CN109398508A - 用于机动车辆的可变宽度空气动力学扰流板组件和控制逻辑 - Google Patents

Abstract

公开了主动可变宽度空气动力学扰流板组件、用于制造和操作这种主动扰流板组件的方法以及配备有这种主动扰流板组件的车辆。一种公开的用于改变机动车辆的空气动力学性能的主动扰流板组件包括主体，该主体刚性地安装到车身上，同时横向地延伸穿过车辆。主体具有细长的构造，该细长构造具有相对的纵向端部。第一翅片和第二翅片各自可移动地附接到主体的相对的纵向端部中的相应一个纵向端部。而且，第一翅片致动器和第二翅片致动器各自附接到车身并且附接到可动翅片中的相应一个翅片。第一翅片致动器可选择性地致动来在相应的缩回和伸出位置之间独立地移动第一翅片，而第二翅片致动器可选择性地致动来在相应的缩回和伸出位置之间独立地移动第二翅片。

Description

用于机动车辆的可变宽度空气动力学扰流板组件和控制逻辑

引言

本公开总体上涉及用于改善机动车辆的空气动力学特性的特征。更具体地，本公开的各方面涉及可动态地调节来改变机动车辆的空气动力学特性的主动扰流板组件。

诸如现代汽车之类的许多当前生产的机动车辆最初装配有或者经过改装后采用了车身硬件和售后配件，而它们是用来改善车辆的空气动力学性能。例如，前气坝和分流器改变了通过车身下方的空气流，使得前后下压力的分布得以平衡。顾名思义，气坝就是一种流体阻挡结构；在这种情况下，气坝安装在车身前端保险杠结构的下方或与其成为一体，同时向下延伸到路面附近。气坝(或者更通俗的称为“前扰流板”)通过阻挡和转向在底盘下方流动的湍流空气来改善车辆稳定性和空气动力学。另一方面，分流器构造为前保险杠最底部的平坦延伸部，从车辆向前延伸并平行于地面。分流器如同一个楔子，其迫使高压空气向上行进并越过车辆，并迫使高速低压空气从汽车下方通过，由此形成净正下压力。

在分流器和气坝是设计成改变车辆前端的空气动力学特性的同时，扰流板和扩散器是用于改变车辆后端处的空气动力学流动。通常锚固在行李箱盖或后车顶纵梁的顶部的空气扰流板具有类似于倒置翼型的形状，从而改变气流，并形成在后轮胎上产生下压力的空气动力学压力梯度。另一方面，后扩散器是车辆底部后部上的一系列专门形成的通道，它通过改善沿着底盘的高速气流与周围环境空气的慢得多的自由流气流之间的过渡来改善空气动力学性质。一般而言，后扩散器是通过提供压力恢复来帮助底部气流进行减速和扩展，从而不会导致过多的流动分离和阻力。

对于一些高性能汽车应用，车辆配备有主动空气动力学元件，这种主动空气动力学元件可操作以在汽车处于运动中时重新定向或重新定位，进而调节车辆的空气动力学性质。一种这样的“主动空气”装置是可展开的后扰流板，其可操作以基于车辆运行条件来动态地缩回和伸出。比如，在较低的车辆速度下，扰流板缩回到通常与车辆后部齐平的收起位置，以减小流体阻力。当车辆达到更高速度(大约50到60英里/小时)时，扰流板自动地展开到伸出位置，同时从车辆后部移开或成角度地突出，从而减少湍流气流的影响并产生下压力以改善车辆稳定性和操控性。另一种可用的主动空气装置是可旋转的尾翼，这种尾翼具有动态可调节的俯仰角，以便在各种速度下控制阻力和下压力，并且针对一些结构提供空气制动能力。

