CN108622213A - 主动空气动力式车底护罩系统及升降平衡调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种主动空气动力式车底护罩系统，该主动空气动力式车底护罩系统包括具有排气孔的车底护罩、可在排气孔关闭位置和排气孔开放位置之间移动的面板、用于移动面板的驱动器和用于驱动器的控制器。控制器被配置成在车辆制动期间打开排气孔以减小下压力，并因此为机动车辆提供更好的升降平衡调整。本发明还提供了在车辆制动期间减小下压力并提供更好的升降平衡调整的方法。

Description

主动空气动力式车底护罩系统及升降平衡调整方法
技术领域
本文件总体上涉及机动车辆设备领域，并且更具体地涉及主动空气动力式车底护罩系统(active aerodynamic underbody shield system)，并且涉及在机动车辆制动期间提供机动车辆的更好的升降平衡调整的相关方法。
背景技术
为了空气动力学效益、热保护和部件/车辆保护，已经利用车底护罩。无源底部装置不能被设计为完全满足这些不同的属性和总体性能结果的协调。
更具体地，车底护罩可以通过降低压力使其低于环境压力而产生下压力。随着护罩更接近地平面移动和/或俯仰姿态增加，压力降低幅度增大。与地平面相比，随着车辆的高度和姿态变化可以有较大的下压力变化，这会明显影响操纵和制动性能。另外，车底护罩是减阻部件，其也可以减少用于进行冷却的气流。无源车底护罩可以在阻力和冷却性能之间形成协调。然而，并非车辆中的所有运行状态都需要最大量的冷却。重要的是，主动车底护罩可以更好地将车辆冷却性能与不同运行状态下的车辆冷却需求协调。
本文涉及一种主动空气动力式车底护罩系统，其具有可根据需要打开或关闭以最好地满足机动车辆的操作状态的需要的排气孔。当车辆在稳定状态下运行时，关闭排气孔以最小化阻力并提供最大的燃料经济性。如果车辆处于热负荷环境中，则可以打开排气孔以提供附加的量的气流以增强冷却。另外，排气孔可以用来调节车辆空气动力式升降平衡或者俯仰灵敏度。为此，除了制动以外，对于所有车辆姿态或运行状态，排气孔可以保持在关闭位置。在制动时，排气孔可以打开以降低产生下压力(吸力)的有效性到与直立车辆姿态类似的水平。这提高了驾驶员的信心，并且可以带来实质性的好处。
发明内容
根据在本文中描述的目的和益处，提供了一种主动空气动力式车底护罩系统。该主动空气动力式车底护罩系统包括具有排气孔的车底护罩、可在排气孔关闭位置和排气孔开放位置之间移动的面板、用于移动面板的驱动器和用于驱动器的控制器。控制器被配置成在车辆制动期间打开排气孔以减小下压力，并且从而为结合有主动空气动力式车底护罩系统的机动车辆提供更好的升降平衡调整。
车底护罩系统还可以包括具有导板(guideway)的面板支撑件。该导板可以包括相对的引导通道。面板可以在排气孔关闭位置和排气孔开放位置之间在那些相对的引导通道中滑行。
可以通过连接机构将驱动器连接到面板。驱动器可以从包括发动机真空驱动器、电驱动器、螺线管、气动驱动器和液压驱动器的组中选择。在一个可能的实施例中，连接机构可以包括第一连接件和第二连接件。第一连接件通过枢轴销连接到车底护罩。第一连接件具有连接到驱动器的第一端和连接到第二连接件的第二端。第二连接件可以连接到面板。
车底护罩系统还可以包括跨排气孔的网罩以防止摄入砾石、棍棒和其他道路碎片。
控制器可以被配置为包括至少一个数据输入端。此外，主动空气动力式车底护罩系统还可以包括连接到至少一个数据输入端的至少一个监测装置。至少一个监测装置可以从包括制动踏板驱动开关、制动压力监测器、车辆速度监测器、横向加速度监测器、纵向加速度监测器、行驶高度监测器、前轮位置监测器、方向盘角度监测器及其组合的组中选择。
在一些实施例中，主动空气动力式车底护罩系统还可以包括连接到附加数据输入端的附加监测装置。该附加监测装置可以从包括发动机冷却剂温度监测器、发动机汽缸温度监测器及其组合的第二组中选择。
根据另外的方面，提供一种在车辆制动期间减小下压力并提供更好的升降平衡调整的方法。该方法包括以下步骤：(a)通过监控装置检测车辆制动；(b)通过驱动器打开车底护罩中的排气孔；以及(c)通过被配置成在车辆制动期间打开排气孔的控制器控制驱动器。
