CN109318874A - 用于机动车辆的主动偏转器系统 - Google Patents

Abstract

一种根据本发明的机动车辆，其包括车身，该车身具有下表面，且多个车辆车轮具有用于接触行驶表面的相应接触表面。车身底部空间由此限定在接触表面和车身的下表面之间。该车辆附加地包括可动空气偏转器，该可动空气偏转器联接于下表面并且突出到车身底部空间中。空气偏转器具有带有第一阻挡轮廓的第一位置和带有第二阻挡轮廓的第二位置。车辆附加地包括致动器，该致动器联接于空气偏转器，该致动器构造成在第一位置和第二位置之间驱动空气偏转器。该车辆进一步包括控制器，该控制器构造成响应于操作条件得到满足来控制致动器，以将空气偏转器从第一位置移动至第二位置。

Description

用于机动车辆的主动偏转器系统

技术领域

本发明涉及一种机动车辆，且更具体地说涉及机动车辆的空气动力学特征件。

背景技术

现代机动车辆通常在车辆的前车轮和后车轮两者上均具有液压致动制动器。在车辆盘式制动器系统中，车辆车轮的轮毂安装于轴向同心的圆形盘，该圆形盘由导热金属和耐磨金属形成。固定于车辆的制动器卡钳装配在圆形盘的区段周围。当车辆操作者踩上制动器踏板时，液压流体在连接于制动器卡钳的制动器软管中加压，并且迫使制动器卡钳的摩擦材料垫抵靠于旋转车轮盘的两侧。卡钳垫和旋转盘之间的摩擦接合用于减慢且可能停止车辆车轮。在鼓式制动器系统中，车辆车轮具有轴向同心的圆形金属滚筒表面，该圆形金属滚筒表面由导热和耐磨金属形成。当要求制动时，制动器软管中的加压液压流体迫使合适摩擦材料的弧形制动器衬里向外抵靠于车轮滚筒，以再次减慢且可能停止车辆车轮。

为了定型，并且控制轮胎旋转而撩起的砂子、泥浆、液体和其他道路喷雾的四散飞溅，车辆车轮通常在轮窝内部分地封围在车辆车身内。轮窝是大体圆形的部分闭合空腔，在其下侧处并且在车辆挡泥板或四分之一面板处打开，并且部分地延伸到车辆车身中。容纳在轮窝内的会是车轮、制动器组件，且通常是诸如弹簧和减振器之类的悬架部件。轮窝尺寸设计成在车轮和轮胎可能采用的所有构造中容纳这些车轮和轮胎，且因此，该轮窝的设计允许预期的轮胎移动范围。这些可包括悬架移动距离，且针对前车轮，包括转动方向盘时的预期角度倾斜范围。通常，轮窝通常会在车辆内部并且围绕轮胎周缘可观察到的部分闭合。

通常，当制动器盘和制动器滚筒表面由于正常行驶的重复车轮制动动作而加热时，围绕移动车辆的空气流显著地有助于制动器盘和制动器滚筒表面的冷却。此种空气流通常足以在最通常经历的驾驶条件下冷却制动器盘、滚筒和摩擦材料，但在牵引拖车时或者在具有长而陡坡度的山区中驾驶时，可能需要操作者加以额外注意。然而，车辆引擎盖、车顶、后行李箱以及侧表面在设计上更强调减小车辆阻力。所包括的用于减小阻力的一些设计特征件(例如，空气坝)也会减少可用于冷却摩擦加热制动器构件表面的空气流。

发明内容

根据本发明的机动车辆包括车身，该车身具有下表面。该车辆另外包括多个车辆车轮，这些车辆车轮设置在下表面处。每个相应车轮具有用于接触行驶表面的相应接触表面。车身底部空间由此限定在接触表面和车身的下表面之间。该车辆另外包括可动空气偏转器，该可动空气偏转器联接于下表面并且突出到车身底部空间中。可动空气偏转器具有第一位置和第二位置。第一位置在车身底部空间中呈现第一阻挡轮廓，且第二位置在车身底部空间中呈现第二阻挡轮廓。车辆另外包括致动器，该致动器联接于可动空气偏转器，该致动器构造成在第一位置和第二位置之间驱动可动空气偏转器。车辆进一步包括控制器。控制器构造成响应于操作条件的满足来控制致动器，以使得可动空气偏转器从第一位置移动至第二位置。