发明内容

本文公开了用于改善车辆空气动力学性能的主动控制可变宽度扰流板组件和相关控制逻辑、用于制造和操作这种主动扰流板组件的方法以及配备有主动可变宽度空气定向扰流板组件的机动车辆。作为示例，提出了一种具有可调节翅片端部的由车辆控制的后扰流板组件，这些翅片端部可分离地伸出和缩回，以改变扰流板组件的宽度。这些相对的翅片端部可同时伸出以实现最大的扰流板宽度，以便增大表面积并由此增大整体下压力。当需要时，扰流板的右舷端(或左舷端)可独立地伸出以将下压力偏置到车辆的右侧(或左侧)，从而增加稳定性和侧向平衡性(例如，在转弯或其他操纵期间)。可以在整个操纵事件期间连续地调节扰流板的两个翅片端部的相应位置，由此持续不断地对此下压力偏置进行调整，实现对操纵性和车辆稳定性的进一步改善。如本文所用，术语“扰流板”可以指任何逻辑上相关的扰流板构造，包括翼型“底座”扰流板、唇形扰流板、鸭尾和鲸尾扰流板以及前置扰流板、后置扰流板、顶置扰流板和尾板扰流板等。

至少一些所公开的概念的附带益处包括具有动态可变宽度的主动空气扰流板组件，其能够选择性地增大和减小整体下压力并在需要时施加可选的侧向下压力偏置。所公开的主动空气扰流板结构还能够连续地改变扰流板的宽度，以选择性地在车辆后部上施加均匀和不均匀的下压力分布，进而改善复杂车辆操纵期间的操纵性。所公开的主动空气组件有助于改善车辆稳定性并增强侧向平衡性，从而减少对电子稳定性控制(ESC)系统的依赖。所公开的主动空气扰流板的其他附带益处包括减小了阻力和风噪，同时改善了不利的升力、湍流流体流动以及高车速下空气动力学不稳定性的其他原因。

本公开的各方面涉及具有由车辆控制的可变宽度的扰流板组件，用于减轻机动车辆上的空气动力学阻力和升力。例如，公开了一种用于改变机动车辆的空气动力学性能的主动扰流板组件。此主动扰流板组件包括主体，该主体直接或间接地刚性安装到车身上，同时横向地延伸穿过机动车辆。扰流板组件的主体具有细长的倒置翼型构造，该倒置翼型构造具有相对的纵向端部。第一扰流板翅片和第二扰流板翅片各自可移动地附接到主体的相对纵向端部中的相应的一个纵向端部。主动扰流板组件还包括一对直接或间接地附接到车身的翅片致动器。每个翅片致动器可操作地附接到可动扰流板翅片中的相应一个。第一翅片致动器可选择性地致动(例如通过车载控制器、程序模块或逻辑电路)，以在相应的缩回和伸出位置之间独立地移动第一翅片。第二翅片致动器也可选择性地致动(例如如前所述)，以在相应的缩回和伸出位置之间独立地移动第二翅片。

本公开的其他方面涉及配备有主动可变宽度空气定向扰流板组件的机动车辆。如本文所用，术语“机动车辆”可以包括任何相关的车辆平台，诸如客车(内燃机、混合动力电动、全电动、燃料电池、燃料电池混合动力、完全自主或部分自主等)、商用车辆、工业车辆、履带式车辆、越野和全地形车辆(ATV)、农场设备、船只、飞机等。提出了一种机动车辆，该机动车辆包括具有相对的前端和后端的车身以及位于车身后端附近(例如，安装到车辆乘客舱后面的行李箱盖、尾板、尾门或后车顶纵梁)的主动扰流板组件。例如，主动扰流板组件可以具有底座扰流板配置或唇形扰流板配置，该底座扰流板配置具有将可变宽度扰流板牢固地安装在车辆后端的支柱组件，该唇形扰流板配置具有将可变宽度扰流板牢固地安装在车辆后端的安装硬件。

继续上述示例，主动扰流板组件包括主体，该主体直接或间接地刚性安装到车身上，同时横向地延伸穿过机动车辆的后端。扰流板的主体具有细长的翼形构造，该翼形构造具有相对的纵向端部。相应的扰流板翅片可移动地附接到扰流板的主体的每个纵向端部。安装在扰流板的主体内或安装在车身的一部分上的以电子方式控制的翅片致动器各自可操作地附接到可动翅片中的一个相应翅片。通信地连接到翅片致动器的车辆控制器被编程为将命令信号传输到每个翅片致动器，从而沿着相应的缩回和伸出位置之间的分离的直线路径独立地移动它们相应的翅片。在这样做时，主动扰流板组件可操作以选择性地增大和减小机动车辆上的下压力，并且在需要时在车辆上施加侧向下压力偏置。