该方法可以进一步包括利用监测装置监测制动踏板启动的步骤。该方法还可以包括利用监测装置监测制动压力的步骤。该方法还可以包括利用监测装置监测车辆速度。该方法可以包括利用监测装置监测车辆横向加速度。该方法可以包括利用监测装置监测车辆纵向加速度。该方法可以包括利用监测装置监测车辆行驶高度。该方法可以包括利用监测装置监测前轮位置。该方法还可以包括利用监测装置监测方向盘角度。
此外，该方法可以包括监测马达运行温度。
在以下描述中，示出和描述了主动空气动力式车底护罩系统以及在车辆制动期间减小下压力并提供更好的升降平衡调整的相关方法的几个优选实施例。如应该理解的，主动空气动力式车底护罩系统和方法能够具有其他不同的实施例，并且它们的多个细节能够在各种明显的方面进行修改而不背离如以下权利要求书列出和描述的主动空气动力式车底护罩系统和方法。因此，附图和描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
附图说明
并入本文并形成说明书的一部分的附图示出了主动空气动力式车底护罩系统和相关方法的几个方面，并且其与说明书一起用于解释其某些原理。在附图中：
图1是主动空气动力式车底护罩系统的示意性框图。
图2a是示出处于排气孔关闭位置的主动空气动力式车底护罩系统的可移动面板的俯视平面图。
图2b是沿着图2a的线2b-2b的横截面图。
图3是类似于图2a的俯视平面图，但其示出处于排气孔开放位置中的主动空气动力式车底护罩系统的可移动面板。
图4是主动空气动力式车底护罩系统的一个可能实施例的控制逻辑流程图。
现在将详细参考主动空气动力式车底护罩系统的当前优选实施例，在附图中示出了实施例的实例。
具体实施方式
现在参考示出了主动空气动力式车底护罩系统10的一个可能的实施例的图1、2a、2b和3。该主动空气动力式车底护罩系统10包括具有排气孔14的车底护罩12。主动空气动力式车底护罩系统10还包括可在图2a和2b所示的排气孔关闭位置和图3所示的排气孔开放位置之间移动的面板16。驱动器18在排气孔关闭位置和排气孔开放位置之间移动面板16。连接机构20将驱动器18与面板16连接。提供控制器22以控制驱动器18。
在所示的实施例中，控制器22包括计算装置，例如根据来自适当的控制软件的指令运行的专用微处理器或电子控制单元(electronic control unit，ECU)。因此，控制器22可以包括通过通信总线彼此通信的一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个网络接口。
控制器22被配置成在车辆制动期间打开排气孔14以便减小下压力，并且由此为机动车辆提供更好的升降平衡调整。有利地，这提供了增强的机动车辆稳定性，这改善了驾驶员的信心并且导致显著的性能益处。
更具体地，主动空气动力式车底护罩系统10包括具有导板26的面板支撑件24。在所示实施例中，导板26包括位于排气孔14的横向端部30外侧的相对的引导通道28。当面板在图2a和图2b所示的排气孔关闭位置与图3所示的排气孔开放位置之间移动时，面板16在引导通道28中滑行。
主动空气动力式车底护罩系统10还可以包括跨排气孔14延伸的网罩32。当面板16处于排气孔开放位置中时，网罩32允许空气相对自由地通过排气孔14，但防止摄入砾石、棍棒及其他道路碎片。
驱动器18可以采取基本上任何适合于在排气孔关闭位置和排气孔开放位置之间移动面板16的目的的形式。因此，应该理解，驱动器18可以包括发动机真空驱动器、电驱动器、螺线管、气动驱动器和液压驱动器。
在所示的实施例中，连接机构20包括第一连接件34和第二连接件36。第一连接件34通过枢轴销38连接到车底护罩。第一连接件34的第一端40通过销44连接到驱动器18的臂42上。第一连接件34的第二端46通过销48连接到第二连接件36上。第二连接件36的相对端连接到面板16。应该理解，仅为了说明的目的而呈现图2a和图3中所示的具体连接机构20，并且其不应被视为限制范围。