在示例性实施例中，可动空气偏转器另外具有在第一位置和第二位置之间的中间位置，且该控制器进一步构造成响应于第二操作条件得到满足来控制致动器，以使得可动空气偏转器移动至中间位置。

在示例性实施例中，车辆另外包括车辆制动器组件和热传感器，该热传感器构造成检测车辆制动器组件的当前温度。在此种实施例中，操作条件包括当前温度超出第一预定阈值。该控制器可进一步构造成响应于当前温度降低到第二预定阈值以下来控制致动器，以使得可动构件从第二位置移动至第一位置。第二预定阈值可小于第一预定阈值。

在示例性实施例中，该可动空气偏转器包括细长构件，该细长构件具有第一端部和第二端部，且该第一端部联接于致动器。该致动器构造成驱动细长构件绕通过第一端部的枢转轴线进行枢转运动。根据各个实施例，枢转轴线可大体是垂直的或大体水平的。该可动空气偏转器可包括第二细长构件，该第二细长构件联接于致动器，且致动器进一步构造成驱动第二细长构件进行枢转运动。该车辆可包括第二致动器，且该可动空气偏转器可包括第二细长构件，该第二细长构件联接于第二致动器，且第二致动器进一步构造成驱动第二细长构件进行枢转运动。

根据本发明的控制车辆的方法包括：提供一种车辆。该车辆具有车身，该车身在车身的下表面和行驶表面之间具有车身底部空间。该方法还包括在下表面处提供可动空气偏转器。可动空气偏转器具有第一位置和第二位置。第一位置在车身底部空间中呈现第一阻挡轮廓，且第二位置在车身底部空间中呈现第二阻挡轮廓，该第二阻挡轮廓不同于第一阻挡轮廓。该方法还包括提供致动器，该致动器联接于可动空气偏转器，并且构造成在第一位置和第二位置之间驱动可动空气偏转器。该方法进一步包括响应于操作条件得到满足来经由致动器将可动空气偏转器从第一位置移动至第二位置。

在示例性实施例中，该方法进一步包括响应于第二操作条件的满足来经由致动器将可动空气偏转器移动至第一位置和第二位置之间的中间位置。

在示例性实施例中，操作条件包括当前制动器系统温度超出第一预定阈值。在此种实施例中，该方法可进一步包括响应于当前制动器系统温度随后降低到第二预定阈值之下来经由致动器将可动空气偏转器从第二位置移动至第一位置。第二预定阈值可小于第一预定阈值。

在示例性实施例中，该方法进一步包括提供控制器，该控制器与致动器通信，其中，经由致动器来移动可动空气偏转器通过控制器自动地执行。

根据本发明的用于机动车辆的空气偏转器系统包括可动空气偏转器，该可动空气偏转器具有细长构件。空气偏转器具有阻挡位置和冷却位置，在该阻挡位置中，细长构件突出到车身底部空间中，以抑制通过车身底部空间的空气通道，而在冷却位置中，空气引导至车辆部件。空气偏转器系统还包括致动器，该致动器联接于细长构件并且构造成在阻挡位置和冷却位置之间驱动细长构件。空气偏转器系统还包括控制器，该控制器构造成响应于操作条件的满足来控制致动器，以将细长构件从阻挡位置移动至冷却位置。

在示例性实施例中，细长构件具有第一端部和第二端部，且第一端部联接于致动器，该致动器构造成驱动细长构件绕通过第一端部的枢转轴线进行枢转运动。枢转轴线可大体是水平的。操作条件可包括车辆部件的当前温度超过预定阈值。

