向系统66，其可响应于运行条件控制车辆转向率。
控制器46为电子装置，其配置为(即构造并编程为)调节第一致动机构36。控制器46可配置为中央处理单元(CPU)，该CPU也配置为调节动力装置41或可选地专用控制器的运行。为了适当地控制第一致动机构36的运行，控制器46包括处理器和至少一个存储器，其中至少某些是有形且非瞬时的。存储器可为参与提供计算机可读数据或过程指令的任何可记录介质。这样的介质可以为很多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。
例如，用于控制器46的非易失性介质可包括光盘或磁盘以及其它持久存储器。例如，易失性介质可包括动态随机存取存储器(DRAM)，其可构成主存储器。这样的指令可通过一种或多种传输介质传输，这些传输介质包括同轴线缆、铜线和光纤，包括包含联接到计算机处理器的系统总线的线。控制器46的存储器也可包括软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其它磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质等。控制器46可配置有或装配有其他所需计算机硬件，诸如高速时钟、必需的模拟到数字(A/D)和/或数字到模拟(D/A)的电路、任何必需的输入/输出电路和装置(I/O)以及适当信号调制和/或缓冲电路。控制器46所需的或可由其获得的算法可存储在存储器中，并自动执行以提供所需功能。
控制器46也可配置为调节第二致动机构38，并且可为专用控制器或具有集成到另一个控制器中的功能。为了适当地控制第二致动机构38的运行，控制器46包括存储器，其中至少某些是有形且非瞬时的。存储器可为参与提供计算机可读数据或过程指令的任何可记录介质。这样的介质可以为很多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。
控制器46可以响应于第二传感器52所检测到的横摆角速度而选择性地控制第一致动机构36、第二致动机构38、主动悬架系统62、主动制动系统64和主动转向系统66中的一个或多个。而且，控制器46可以配置为响应于经由第一传感器50检测到的车轮48的旋转速度和/或经由第四传感器58检测到的周围气流27的速度而控制第一致动机构36、第二致动机构38、主动悬架系统62、主动制动系统64和主动转向系统66中的一个或多个。控制器46可另外编程为确定车辆10相对于路面12的滑移。车辆10的滑移可包括每一个车轮48在与纵向车辆轴线X基本上垂直的方向上已经滑移的大小的测量，这确定了车辆10已经沿着路面12偏离了期望方向或路线，正如第三传感器54所检测到的方向盘角度所指出的。控制器46可编程为对比所确定的方向盘角度与横摆角速度，从而确定车辆10与其期望方向或路线发生偏离的程度。
总之，控制主动车辆悬架系统包括确定与多个控制的车辆参数相关联的预期车辆空气动力学响应。预期车辆空气动力学响应可以在车辆运行期间采用，所述响应包括确定车辆运行期间的实际车辆参数、基于与控制的车辆参数相关联的预期车辆空气动力学响应动态地估计车辆运行期间的车辆空气动力学响应。与横摆影响控制器相关联的控制参数可以响应于经动态估计的车辆空气动力学响应而动态地进行控制，以便主动地控制关于车辆驾驶和操控的参数。
图5示意地说明了用于诊断空气动力学系统25并验证下压力估计值的方法100。具体地，方法100包括可以存储在控制器46上并且由控制器46执行的指令(或步骤)。换句话来说，控制器46是具体编程为执行方法100。如下文所讨论的，方法100估计并且测量作用在空气动力学元件31上的下压力FD，由此与未采用直接方法来估计空气动力学下压力的车辆相比提高了所报告的空气动力中的置信度。这种提高的置信度允许其他车辆控制器使用该下压力信息，从而通过(例如，在跑道条件下)为司机提供改善的操控性来提高车辆的性能。
方法100包括多个输入步骤102、104、106和108，其可以同时或以任何合适的时间顺序来执行。在步骤102处，控制器46接收指示空气动力学元件31相对于车体14的位置的输入信号。在所描绘的实施例中，第六传感器68(即，位置传感器)将指示空气动力学元件31的位置的信号传送至控制器46。基于此输入信号，控制器46确定空气动力学元件31相对于车体14的位置。因此，步骤102还必须经由控制器46基于(例如)由第六传感器68产生的输入信号来确定空气动力学元件31的位置。
在步骤104处，控制器46接收指示车辆速度的输入信号。此输入信号可以由第一传感器50产生，所述第一传感器50可测量每个车轮48的旋转速度。因此，在所描绘的实施例中，控制器46可至少部分基于接收自第一传感器50的输入信号来确定车辆速度。因此，步骤104还必须经由控制器46基于，例如，由第一传感器50产生的输入信号来确定车辆速度。
在步骤106处，控制器46接收指示车辆行驶高度估计值的输入信号。车辆行驶高度估计值可以使用实验结果基于车辆运行因素(诸如作用在车辆上的阻力、空气密度和空气速度)来确定。如2015年9月17日提交的美国临时专利申请号62/220,010中所述的，还可利用使用底盘位置传感器的方法，所述申请的全部内容是以引用方式并入本文。通过非限制性实例，车辆10可以在风洞中进行评估以通过实验推导出可以随后采用的主车辆的空气动力学特性图。风洞模拟了在控制风速、温度和其它条件下空气在车辆周围的移动，进而确定作用在车辆(其中车辆受各种参数控制)上的力的大小。这些参数包括前后车辆行驶高度、纵倾、侧倾、方位角、空气速度、车辆速度以及一个或多个空气动力学致动器(例如前后空气动力学元件)的位置。可以研发出包括(例如)用于评估主车辆的多级全因子矩阵的实证模型。在步骤106处，控制器46采用此实验模型来确定(例如，估计)车辆行驶高度。2015年9月17日提交的美国临时专利申请号62/220,010中描述了用于估计车辆行驶高度的合适实证模型的实例，所述申请的全部内容以引用方式并入本文。