如最好由图1中所示，控制器22被配置为包括至少一个数据输入端。在所示的实施例中，控制器22包括第一数据输入端50、第二数据输入端52、第三数据输入端54和第四数据输入端56。第一数据输入端50连接到第一监测装置58，第二数据输入端52连接到第二监测装置60，第三数据输入端54连接到第三监测装置62，并且第四数据输入端56连接到第四监测装置64。
第一监测装置58、第二监测装置60、第三监测装置62和第四监测装置64可以从包括如下选项的第一组中选择：制动踏板驱动开关、制动压力监测器、车辆速度监测器、车辆横向加速度监测器、车辆纵向加速度监测器、行驶高度监测器、前轮位置监测器、方向盘角度监测器及其组合。
应当理解，主动空气动力式车底护罩系统10可以结合能够监测机动车辆的制动和姿态的这些监测装置58、60、62、64中的任何一个或多个。更进一步地，监测装置58、60、62、64中的一个或多个可以包括从包含能够监测发动机运行温度的发动机冷却剂温度监测器、发动机汽缸温度监测器及其组合的第二组中选择的附加监测装置。应该理解，监测设备58、60、62、64中的任何一个或多个可以经由机动车辆的控制器局域网(controller areanetwork，CAN)(示于图4中的65)连接到相应的数据输入端50、52、54、56。
现在参考图4，图4示出了用于控制器22的控制逻辑流程图的一个可能的实施例。在该实施例中，控制器22在相应的框66和68处监测机动车辆马达运行温度和制动器驱动。如果指定的马达温度低于阈值，则在框66处不采取行动。相反，如果机动车辆马达温度高于预定阈值，则控制器22向驱动器18提供控制信号，使得驱动器18移动面板16进入如图3所示的排气孔开放位置中。
如果制动器驱动被监测装置58确定为低于预定阈值，则在框70不采取动作。相反，如果制动器驱动被确定为高于预定期望阈值(框72)，则控制器22向驱动器18发送适当的控制信号，使得驱动器将面板16移动到图3的排气孔开放位置中。因此，应当理解，无论何时机动车辆温度高于预定阈值或者制动器驱动高于预定的期望阈值，则将面板16保持在排气孔开放位置中。在所有其他时间，控制器22被配置为向驱动器18发送适当的信号以将面板16移动并保持在图2a和图2b所示的排气孔关闭位置中。
应该理解，图4的控制逻辑流程图应被认为是本质上说明性的而不是限制性的。可以为控制器22提供许多可选的控制逻辑流程图以使用由一个或多个监测装置58-64提供的数据，如上所述，监测装置58-64可以从包括制动踏板驱动开关、制动压力监测器、车辆速度监测器、横向加速度监测器、纵向加速度监测器、行驶高度监测器、前轮位置监测器、方向盘角度监测器、发动机冷却剂温度监测器和发动机汽缸温度监测器的组中选择。
与上面的描述一致，提供了一种在车辆制动期间减小下压力并提供更好的升降平衡调整的方法。该方法可以概括地描述为包括以下步骤：利用监测装置(注意一个或多个监测装置58、60、62、64)检测车辆制动，通过驱动器18打开车底护罩12中的排气孔14，并且通过被配置成在车辆制动期间打开排气孔的控制器22来控制驱动器。
该方法可以包括监测制动踏板启动、制动压力、机动车辆速度、机动车辆横向加速度、机动车辆纵向加速度、机动车辆行驶高度、前轮位置、方向盘角度、运行温度及其任何组合。可以利用例如马达冷却剂温度监测器或马达汽缸温度监测器来监测马达运行温度。
已经出于说明和描述的目的呈现了前述内容。这并不意味着穷举或将实施例限制到所公开的确切形式。根据上述教导可以做出明显的修改和变化。例如，所示实施例包括四个监测装置58、60、62、64。应当理解，可以使用少至一个并且多达十个或更多个监测装置来向控制器22提供数据，这取决于控制器的控制逻辑。当所附权利要求根据其公正、合法和公平地享有的宽度来解释时，所有这些修改和变化都在这些权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种主动空气动力式车底护罩系统，包括：
车底护罩，所述车底护罩包括排气孔；
面板，所述面板能够在排气孔关闭位置和排气孔开放位置之间移动；
驱动器，所述驱动器用于移动所述面板；以及
控制器，所述控制器用于所述驱动器，所述控制器被配置成在车辆制动期间打开所述排气孔以减小下压力，从而提供升降平衡调整。