根据本发明的实施例提供若干优点。例如，本发明提供一种系统和方法，用于满足性能机动车辆的制动器冷却需求，同时还减小车辆阻力。

当结合附图时，从下文对优选实施例的详细描述中，本发明的上述有点和特征以及其他优点和特征会显而易见。

附图说明

图1是根据本发明一项实施例的机动车辆的俯视图；

图2是根据本发明一项实施例的机动车辆的仰视图；

图3是根据本发明一项实施例的控制机动车辆的方法的流程图图示；

图4A和4B是根据本发明一项实施例的车辆的示意图；以及

图5A和5B是根据本发明一项实施例的车辆的示意图。

具体实施方式

本文描述本发明的各实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅仅是示例，且其他实施例能采取不同形式和替代形式。这些附图并非必须按比例；一些特征可放大或缩小，以示出特定部件的细节。因此，这里公开的特定结构和功能细节不应解释为限制性的，而仅仅是代表性的。参照任何一个附图说明和描述的各个特征能与一个或多个其他附图中说明的特征相组合，以产生并未明确说明或描述的实施例。所说明特征的组合提供针对典型应用的代表性实施例。然而，根据本发明教示的特征的各种组合和修改对于特定应用或实施方式会是合乎期望的。

现参照图1和图2，说明了根据本发明的机动车辆10的第一实施例。机动车辆10设有车身12。至少一个车辆车轮14设置在车身12下方。盘转子16与车轮14大体同心地安装。成对制动器垫18构造成摩擦地接合转子16，以使得车辆减速。制动器垫18由活塞20承载，该活塞进而由卡钳22可滑动地支承。流体管线24将流体供给至卡钳22，以使得流体管线24中管线压力的升高致使活塞20且进而致使制动器垫18致动。当摩擦地接合时，制动器垫18和转子16经受的热能增大。

传感器26构造成检测卡钳22的温度。在示例性实施例中，传感器26包括热传感器，该热传感器构造成检测由流体管线24供给的流体的流体温度。在其他实施例中，可使用其他传感器，例如构造成检测卡钳22的温度的红外测温仪。在替代实施例中，传感器26构造成检测流体管线24中的管线压力，并且基于管线压力中的下降来推断卡钳22的温度升高。

主动轮胎偏转器28设置在车辆车轮14前方。主动轮胎偏转器28包括至少一个可动构件30，该至少一个可动构件联接于一个或多个致动器32。在图1和2中说明的实施例中，主动轮胎偏转器28包括两个可动构件30，每个可动构件均联接于相应的致动器32。主动轮胎偏转器28具有如图1中说明的冷却位置和如图2中说明的阻挡位置。阻挡位置和冷却位置呈现彼此不同的车身底部阻挡轮廓。

在冷却位置中，主动轮胎偏转器28设置成将空气引导至制动器卡钳22且由此提供冷却。在图1中说明的实施例中，可动构件30设置成大体彼此平行，以形成通道且由此将空气引导至制动器卡钳22。冷却位置可例如基于计算流体动力学(CFD)分析或风洞测试来选择。

在阻挡位置中，主动轮胎偏转器28设置成围绕车辆车轮14引导空气。在图2中说明的实施例中，可动构件30设置成大体彼此邻抵，并且在车辆车轮14前方形成偏转器。空气由此围绕车辆车轮14引导，以减小阻力。如同冷却位置那样，阻挡位置可例如基于CFD分析或风洞测试来选择。

致动器或多个致动器32构造成使得主动轮胎偏转器28在阻挡位置和冷却位置之间移动。在图1和2中说明的实施例中，致动器32构造成使得可动构件30绕大体垂直枢转轴线如图1中箭头所示在各位置之间枢转。致动器32可包括诸如螺线管的机电致动单元，或者任何其他合适的致动单元。根据各个实施例，可动构件30的自由端部(即并不联接于致动器32的端部)可自动地摆动或者由履带承载。

在一些实施例中，致动器32可构造成在阻挡位置和冷却位置之间的多个中间位置中逐渐地改变可动构件30的位置，以由此根据需要更为渐进地提高冷却效果，同时维持偏转器对于阻力减小的作用。

图1和图2中说明的实施例中，一个主动轮胎偏转器28与前部驾驶员侧轮窝相关联。未说明的其他类似偏转器可与一个或多个其他车辆车轮相关联。会意识到的是，在一些车辆中，可适合于采用各个偏转器来用于每个车轮，而在其他车辆中，单个偏转器可为多个车轮提供阻挡和冷却功能。

传感器26和致动器32与控制器34通信或者在控制器的控制下。控制器34经编程，以至少部分地基于来自传感器26的读数来控制致动器32，从而移动主动轮胎偏转器28，这会在下文参照图3进行更详细地讨论。