在步骤108处，控制器46接收指示其它空气动力学系数(诸如空气密度、侧倾、纵倾、横摆和方位角)的输入信号。空气密度计算可以从歧管绝对压力和外部空气温度得出。方位角计算可以根据皮托管或提供惯性估计值的其它车辆动态信息来确定。因此，控制器46可至少部分基于来自第四传感器58的输入信号来确定方位角。如上文所讨论，第四传感器58可以是(例如)皮托管，其配置为检测周围气流27在相对于车体14的具体位置处的压力。控制器46可至少部分基于来自第三传感器54的输入信号来确定车辆纵倾和侧倾。2015年9月17日提交的美国临时专利申请号62/220,010中描述了用于确定车辆侧倾和纵倾的合适实证模型的实例，所述申请的全部内容是以引用方式并入本文。如上文所讨论，第三传感器54可检测车辆10运行期间的方向盘56的角度，并且可因此称为转向传感器。控制器46可至少部分基于来自第二传感器52的输入信号来确定车辆横摆。如上文所讨论，第二传感器52配置为检测相对于路面12的在车体14上的横摆力矩或横摆角速度，并且将所检测的横摆角速度传送至控制器46。
在执行步骤102、104、106和108之后，方法100进行至步骤110。在步骤110处，控制器46至少部分基于空气动力学元件31相对于车体14的位置、车辆速度、车辆行驶高度以及其它空气动力学系数(诸如空气密度、侧倾、纵倾、横摆和方位角)来确定(例如，估计)作用在空气动力学元件31上的预期下压力。换句话来说，控制器46至少部分基于在步骤102、104、106和108中接收的输入信号来确定作用在空气动力学元件31上的预期下压力。为此，控制器46采用依经验研发的车辆模型。此车辆模型可以(例如)通过使车辆10经历如上文所讨论的风洞试验而得出。风洞模拟了在控制风速、温度和其它条件下空气在车辆周围的移动，进而确定作用在车辆10上的力(诸如下压力)的大小，其中车辆受各种参数控制。在确定了作用在空气动力学元件31上的预期下压力之后，方法100进行至步骤112。
在步骤112处，控制器46将作用在空气动力学元件31上的预期下压力传送至其它车辆控制器。例如，预期下压力可被传送至影响车辆横摆的车辆控制器(即，横摆影响控制器)，诸如电子稳定性控制(ESC)系统。这些其它车辆控制器可采用作用在空气动力学元件31上的预期下压力来增强车辆性能。
方法100进一步包括步骤114a和114b。在步骤114a处，控制器46从一个力传感器(例如，第五传感器60)接收输入信号。如上文所讨论，此输入信号指示测量下压力FD。另外，在步骤114b处，控制器46从另一个第五传感器60(即，另一个力传感器)接收指示测量下压力FD的输入信号。虽然所描绘的实施例示出了控制器46从两个力传感器(即，第五传感器60)接收下压力测量值，但可以设想的是，控制器46可以接收指示下压力测量值的更多或更少的输入信号。接着，方法100继续至步骤116。
在步骤116处，控制器46至少部分基于接收自力传感器(即，第五传感器60)的输入信号来确定测量下压力FD。控制器46可以校准接收自力传感器(即，第五传感器60)的全部下压力测量值以确定(或至少估计)作用在空气动力学元件31上的累加下压力FD。如上文所讨论，术语“下压力”是指朝向路面12垂直于车辆10的相对运动的方向(即，在纵向方向上)的分力。在确定了预期下压力(步骤110)和测量下压力FD(步骤116)之后，方法100进行至步骤118。
在步骤118处，控制器46确定步骤110中确定的预期下压力与步骤116中确定的测量下压力FD之间的偏差(即，力偏差)。在一个实施例中，控制器46将预期下压力从测量下压力FD中减去以确定所确定的预期下压力与测量下压力FD之间的偏差。接着，方法100继续至步骤120。
在步骤120处，控制器46至少部分基于步骤118中确定的力偏差来控制空气动力学元件31的运行。例如：控制器46可以基于步骤118中确定的力偏差命令第一致动机构36调整空气动力学元件31相对于车体14的位置。作为一个非限制性示例，控制器46可以将力偏差(步骤118中确定)与第一预定阈值和大于第一预定阈值的第二预定阈值进行比较。如果该力偏差小于第一预定阈值(即：测量下压力较低)，那么控制器46命令第一致动机构36调整空气动力学元件31的位置以便增大作用于空气动力学元件31上的下压力FD。通过这样做，第一致动机构36可以增大或减小空气动力学元件31的迎角α。进一步地，如果该力偏差大于第二预定阈值(即：测量下压力较高)，那么控制器46命令第一致动机构36调整空气动力学元件31的位置以便减小作用于空气动力学元件31上的下压力FD。
而且，在步骤118中确定了力偏差后，方法100还执行步骤122。在步骤122处，控制器46基于该力偏差向其它车辆控制器提供诊断状态。例如，另一个控制器基于由控制器46传送的力偏差可以限制车辆速度。进一步地，基于力偏差可以激活灵敏的电子稳定性控制系统(ESC)(如果它是停用的)和/或该ESC能够基于此力偏差修改车辆动态模型。力偏差还可以由控制器46或其他车辆控制器用来验证步骤110中确定的下压力估计值。
在步骤118处，控制器46还可以限定力估计值诊断标记。该力估计值标记为指示控制器46是否已经确定了从当前车辆运行条件估计的下压力是或者不是在空气动力学元件31处作用于车辆10的下压力FD的有效估计值、的计算机逻辑标志。控制器46将该力估计值诊断标志传递给其它车辆控制系统，从而使它们可以更加精确地控制它们各自的车辆系统。当偏差等于或小于最大允许值时，该力估计值诊断标志可以被定义为有效的。当偏差大于最大允许值时，该力估计值诊断标志可以被定义为无效的。最大允许值可以基于具体的车辆性能特征或者一些其它标准而定义，并且表示从当前车辆运行条件估计的下压力的允许范围。
虽然已经详细描述了用于实施教导的最佳方式，但是那些熟悉本公开所涉及领域的技术人员将会认识到用于在所附权利要求书的范围内实践教导的各种替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种方法，其包括：
至少部分基于空气动力学元件相对于车辆的车体的位置，经由控制器确定作用于所述车辆的所述空气动力学元件上的预期下压力；
至少部分基于从至少一个力传感器接收到的信号，经由所述控制器确定作用于所述空气动力学元件上的测量下压力；
至少部分基于所述预期下压力和所述测量下压力，经由所述控制器确定偏差；以及