本公开的附加方面涉及用于制造方法和使用主动控制的可变宽度扰流板组件的方法。例如，公开了一种用于组装改变机动车辆的空气动力学性能的主动扰流板组件的方法。该方法以任何顺序并且与本公开中呈现的任何特征任意组合地包括：将主动扰流板组件的主体刚性地安装到车身上，从而使得主体横向地延伸穿过机动车辆，该主体具有细长构造，该细长构造具有相对的第一纵向端部和第二纵向端部；将主动扰流板组件的第一翅片和第二翅片分别可移动地附接到主体的第一纵向端部和第二纵向端部；并且将主动扰流板组件的第一翅片致动器和第二翅片致动器分别附接到车身以及第一翅片和第二翅片。第一翅片致动器配置成选择性地在相应的第一缩回和伸出位置之间移动第一翅片，而第二翅片致动器配置成选择性地在相应的第二缩回和伸出位置之间移动第二翅片。

以上发明内容并不旨在表示本公开的每个实施例或每个方面。相反，前述发明内容仅提供了本文阐述的一些新颖概念和特征的示例。结合附图和所附权利要求，通过以下对用于执行本公开的说明性实施例和代表性方式的详细描述，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。此外，本公开明确地包括上文和下文呈现的元件和特征的任何及所有组合和子组合。

附图说明

图1是一种代表性机动车辆的局部示意性平面图，其中该机动车辆配备有根据本公开的各方面的主动控制可变宽度扰流板组件的示例。

图2是另一种代表性机动车辆的后视图，其中该机动车辆配备有根据所公开概念的各方面的主动控制可变宽度后底座扰流板组件的示例。

图3是又一种代表性机动车辆的后视图，其中该机动车辆配备有根据所公开概念的各方面的可变宽度后唇形扰流板组件的示例。

本公开可以进行各种修改和具有替代形式，并且已经通过附图中的示例示出了一些代表性实施例，并且将在本文中对其进行详细描述。然而，应该理解的是，本公开的新颖方面并不局限于附图中示出的特定形式。相反，本公开将覆盖落入由所附权利要求限定的本公开范围内的所有修改、等同物、组合、子组合、置换、分组和替代物。

具体实施方式

本公开可以有许多不同形式的实施例。在附图中示出并将在本文中详细描述本公开的代表性实施例，同时应当理解的是，这些示出的示例是作为所公开的原理的示例而提供，不是对本公开的广泛方面加以限制。在这种程度上说，例如在摘要、发明内容和具体实施方式部分中所描述的但未在权利要求书中明确阐述的元件和限制不应通过暗示、推论或其他方式单独地或共同地并入权利要求书。

为了本详细说明的目的，除非另有特别声明：单数包括复数，反之亦然；“和”及“或”两词应该既是连词又是反义连词；“全部”一词是指“任何和所有”；“任何”一词是指“任何和所有”；并且“包括”、“包含”和“具有”等词是指“包括但不限于”。此外，诸如“约”、“几乎”、“基本上”、“近似地”等近似词可以在本文中指代“在、近于或接近于”或“...的3-5％内”或“在可接受的制造公差内”或其任何逻辑组合。最后，诸如前、后、内侧、外侧、右舷、左舷、垂直、水平、向上、向下、前面、后面等方向形容词和副词是相对于机动车辆而言，例如，当车辆在正常行驶表面上可操作地定向时的机动车辆的前向行驶方向。

现参考附图，其中相同的附图标记在若干视图中表示相同的特征，在图1中示出了代表性汽车的局部示意图，该汽车通常以10表示，并且在本文中描绘为双座轿跑车型乘用车，以便进行讨论。安装在汽车10的车身12上(例如，乘客舱14的后部和后货舱16(在此也被称为“行李箱”)的上方)是主动控制(“主动”)可变宽度扰流板组件20，用于改善车辆10的空气动力学性能。图示的汽车10(在此也被称为“机动车辆”或简称为“车辆”)仅仅是示例性的应用，利用该应用可以实践本公开的新颖方面和特征。同样，将本概念实施到后底座或唇形扰流板组件中也应当被理解为本文公开的新颖特征的代表性应用。这样，将会理解的是，本公开的方面和特征可以结合到其他扰流板配置中，并且可以针对任何逻辑相关类型的机动车辆实施。最后，本文给出的附图不一定按比例绘制，纯粹出于指导目的而提供。因此，附图中所示的具体尺寸和相对尺寸不应被解释为限制性的。

