CN108146518A - 主动轮胎扰流板系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种主动轮胎扰流板系统包括第一轮胎扰流板、第二轮胎扰流板和控制模块。该控制模块包括控制器，该控制器配置为将第一轮胎扰流板和第二轮胎扰流板在收起位置和展开位置之间移位。还公开了一种相关方法。

Description

主动轮胎扰流板系统和方法

技术领域

本文件大体上涉及机动车辆设备领域，并且更具体地，涉及主动轮胎扰流板系统以及用于控制主动轮胎扰流板的方法。

背景技术

所有的机动车辆具有转动以产生向前运动的车轮和轮胎。轮胎必须是圆形才能起作用。圆形轮胎的形状不是良好的空气动力学形状，从而在向前运动时引起阻力。随着机动车辆速度的增加，这种阻力呈指数增长。

本文件涉及一种新的和改进的主动轮胎扰流板系统，该系统减少由机动车辆的前轮胎引起的空气动力学阻力。更具体地，等于或高于预定的机动车辆速度或速率时，单独的轮胎扰流板被展开在机动车辆的前轮的机动车辆前方，并且用作刚性的3-D(三维)空气导流器，以减小由车轮和轮胎引起的阻力。

发明内容

根据本文描述的目的和益处，提供了一种主动轮胎扰流板系统。该主动轮胎扰流板系统包括第一轮胎扰流板、第二轮胎扰流板和控制模块。控制模块包括控制器，该控制器配置为将第一轮胎扰流板和第二轮胎扰流板在收起位置和展开位置之间移位，在收起位置中，第一轮胎扰流板和第二轮胎扰流板空气动力学上隐藏在机动车辆的车身面板之后，在展开位置中，第一轮胎扰流板和第二轮胎扰流板在轮胎和车轮前方以减少空气动力学阻力。

控制模块可以包括连接到第一轮胎扰流板的第一致动器和连接到第二轮胎扰流板的第二致动器。此外，可以为第一轮胎扰流板设置第一支撑件，并且可以为第二轮胎扰流板设置第二支撑件。该第一支撑件可以包括第一导轨，并且第二支撑件可以包括第二导轨。

用于第一导轨的第一从动件可以设置在第一轮胎扰流板上。用于第二导轨的第二从动件可以设置在第二轮胎扰流板上。

第一致动器可以包括第一旋转驱动马达、由第一旋转驱动马达旋转的第一起重螺杆和与第一起重螺杆接合并固定到第一轮胎扰流板的第一螺母。类似地，主动轮胎扰流板系统可以包括第二致动器，该第二致动器具有第二旋转驱动马达、由第二旋转驱动马达旋转的第二起重螺杆和与第二起重螺杆接合并固定到第二轮胎扰流板的第二螺母。

第一旋转驱动马达可以承载在第一支撑件上。第二旋转驱动马达可以承载在第二支撑件上。第一导轨可以是具有第一T形横截面的第一纵长通道。第二导轨可以是具有第二T形横截面的第二纵长通道。

控制器可以配置为(a)包括用于机动车辆速度数据的第一数据输入和(b)当机动车辆速度数据超过预定速度时将第一轮胎扰流板和第二轮胎扰流板移位到展开位置。

控制器可以配置为(a)包括用于环境温度数据的第二数据输入和(b)当环境温度数据落入预定的温度范围内时，禁止第一轮胎扰流板和第二轮胎扰流板移位到展开位置。此外，控制器可以配置为包括用于传动系模式状态数据的第三数据输入。

根据另外的方面，提供一种用于控制机动车辆的主动轮胎扰流板的方法。该方法包括以下步骤：通过速度监控装置监控机动车辆速度并且响应于机动车辆的当前速度，通过控制模块控制第一轮胎扰流板和第二轮胎扰流板在收起位置和展开位置之间的移位。

该方法还可以包括通过温度监控装置监控环境温度的步骤。此外，该方法可以包括响应于当前温度落在预定范围内通过控制器禁止第一轮胎扰流板和第二轮胎扰流板移位到展开位置的步骤。

该方法还可以包括通过传动系模式状态监控装置监控机动车辆的传动系模式状态的步骤。此外，该方法可以包括响应于表明在机动车辆中的四轮驱动接合的当前传动系模式状态，通过控制器禁止将第一轮胎扰流板和第二轮胎扰流板移动到展开位置的步骤。