至少部分基于所述偏差，经由所述控制器控制所述空气动力学元件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预期下压力至少部分基于车辆速度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述预期下压力至少部分基于车辆行驶高度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述预期下压力至少部分基于车辆侧倾。
5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述偏差包括从所述测量下压力中减去所述预期下压力。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括命令致动机构调整所述空气动力学元件相对于所述车体的位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括当所述偏差小于第一预定阈值时命令所述致动机构调整所述空气动力学元件相对于所述车体的位置。
8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括当所述偏差大于第二预定阈值时命令所述致动机构调整所述空气动力学元件相对于车体的位置，其中所述第二预定阈值大于所述第一预定阈值。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将所述偏差传送给其它控制器。
10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于所述偏差向其它控制器提供诊断状态。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109426172A (zh) * 2017-08-24 2019-03-05 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于机动车辆主动空气动力学装置的自校准负载传感器系统和控制逻辑
CN112577710A (zh) * 2021-02-25 2021-03-30 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种迎角运动机构及迎角调整方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9950751B2 (en) * 2015-09-25 2018-04-24 GM Global Technology Operations LLC Aerodynamic system and method for diagnosing the aerodynamic system and verify downforce estimation based on electric motor current
GB2544044A (en) * 2015-10-29 2017-05-10 Imp Innovations Ltd Drag reduction method
US9902438B2 (en) * 2015-11-30 2018-02-27 GM Global Technology Operations LLC Selective control of vehicle aerodynamics
US20170168500A1 (en) * 2015-12-10 2017-06-15 Uber Technologies, Inc. System and method to determine traction ability of vehicles in operation
US10392055B2 (en) * 2016-07-20 2019-08-27 GM Global Technology Operations LLC Turbulent air mitigation for vehicles
KR102518233B1 (ko) * 2016-11-15 2023-04-07 현대자동차주식회사 차량용 리어 범퍼의 가변 스포일러 장치
KR102518234B1 (ko) * 2016-11-15 2023-04-07 현대자동차주식회사 차량용 리어 범퍼의 가변 스포일러 장치
KR20180055978A (ko) * 2016-11-16 2018-05-28 현대자동차주식회사 차량의 가변공력 시스템
US10081400B2 (en) * 2016-12-14 2018-09-25 GM Global Technology Operations LLC Onboard diagnostics of an active air dam assembly
US10457122B2 (en) * 2017-09-27 2019-10-29 Ford Global Technologies, Llc Vehicle assembly and method to reduce buffeting and generate downforce
DE102018216007A1 (de) 2018-09-20 2020-03-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Spoilerlippe zur Anordnung an einer Frontpartie eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug
US20200114985A1 (en) * 2018-10-10 2020-04-16 Ford Global Technologies, Llc Aerodynamic wing assembly
US10679437B1 (en) * 2018-11-20 2020-06-09 Ford Global Technologies, Llc Active air dam diagnostic method
US20210086846A1 (en) * 2019-09-23 2021-03-25 Ukyo Duong Adjustable Car Spoiler