如图1所示，车身12限定四个车身侧面：车身前侧或前端S_FE、与前端S_FE相对的车身后侧或后端S_RE、侧向左舷侧或左侧S_LS以及与左侧S_LS相对的侧向右舷侧或右侧S_RS。左(左舷)侧S_LS和右(右舷)侧S_RS通常彼此之间并且相对于车辆10的纵向轴线A_LO平行，并且跨越车辆的前端S_FE和后端S_RE之间的距离。在正常车辆操作期间，当车辆10相对于路面向前运动时，前端S_FE定向成面向迎面而来的环境气流F_OA。当车辆10在路面上移动时，环境气流F_OA绕过车身12并分成各种气流部分，如图1所示，其中第一气流部分F_S1绕过车辆10的右舷侧S_RS，第二气流部分F_S2绕过车辆的左舷侧S_LS，并且第三气流部分F_S3越过车辆10的顶部。第四气流部分(在所提供的视图中不可见)沿着车辆10的底盘在其下方通过。这些气流部分F_S1、F_S2和F_S3最终在尾流区或车辆后端S_RE后方的再循环气流区域F_WA中重新会合。

汽车10改装有或配备有一个或多个主动空气装置，该主动空气装置的示例在图1中示出为具有选择性可变宽度的主动扰流板组件20。主动扰流板组件20相对于横向车辆轴线A_LA的选择性扩展和收缩是通过车辆控制器30实现自动化，车辆控制器30可以驻留在车辆10的车身12上或者远离车辆10的车身12。如下面详细描述的，这种主动扰流板组件20包括翼形主体22，翼形主体22在其相对的端部处结束，同时具有翅片端部(或“翅片”)24A和24B，这些翅片端部可沿着侧向定向的扰流板轴线A_LA移动。如本文所用，术语“翼形”可以定义为具有翼型形状的结构，这种结构在通过流体推进期间产生诸如升力或下压力的空气动力。扰流板的主体22和翅片24A，24B配合地调节环境气流沿着乘客舱14后方的车身12的纵向轴线A_LO的移动。例如，为了实现结构稳定性和弹性，翼形主体22和翅片24A，24B可以由刚性适当但质量较小的材料形成，比如工程塑料、纤维增强玻璃复合材料或铝。第一翅片24A安装在主体22的第一纵向端部附近，并沿车辆10的左舷侧S_LS定位。相反地，第二翅片24B安装在主体22的第二纵向端部附近，并沿车辆的右舷侧S_RS定位。盖住每个翅片24A，24B的远端是多面板，该多面板大体上垂直于路面，在相应的翅片轴线上对齐，而该翅片轴线基本上平行于纵向主体轴线A_LO。因此，扰流板翅片24A，24B还有助于控制环境气流垂直于主体12的纵向轴线A_LO的移动。

如上所述，电子车辆控制器30构造和编程为控制扰流板组件20的宽度的扩展和收缩，从而选择性地改变机动车辆10的空气动力学特性。控制模块、模块、控制器、控制单元、电子控制单元、处理器及其任何置换可以被定义为意指以下中的一个或多个的任何一种或多种组合：逻辑电路、专用集成电路(ASIC)、电子电路、中央处理单元(例如微处理器)以及执行一个或多个软件或固件程序或例程的相关的存储器和存储装置(例如，只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器、有形等)(无论是驻留的、远程的还是这两者的组合)、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、适当的信号调节和缓冲电路以及提供所描述功能的其他组件。软件、固件、程序、指令、例程、代码、算法和类似术语可以被定义为意指包括校准和查找表的任何控制器可执行指令集。ECU可以设计有一组执行来提供所需功能的控制例程。控制例程例如通过中央处理单元执行并可操作以监视来自感测装置和其他联网控制模块的输入，并且执行控制和诊断例程，以便控制装置和致动器的操作。在正在使用或操作车辆期间，可以实时地、连续地、系统地、偶发地和/或每隔一定时间(例如，每100微秒、3.125毫秒、6.25毫秒、12.5毫秒、25毫秒和100毫秒等)执行例程。或者，可以响应于事件的发生来执行例程。