虽然示作单个单元，控制器34可包括统称为“控制器”的一个或多个控制器。控制器34可包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理单元(CPU)。计算机可读存储装置或介质可例如包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储。KAM是永久性或非易失性存储器，其可在CPU断电的同时用于存储各种操作变量。计算机可读存储装置或介质可使用多个已知存储器装置的任何一种来实施，这些存储器装置例如是PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、闪存存储器或任何其他的能够存储数据的电子、磁性、光学或组合存储器装置，其中一些数据表示由控制器用来控制发动机或车辆的可执行指令。

现参照图3，以流程图形式说明根据本发明的控制管道系统的方法。该方法在框块100处开始。在示例性实施例中，该方法借助提供给诸如图1中说明的控制器34的控制器的编程来执行。

如框块102处所说明的是，将空气偏转器控制为阻挡位置。如上所述，在阻挡位置中，空气偏转器设置成围绕一个或多个车辆车轮引导空气，由此减小车辆阻力并且增大燃料经济性。

如框块104处所说明的是，检测制动器卡钳温度。这可例如借助图1中说明的传感器26执行。

如操作106处所说明的是，做出判定，制动器卡钳温度是否超过第一预定阈值。第一预定阈值基于针对制动器系统的期望操作温度范围，并且可例如在1000华氏度的量级上。

如果操作106的判定是否定的，即所检测的卡钳温度并不超过第一阈值，则控制返回至框块104。空气偏转器由此维持在阻挡位置中，除非且直到所检测的制动器卡钳温度超过第一阈值为止。

如框块108处所说明的是，如果操作106的判定是正的，即所检测的卡钳温度超过第一阈值，则空气偏转器控制为冷却位置。如上所述，在冷却位置中，空气偏转器设置成将空气引导至与车辆车轮相关联的一个或多个制动器系统且由此提供冷却。

如框块110处所说明的是，检测制动器卡钳温度。如上所述，这可例如借助图1中说明的传感器26执行。

如操作112处所说明的是，做出判定，制动器卡钳温度是否落到第二预定阈值以下。第二预定阈值可等于或不同于第一预定阈值。在示例性实施例中，第二预定阈值小于第一预定阈值，以由此避免由于滞后而导致在冷却和阻挡模式之间快速循环。

如果操作112的判定是负的，即所检测的卡钳温度并不落到第二阈值以下，则控制返回至框块110。空气偏转器由此维持在冷却位置中，除非且直到所检测的制动器卡钳温度落到第二阈值以下为止。

如果操作112的判定是正的，即所检测的卡钳温度落到第二阈值以下，则控制返回至框块102且空气偏转器控制为阻挡位置。

在本发明的范围内还设想上述的变型。

现参照图4A和图4B，说明根据本发明的第二示例性实施例。在图4A和4B的实施例中，车辆10'设有联接于致动器32'的空气偏转器28'。空气偏转器28'包括第一和第二可动构件30'。致动器32'构造成使得第一和第二可动构件30'绕大体垂直枢转轴线枢转。致动器32'在控制器34'的控制下。控制器构造成根据与图3中说明的算法相类似的算法来控制致动器32'，以使得空气偏转器28'在如图4A中说明的阻挡位置和如图4B中说明的冷却位置之间移动。在阻挡位置中，空气偏转器28'用作空气坝，以抑制空气通过车辆10'下方并且由此减小阻力。在冷却位置中，可动构件30'枢转以呈现不同的阻挡模式，将空气偏转朝向车辆车轮14'，以由此提高车辆制动器的冷却效果。

现参照图5A和图5B，说明根据本发明的第三示例性实施例。在图5A和5B的实施例中，车辆10”设有联接于致动器32”的空气偏转器28”。空气偏转器28”包括第一和第二可动构件30”。致动器32”构造成使得可动构件30”绕大体水平枢转轴线枢转，该大体水平枢转轴线横贯车辆侧向地延伸。致动器32”在控制器34”的控制下。控制器构造成根据与图3中说明的算法相类似的算法来控制致动器32”，以使得空气偏转器28”在如图5A中说明的阻挡位置和如图5B中说明的冷却位置之间移动。在阻挡位置中，空气偏转器28”用作空气坝，以抑制空气通过车辆10”下方并且由此减小阻力。在冷却位置中，可动构件30”枢转以呈现不同的阻挡模式，将空气偏转朝向车辆车轮14”，以由此提高车辆制动器的冷却效果。