此外，该方法可以包括配置控制器以包括定时器的步骤。此外，该方法可以包括配置控制器以响应于机动车辆以低于预定速度的速度操作持续预定时间段，将第一轮胎扰流板和第二轮胎扰流板移位到收起位置的步骤。此外，该方法可以包括配置控制器以响应于机动车辆以高于预定速度的速度操作持续预定时间段，将第一轮胎扰流板和第二轮胎扰流板移位到展开位置的步骤。

在下面的说明书中，示出并且描述了主动轮胎扰流板系统的几个优选实施例以及用于控制机动车辆的主动轮胎扰流板的相关方法。应当理解，系统和方法能够具有其他不同的实施例，并且在不脱离如所附权利要求中阐述和描述的系统和方法的情况下，它们的几个细节能够在各种显而易见的方面进行修改。因此，附图和说明书应当被认为是说明性的而不是限制性的。

附图说明

并入本文并且形成说明书的一部分的附图说明了主动轮胎扰流板系统和方法的几个方面，并与说明书一起用于解释其某些原理。

图1是主动轮胎扰流板系统的示意性框图；

图2a是装备有主动轮胎扰流板系统的机动车辆的局部主视图，其示出处于展开位置的主动轮胎扰流板系统；

图2b是示出了处于收起位置的轮胎扰流板中的一个的更详细视图，其中轮胎扰流板的底面与至少部分地围绕护板面板的平滑空气动力学外表面平齐地安置；

图3a是处于升高或收起位置的第一轮胎扰流板的详细侧视图；

图3b是类似于图3a的示出了处于展开位置的第一轮胎扰流板的视图；

图3c是示出第一导轨的第一扰流板的详细俯视透视图；

图3d是作为三维空气导流器的第一轮胎扰流板的内部的透视图；

图3e是第一扰流板的底部平面视图；

图4a是处于升高或收起位置的第二轮胎扰流板的详细侧视图；

图4b是示出第二导轨的第二轮胎扰流板的详细俯视透视图。

现在将详细参考主动轮胎扰流板系统的本优选实施例以及用于控制机动车辆的主动轮胎扰流板的相关方法，其示例在附图中示出。

具体实施方式

现在参考图1，其示意性地示出了主动轮胎扰流板系统(active tire spoilersystem)10。主动轮胎扰流板系统10包括第一轮胎扰流板(tire spoiler)12和第二轮胎扰流板14。主动轮胎扰流板系统10还包括控制模块16。控制模块16包括第一致动器18、第二致动器20和控制器22。控制器22可以包括诸如专用微处理器或电子控制单元(ECU)的计算装置，该专用微处理器或电子控制单元(ECU)根据来自适当控制软件的指令进行操作。

控制器22配置为使第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14在图2a中所示的延伸或展开位置与图2b中所示的缩回或收起位置之间移位。当第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14处于图2a中所示的展开位置时，第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14位于相应的第一轮胎与车轮24和第二前轮胎与车轮26的机动车辆前方。在该位置，第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14用作刚性三维空气导流器，其将空气围绕第一和第二轮胎和车轮24、26重新定向，从而减少空气动力学阻力并且增加机动车辆的燃料有效运行。

相比之下，当第一和第二致动器18、20处于相对于图2b中的第二轮胎扰流板14所示的收起位置时，致动器被隐藏在护板面板28后面，其中他们被保护以免受路沿和其他道路障碍物的影响。图2b清楚地示出了如何将第二轮胎扰流板14的底面30与周围的护板面板28的表面保持齐平，以便当扰流板保持在收起位置时改善机动车辆的美观外观。

现在参考图3a至3e，它们是第一轮胎扰流板12的详细侧视图。如图所示，为第一轮胎扰流板12提供第一支撑件32。第一支撑件32包括第一导轨，在所示实施例中，该第一导轨包括具有第一T形横截面的两个第一纵长通道34。第一扰流板12包括两个配合的第一从动件36，每个具有第二T形横截面，第一从动件36配置为被接收并且平稳地滑动在第一导轨/第一纵长通道34中的一个内。如图3d中所示，第一轮胎扰流板12还包括在两个第一从动件36大体相对的端部处的两个导向结构或肋37。这些肋37围绕第一支撑件32并且抵靠第一支撑件32并且有助于促使第一扰流板12相对于第一支撑件32自由滑动。