继续参考图1，车辆10采用一个或多个原动机(诸如内燃机(ICE)组件40)，以将牵引动力传递到多个车轮32。一组车轮传感器34可以布置在整个车身12的各个位置处，检测每个车轮32的相应转速，并将指示转速的信号传送给车辆控制器30。一旦接收到了传感器数据，车辆控制器30可以被编程为处理、分析和存储传感器数据，包括将传感器34的车轮速度数据与车辆10的道路速度相关联。车辆10配备有一个或多个车辆动力学传感器36，每个车辆动力学传感器36本质上可以是单轴或三轴加速度计、角速率传感器、倾角计等，用于检测横摆、俯仰、滚动、前向加速/减速、侧向加速/减速或车辆10相对于路面的任何其他动态学有关信息，并将指示其的信号传送到控制器30。可以想到，车辆可以利用在类似位置或替代位置处封装的附加或替代传感器，在附图中示出了这些传感器，以便执行任何所公开的操作。在图1中，将各种所示部件相互连接的虚线箭头象征着电子信号或者其他通信交换，借助于电子信号或者其他通信交换，数据和/或控制命令从一个部件有线地或无线地传输到另一个部件。

接下来参考图2和图3，分别示出了配备有主动控制可变宽度后扰流板组件120，220的其他代表性机动车辆110和210。虽然外观上有所不同，但可以想到的是，参考图2和图3的示例所公开的任何特征可以单独地或以任何组合的方式并入图1的示例中，反之亦然。如图所示，每个主动扰流板组件120，220包括相应的主体122和222，主体122和222刚性地安装到车辆的主体112，212并横向地横跨汽车110，210的后端延伸。扰流板组件的主体122，222具有带细长构造的翼型形状或其他空气动力学设计，该细长构造结束于位于车辆110，210的左舷侧和右舷侧附近的相对的纵向端部。在图2中，扰流板组件120是底座或“翼”型扰流板结构，其例如采用支柱组件150将主体122安装到车辆110。图2的支柱组件150由两个侧向间隔开的直立安装框架152A和152B组成，安装框架152A和152B沿其上端(例如，通过支架、螺钉和螺母)刚性地附接到主体122并且沿其下端(例如，通过垫圈、螺栓和夹子)刚性地安装到车身112的后盖板。相反，图2的扰流板组件220是“唇”型扰流板，其采用一对安装硬件组252A和252B(其例如由安装支架、密封垫和螺栓组成)来将主体222直接刚性地安装到行李箱盖218。

根据图2中描绘的代表性结构，可变宽度后扰流板组件120构造有一对扰流板翅片124A和124B，每个扰流板翅片124A和124B可移动地附接到主体122的相应纵向端部。如图所示，这些第一翅片124A和第二翅片124B各自由椭圆柱形套筒(“外套筒”)125组成，其中多面板127固定到其外侧端。每个翅片124A，124B的套筒125可伸缩地接纳在互补型椭圆柱形内套筒(图2中不可见)中并且大体上围绕互补型椭圆柱形内套筒，该内套筒从主体122的对应纵向端部向外突出。通过这种配置，在图2中，翅片124A，124B例如在相应的缩回位置和伸出位置之间向左和向右滑动。具体地，第一翅片124A沿第一缩回位置(图2中用实线示出)和第一伸出位置(图2中用虚线示出)之间的第一直线路径(由箭头P₁表示)移动。同样地，第二翅片124B沿第二缩回位置(图2中用实线示出)和第二伸出位置(图2中用虚线示出)之间的第二直线路径(由箭头P₂表示)移动。对于至少一些应用，翅片的直线路径P₁和P₂大体上是彼此同轴的，并且两者都大体上正交于车辆的纵向轴线A_LO(图1)。可选设计可以采用彼此倾斜成角度的翅片路径。而且，翅片可以遵循弧形路径和其他非线性路径。