IT201900021075A1 (it) * 2019-11-13 2021-05-13 Bitron Spa Sistema per regolare un dispositivo di deflessione aria su un autoveicolo
US20230014189A1 (en) * 2019-12-19 2023-01-19 Magna Exteriors Inc. Active aerodynamic vehicle surface with force sensor

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0529244A1 (de) * 1991-08-22 1993-03-03 Dr.Ing.h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft Aufnehmer zur Erfassung von Seitenwindeinflüssen auf ein Fahrzeug
CN101708743A (zh) * 2009-12-10 2010-05-19 刘如 一种用于交通运输车辆的助力装置
CN103057605A (zh) * 2013-01-07 2013-04-24 南京航空航天大学 高度和倾斜角度可调的扰流板控制装置及其控制方法
KR101470252B1 (ko) * 2013-12-18 2014-12-05 현대자동차주식회사 회전형 루프 스포일러 장치 및 그 제어 방법
JP2015039934A (ja) * 2013-08-21 2015-03-02 富士重工業株式会社 車両用走行安定制御装置
CN104670348A (zh) * 2015-02-03 2015-06-03 刘俊传 车用扰流装置
CN204507042U (zh) * 2015-02-03 2015-07-29 刘俊传 车用扰流装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3623188C1 (en) 1986-07-10 1987-09-10 Daimler Benz Ag Working method for the deep-drawing of metal sheets, and a deep-drawing press which carries out this method
JP2005021945A (ja) 2003-07-03 2005-01-27 Hirotec Corp プレス成形用金型、およびそれを用いたパネル製造方法
JP2007283333A (ja) 2006-04-14 2007-11-01 Honda Motor Co Ltd プレス加工方法及びプレス加工装置
CN101612637A (zh) 2008-06-26 2009-12-30 比亚迪股份有限公司 一种用于成形梁类件的拉延模具
JP2010167480A (ja) 2009-01-26 2010-08-05 Honda Motor Co Ltd プレス成形用金型及びプレス成形方法
KR20160054259A (ko) * 2014-11-06 2016-05-16 현대자동차주식회사 자동차의 가변 스포일러 장치
US10272958B2 (en) * 2015-06-07 2019-04-30 RennKit LLC Spoiler wing extension and retraction system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0529244A1 (de) * 1991-08-22 1993-03-03 Dr.Ing.h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft Aufnehmer zur Erfassung von Seitenwindeinflüssen auf ein Fahrzeug
CN101708743A (zh) * 2009-12-10 2010-05-19 刘如 一种用于交通运输车辆的助力装置
CN103057605A (zh) * 2013-01-07 2013-04-24 南京航空航天大学 高度和倾斜角度可调的扰流板控制装置及其控制方法
JP2015039934A (ja) * 2013-08-21 2015-03-02 富士重工業株式会社 車両用走行安定制御装置
KR101470252B1 (ko) * 2013-12-18 2014-12-05 현대자동차주식회사 회전형 루프 스포일러 장치 및 그 제어 방법
CN104670348A (zh) * 2015-02-03 2015-06-03 刘俊传 车用扰流装置
CN204507042U (zh) * 2015-02-03 2015-07-29 刘俊传 车用扰流装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109426172A (zh) * 2017-08-24 2019-03-05 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于机动车辆主动空气动力学装置的自校准负载传感器系统和控制逻辑
CN109426172B (zh) * 2017-08-24 2021-07-06 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于控制机动车辆主动空气动力学装置的传感器系统
CN112577710A (zh) * 2021-02-25 2021-03-30 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种迎角运动机构及迎角调整方法

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US10102692B2 (en) 2018-10-16
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