如图3a中进一步所示，第一致动器18包括可安装到第一支撑件32上的第一旋转驱动马达38。此外，第一致动器18包括第一起重螺杆40和与第一起重螺杆接合并固定到第一轮胎扰流板12的第一螺母42，该第一起重螺杆40通过第一旋转驱动马达38旋转。第一致动器18的第一旋转驱动马达38被驱动以在图2b和3b中所示的收起位置与图2a和3a中所示的展开位置之间升高和降低第一轮胎扰流板12。如图3c和3d中所示，第一扰流板12是三维空气导流器，其具有大体上对应于翼片的前部的形状。

如图4a和4b中所示，主动轮胎扰流板系统10还包括第二支撑件44，该第二支撑件44承载第二导轨，在所示实施例中，该第二导轨是两个第二纵长通道46，其一体地形成在第二支撑件中，并且每个具有第二T形横截面。两个配合的第二从动件48设置在第二轮胎扰流板14上。第二从动件48中的每一个具有第二T形横截面，第二T形横截面大小和形状设置成沿着两个第二导轨/纵长通道46中的一个接合并滑动。

如图4a中最佳所示，第二致动器20包括可安装或固定到第二支撑件44上的第二旋转驱动马达50。第二致动器20还包括第二起重螺杆52和与第二起重螺杆接合并固定到第二轮胎扰流板14的第二螺母54，第二起重螺杆52通过第二旋转驱动马达50旋转。

控制器22可以配置为(a)包括第一数据输入56以从本领域已知的大体上任何类型的机动车辆速度监控装置58接收机动车辆速度数据。此外，当机动车辆速度数据超过例如每小时55英里的预定速度时，控制器22可以配置为将第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14移位到图2a中所示的展开位置。

如图1中进一步所示，控制器22可以配置为包括第二数据输入60以从本领域已知的大体上任何类型的环境温度监控装置接收环境温度数据。此外，控制器22可以配置为当环境温度数据落在预定温度范围内时，禁止第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14到展开位置的移位。因此，控制器22将第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14保持在图2b、3a和4a中所示的收起位置，以当机动车辆遭受恶劣的冬季天气条件时防止第一和第二轮胎扰流板在向下延伸或展开位置的潜在的冻结。例如，预定温度范围可以是小于34度的温度，28和34华氏度之间的温度或其他合适的设置。

如图1中进一步所示，控制器22可以配置为包括第三数据输入64，以用于从本领域已知的大体上任何类型的传动系模式状态监控装置66接收传动系模式状态数据。因此，例如，当机动车辆的操作者将机动车辆传动系放置在四乘四驱动模式中进行越野操作时，控制器22可以配置为防止第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14到展开位置的移位，而与机动车辆的操作速度无关。

还应理解，控制器22还可以配置为包括定时器68。定时器68可以被控制器22用来确定何时将第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14从展开位置移位到收起位置或从收起位置移位到展开位置。例如，当从第一数据输入56处的机动车辆速度监控装置58接收的数据表明机动车辆以小于72千米/小时的速度被驱动持续15秒或以上(如定时器68所示)时，控制器可以配置为将第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14移位到收起位置。相比之下，当监控的机动车辆速度处于大于每小时88千米持续时间为15秒或以上时，控制器可以配置为将第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14从收起位置移位到展开位置。

根据上述描述，提供了一种用于控制机动车辆的主动轮胎扰流板12、14的方法。该方法可以概括地描述为包括以下步骤：(a)通过速度监控装置58监控机动车辆速度，和(b)响应于机动车辆的当前速度通过控制模块16控制第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14在收起位置和展开位置之间的移位。

该方法还可以包括通过温度监控装置62监控环境温度的步骤。另外，该方法可以包括响应于当前温度落在预定范围内或低于预定值，由控制器22禁止第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14向展开位置移位的步骤。

此外，该方法可以包括通过传动系模式状态监控装置66监控机动车辆的传动系模式状态的步骤。此外，该方法可以包括响应于当前的传动系模式状态表明传动系以四乘四驱动模式的接合，通过控制器22禁止第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14向展开位置移位的步骤。

此外，该方法可以包括配置控制器22以包括定时器68的步骤。此外，该方法可以包括配置控制器22以响应于机动车辆以低于预定速度的速度操作持续预定时间段而将第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14移位到收起位置的步骤。或者或另外地，该方法可以包括配置控制器22以响应于以高于预定速度的速度操作机动车辆持续预定的时间段将第一轮胎扰流板12和第二轮胎扰流板14移位到展开位置的步骤。