关于图3中描绘的代表性结构，可变宽度后扰流板组件220构造有一对扰流板翅片224A和224B，每个扰流板翅片224A和224B可移动地附接到扰流板的主体122的相应纵向端部。如图所示，这些第一翅片224A和第二翅片224B各自由细长的多边形刀片225组成，该多边形刀片225例如通过滚珠轴承伸缩式滑轨组件进行滑动安装并且与互补的多边形安装板(图3中不可见)齐平地安装，该多边形安装板从主体222的对应纵向端部突出。通过这种配置，在图3中，翅片224A，224B例如在相应的缩回位置和伸出位置之间向左和向右滑动。作为非限制示例，第一翅片224A沿第一缩回位置(图3中用实线示出)和第一伸出位置(图3中用虚线示出)之间的第一直线路径(由箭头P₃表示)移动。同样地，第二翅片224B沿第二缩回位置(图3中用实线示出)和第二伸出位置(图3中用虚线示出)之间的第二直线路径(由箭头P₄表示)移动。类似于图2的组件120，可动扰流板翅片224A，224B的路径P₃，P₄大体上正交于车辆210的纵向轴线A_LO(图1)。使用比图中所示的更多或更少的致动器是在本公开的范围内，所述致动器位于相似或不同的位置。

图2和图3的主动扰流板组件120，220各自具有动态可改变的宽度，这些宽度是由电子控制单元(诸如图1的车辆控制器30)控制，从而选择性地增大和减小车辆110，210的后部上的下压力，并且在需要时施加左侧下压力偏置和右侧下压力偏置。例如，扰流板组件120，220各自配备有一组翅片致动器(图2的翅片致动器142A和142B以及图3的翅片致动器242A和242B)，翅片致动器调节扰流板翅片124A，124B，224A，224B的内侧及外侧移动。如图所示，图2的第一翅片致动器142A安装在扰流板组件的主体122的左舷侧内部，并且可操作地附接(例如，经由控制臂和弹簧阻尼器)到第一翅片124A，而第二翅片致动器142B安装在扰流板组件的主体122的右舷侧内部，并且可操作地附接(例如，经由分离的控制臂和弹簧阻尼器)到第二翅片124B。相比之下，图3的第一翅片致动器242A安装到行李箱盖218的下侧，并且可操作地附接(例如，经由控制臂和弹簧阻尼器)到第一翅片224A，而第二翅片致动器242B安装到行李箱盖218的下侧的分离段，并且可操作地附接(例如，经由控制臂和弹簧阻尼器)到第二翅片224A。尽管可以设想到致动器可以安装在车辆210内的几乎任何位置，但是，图3的第一翅片致动器224A和第二翅片致动器224B都是示出为直接安装在主体222下方。

图示的翅片致动器142A，142B，242A，242B可以采用许多可用的配置，包括电动致动器(线性和旋转；DC，AC和步进)、液压致动器(单作用和双作用)、气动致动器(冲头和隔膜)、或其任何组合。在液压致动器和气动致动器的情况下，小活塞或气囊用于推动和拉动每个翅片。诸如12V DC电动机之类的电源以及诸如储油器或空气压缩机之类的流体/空气源可以封装在与致动器本身相类似或分离的位置处。例如在底座配置中，流体导管和电连接器可以穿过一个或多个支柱，由此使得大部分致动器组件是存储在行李舱内。在唇形扰流板的情况下，致动器装置可以位于扰流板组件的正下方以及行李舱内；不过，如果封装限制另有规定，则致动器可以存储在灯槽内或者C柱或D柱内。气动、电动或电动气动致动器设计可能更适于精确地平衡质量和速度，并且能够轻易且快速地更换或修理硬件，而不会造成液压流体溢出。每个扰流板翅片可以通过旋转小齿轮安装在平坦的线性齿条上，例如，该小齿轮附接到翅片的隐藏侧。该小齿轮元件与齿条以啮合方式接合，并且可以具有用于记录实际位置的传感器以及制动装置，该制动装置通过在特定齿数下减慢/制动/保持可动翅片来提供精细的控制，进而获得最佳精度和控制性。