2.根据权利要求1所述的主动空气动力式车底护罩系统，所述主动空气动力式车底护罩系统还包括具有导板的面板支撑件。
3.根据权利要求2所述的主动空气动力式车底护罩系统，其中，所述导板包括相对的引导通道，并且所述面板在所述相对的引导通道中滑行。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的主动空气动力式车底护罩系统，其中，所述驱动器通过连接机构连接至所述面板。
5.根据权利要求4所述的主动空气动力式车底护罩系统，所述主动空气动力式车底护罩系统还包括跨所述排气孔的网罩。
6.根据权利要求5所述的主动空气动力式车底护罩系统，其中，所述控制器被配置为包括至少一个数据输入端。
7.根据权利要求6所述的主动空气动力式车底护罩系统，所述主动空气动力式车底护罩系统还包括连接到所述至少一个数据输入端的至少一个监测装置，所述至少一个监测装置选自第一组，所述第一组包括制动踏板驱动开关、制动压力监测器、车辆速度监测器、横向加速度监测器、纵向加速度监测器、行驶高度监测器、前轮位置监测器、方向盘角度监测器及其组合。
8.根据权利要求7所述的主动空气动力式车底护罩系统，所述主动空气动力式车底护罩系统还包括连接到附加数据输入端的附加监测装置，所述附加监测装置选自第二组，所述第二组包括发动机冷却剂温度监测器、发动机汽缸温度监测器及其组合。
9.根据权利要求7所述的主动空气动力式车底护罩系统，其中，所述驱动器选自第三组，所述第三组包括发动机真空驱动器、电驱动器、螺线管、气动驱动器和液压驱动器。
10.根据权利要求9所述的主动空气动力式车底护罩系统，其中，所述连接机构包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件通过枢轴销连接到所述车底护罩，所述第一连接件具有连接到所述驱动器的第一端和连接到第二连接件的第二端，所述第二连接件连接到所述面板。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的主动空气动力式车底护罩系统，其中，所述控制器被配置为包括至少一个数据输入端。
12.根据权利要求11所述的主动空气动力式车底护罩系统，所述主动空气动力式车底护罩系统还包括连接到所述至少一个数据输入端的至少一个监测装置，所述至少一个监测装置选自第一组，所述第一组包括制动踏板驱动开关、制动压力监测器、车辆速度监测器、横向加速度监测器、纵向加速度监测器、行驶高度监测器、前轮位置监测器、方向盘角度监测器及其组合。
13.根据权利要求12所述的主动空气动力式车底护罩系统，所述主动空气动力式车底护罩系统还包括连接到附加数据输入端的附加监测装置，所述附加监测装置选自第二组，所述第二组包括发动机冷却剂温度监测器、发动机汽缸温度监测器及其组合。
14.根据权利要求13所述的主动空气动力式车底护罩系统，其中，所述驱动器选自第三组，所述第三组包括发动机真空驱动器、电驱动器、螺线管、气动驱动器和液压驱动器。
15.根据权利要求14所述的主动空气动力式车底护罩系统，其中，所述连接机构包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件通过枢轴销连接到所述车底护罩，所述第一连接件具有连接到所述驱动器的第一端和连接到第二连接件的第二端，所述第二连接件连接到所述面板。
16.一种在车辆制动期间减小下压力并提供升降平衡调整的方法，包括：
通过监测装置检测车辆制动；
通过驱动器打开车底护罩中的排气孔；以及
通过控制器控制所述驱动器，所述控制器被配置成在所述车辆制动期间打开所述排气孔。
17.根据权利要求16所述的方法，包括利用所述监测装置监测制动踏板启动。
18.根据权利要求16所述的方法，包括利用所述监测装置监测制动压力。
19.根据权利要求16所述的方法，包括利用所述监测装置监测车辆速度。
20.根据权利要求16所述的方法，包括利用所述监测装置监测车辆横向加速度。
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