本领域普通技术人员会意识到的是，类似的空气偏转器系统可用于根据需求选择性地为机动车辆中的其他部件提供冷却。

例如可观察到的是，本发明提供一种系统和方法，用以平衡用于性能机动车辆的阻力减小和制动器冷却需求。

虽然上文描述了示例性实施例，但并不旨在这些实施例描述由权利要求所涵盖的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述性而非限制性的词语，且应理解的是，能做出各种改变，而不会偏离本发明的精神和范围。如前所述，各种实施例的特征能组合，以形成本发明可能并未明显描述或说明的又一些示例性方面。虽然可相对于一个或多个期望特性将各个实施例描述为关于其他实施例或现有技术实施方式提供优点或者是优选的，但本领域普通技术人员会认识到的是，一个或多个特征或特性能省略以实现期望的总体系统属性，这取决于特定应用和实施方式。这些属性能包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可市售性、外观、封装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易于组装性等等。因此，相对于一个或多个特性描述为比其他实施例或现有技术实施方式较为不理想的实施例并不落在本发明范围以外，并且对于特定应用而言会是合乎期望的。

Claims (10)

1.一种机动车辆，所述机动车辆包括：

车身，所述车身具有下表面；

多个车辆车轮，所述多个车辆车轮设置在所述下表面处，且所述多个车轮的每个相应车轮具有相应的接触表面，用于接触行驶表面，车身底部空间限定在所述接触表面和所述车身的所述下表面之间；

可动空气偏转器，所述可动空气偏转器联接于所述下表面并且突出到所述车身底部空间中，且所述可动空气导流器具有第一位置和第二位置，所述第一位置在所述车身底部空间中呈现第一阻挡轮廓，且所述第二位置在所述车身底部空间呈现第二阻挡轮廓，所述第二阻挡轮廓不同于所述第一阻挡轮廓；

致动器，所述致动器联接于所述可动空气偏转器，并且构造成在所述第一位置和所述第二位置之间驱动所述可动空气偏转器；以及

控制器，所述控制器构造成响应于操作条件得到满足来控制所述致动器，以使得所述可动空气偏转器从所述第一位置移动至所述第二位置。

2.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，所述可动空气偏转器附加地具有在所述第一位置和所述第二位置之间的中间位置，且所述控制器进一步构造成响应于第二操作条件得到满足来控制所述致动器，以使得所述可动空气偏转器移动至所述中间位置。

3.根据权利要求1所述的机动车辆，进一步包括车辆制动器组件和热传感器，所述热传感器构造成检测所述车辆制动器组件的当前温度，其中，所述操作条件包括所述当前温度超过第一预定阈值。

4.根据权利要求3所述的机动车辆，其中，所述控制器进一步构造成响应于所述当前温度降低到第二预定阈值以下来控制所述致动器，以使得所述可动构件从所述第二位置移动至所述第一位置。

5.根据权利要求4所述的机动车辆，其中，所述第二预定阈值小于所述第一预定阈值。

6.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，所述可动空气偏转器包括细长构件，所述细长构件具有第一端部和第二端部，且所述第一端部联接于所述致动器，并且其中，所述致动器构造成驱动所述细长构件绕通过所述第一端部的枢转轴线进行枢转运动。

7.根据权利要求6所述的机动车辆，其中，所述枢转轴线是大体垂直的。

8.根据权利要求6所述的机动车辆，其中，所述枢转轴线是大体水平的。

9.根据权利要求6所述的机动车辆，其中，所述可动空气偏转器包括第二细长构件，所述第二细长构件联接于所述致动器，且其中，所述致动器进一步构造成驱动所述第二细长构件进行枢转运动。

10.根据权利要求6所述的机动车辆，进一步包括第二致动器，其中，所述可动空气偏转器包括第二细长构件，所述第二细长构件联接于所述第二致动器，且其中，所述第二致动器进一步构造成驱动所述第二细长构件进行枢转运动。