为了说明和描述的目的已经提出了前述内容。它不是旨在穷举的或将实施例限制为所公开的精确形式。根据上述教导，可以进行明显的修改和变化。例如，对于所示实施例上述的预定温度或温度范围、预定速度和预定时间框架可以根据需要针对配备有主动轮胎扰流板系统10的任何特定机动车辆改变。当根据所附权利要求公平地、合法地以及合理地享有的范围解释时，所有这些修改和变化在所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种主动轮胎扰流板系统，包括：

第一轮胎扰流板；

第二轮胎扰流板；和

控制模块，所述控制模块包括控制器，所述控制器配置为将所述第一轮胎扰流板和所述第二轮胎扰流板在收起位置和展开位置之间移位。

2.根据权利要求1所述的主动轮胎扰流板系统，其中所述控制模块包括连接到所述第一轮胎扰流板的第一致动器和连接到所述第二轮胎扰流板的第二致动器。

3.根据权利要求2所述的主动轮胎扰流板系统，进一步包括用于所述第一轮胎扰流板的第一支撑件和用于所述第二轮胎扰流板的第二支撑件。

4.根据权利要求3所述的主动轮胎扰流板系统，其中所述第一支撑件包括第一导轨，并且所述第二支撑件包括第二导轨。

5.根据权利要求4所述的主动轮胎扰流板系统，进一步包括在所述第一轮胎扰流板上的第一从动件和在所述第二轮胎扰流板上的第二从动件。

6.根据权利要求5所述的主动轮胎扰流板系统，其中所述第一致动器包括第一旋转驱动马达、由所述第一旋转驱动马达旋转的第一起重螺杆和与所述第一起重螺杆接合并固定到所述第一轮胎扰流板的第一螺母。

7.根据权利要求6所述的主动轮胎扰流板系统，其中所述第二致动器包括第二旋转驱动马达、由所述第二旋转驱动马达旋转的第二起重螺杆和与所述第二起重螺杆接合并固定到所述第二轮胎扰流板的第二螺母。

8.根据权利要求7所述的主动轮胎扰流板系统，其中所述第一旋转驱动马达被承载在所述第一支撑件上，并且所述第二旋转驱动马达被承载在所述第二支撑件上。

9.根据权利要求8所述的主动轮胎扰流板系统，其中所述第一导轨是具有第一T形横截面的第一纵长通道，并且所述第二导轨是具有第二T形横截面的第二纵长通道。

10.根据权利要求7所述的主动轮胎扰流板系统，其中所述控制器配置为(a)包括用于机动车辆速度数据的第一数据输入和(b)当所述机动车辆速度数据超过预定速度时，将所述第一轮胎扰流板和所述第二轮胎扰流板移位到所述展开位置。

11.根据权利要求10所述的主动轮胎扰流板系统，其中所述控制器配置为(a)包括用于环境温度数据的第二数据输入和(b)当所述环境温度数据落在预定温度范围内时，禁止所述第一轮胎扰流板和所述第二轮胎扰流板移位到所述展开位置。

12.根据权利要求11所述的主动轮胎扰流板系统，其中所述控制器配置为包括用于传动系模式状态数据的第三数据输入。

13.一种用于控制机动车辆的主动轮胎扰流板的方法，包括：

通过速度监控装置监控机动车辆速度；和

响应于所述机动车辆的当前速度，通过控制模块控制第一轮胎扰流板和第二轮胎扰流板在收起位置和展开位置之间的移位。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括通过温度监控装置监控环境温度。

15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括响应于当前温度落在预定范围内，通过所述控制器禁止所述第一轮胎扰流板和所述第二轮胎扰流板移位到所述展开位置。

16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括通过传动系模式状态监控装置监控所述机动车辆的传动系模式状态。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括响应于表明四轮驱动的接合的当前传动系模式状态，通过所述控制器禁止所述第一轮胎扰流板和所述第二轮胎扰流板移位到所述展开位置。

18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括配置所述控制器以包括定时器。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括配置所述控制器以响应于所述机动车辆以低于预定速度的速度操作持续预定时间段来将所述第一轮胎扰流板和所述第二轮胎扰流板移位到所述收起位置。

20.根据权利要求18所述的方法，进一步包括配置所述控制器以响应于所述机动车辆以高于预定速度的速度操作持续预定时间段来将所述第一轮胎扰流板和所述第二轮胎扰流板移位到所述展开位置。