继续参考图2和图3，每个翅片致动器142A，142B，242A，242B由车载或远程电子控制单元(例如，图1的控制器30)控制，从而在相应的缩回位置和伸出位置之间选择性地移动对应的扰流板翅片124A，124B，224A，224B。例如，在图2中，两个翅片124A，124B可以同时展开到它们的完全伸出位置，以将扰流板组件的总宽度从第一“完全缩回”宽度W₁增大到第二“完全扩展”宽度W₂。这样，车辆后部上的下压力从第一“基础”下压力F_D1增大到第二“最大”下压力F_D2。可选地，第一翅片致动器142A可以经过调整以独立于第二翅片124B的方式移动第一翅片124A，而第二翅片124B保持在缩回状态，这样使得扰流板组件的宽度从“完全缩回”宽度W₁增大到第三“部分扩展”宽度W₃。当在这种状态下操作时，主动扰流板组件120增大了车辆110后部上的下压力，同时还附带地向驾驶员侧后轮胎施加左舷侧偏置的下压力F_D3。另一方面，第二翅片致动器142B可以经过调整以独立于第一翅片124A的方式移动第二翅片124B，而第一翅片124A仍然是缩回的，这样使得扰流板组件的宽度从“完全缩回”宽度W₁增大到第四“部分扩展”宽度W₄。当在这种特定状态下操作时，主动扰流板组件120增大了车辆110后部上的下压力，同时还附带地向乘客侧后轮胎施加右舷侧偏置的下压力F_D4。对于至少一些可选应用，每个翅片致动器142A，142B可选择性地致动来将相应的翅片124A，124B定位在其完全缩回位置和完全伸出位置之间的多个位置中的任何位置。图3的主动扰流板组件220可以类似地配置成以先前结合图2的扰流板组件描述的方式操作；出于效率和简洁的目的，将不再重复其多余的描述。

图2和图3的主动空气扰流板结构120，220能使车辆110，210连续地改变每个扰流板的总宽度，并由此选择性地在车辆110，210的后部上施加均匀和不均匀的下压力分布，进而改善例如在复杂车辆操纵期间的操纵性。例如，车辆控制器30可以编程为响应于一个或多个车载传感器34，36检测到的侧向加速度、横摆以及车轮打滑的变化，在车辆110，210的转弯操纵期间单独地改变每个扰流板翅片124A，124B，224A，224B相对于主体122，222的位置，进而在转弯操纵期间反复地改变车身112，212上的空气动力学下压力。在操纵性受限的转弯操纵期间，惯性质量通常是传递到弯道外侧的车辆侧面(例如，车辆右转弯导致负载向左传递)。因此，外侧轮胎可能比内侧轮胎更多地受益于主动空气扰流板系统所提供的增大下压力。图2和图3的主动扰流板组件120，220提供了一种在没有不必要地增大阻力的情况下实现选定轮胎上增大下压力的目标的机制。例如，在右转弯操纵期间，两个翅片124A，124B可以在最初开始转弯之前和期间立即同时展开到它们的完全伸出位置；这将最大限度地提高车辆后部上的下压力。当车辆110接近弯道时，扰流板组件120可以仅将右侧(内侧)翅片124B缩回，便于向外侧轮胎施加下压力偏置。当车辆通过弯道并且转弯开始结束时，外侧翅片124A可以类似地缩回(例如，如果不存在牵引效力问题)或者重新展开到完全伸出位置(例如，如果存在牵引效力问题并且需要后轮胎辅助)。然后，两个翅片124A，124B都在转弯完成之前和完成时立即缩回。

已经参考所示实施例详细描述了本公开的各方面；然而，本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开范围的情况下，可以对其作出许多修改。本公开并不限于本文公开的精确构造和组合物；根据前面描述而显而易见的任何和所有修改、改变和变型都处于由所附权利要求限定的本公开的范围内。此外，本概念明确地包括前述元件和特征的任何和所有组合和子组合。

Claims (10)

1.一种用于改变机动车辆的空气动力学性能的主动扰流板组件，所述机动车辆包括具有相对的前端和后端的车身，所述主动扰流板组件包括：

主体，所述主体配置成刚性地安装到所述车身并横向地延伸穿过所述机动车辆，所述主体具有细长构造，所述细长构造具有相对的第一纵向端部和第二纵向端部；

第一翅片和第二翅片，所述第一翅片和所述第二翅片各自可移动地附接到所述主体的所述第一纵向端部和所述第二纵向端部中的相应一个纵向端部；以及

第一翅片致动器和第二翅片致动器，所述第一翅片致动器和所述第二翅片致动器配置成附接到所述车身并且各自附接到所述第一翅片和所述第二翅片中的相应一个翅片，

其中所述第一翅片致动器配置成在相应的第一缩回和伸出位置之间选择性地移动所述第一翅片，并且

其中所述第二翅片致动器配置成在相应的第二缩回和伸出位置之间选择性地移动所述第二翅片。

2.根据权利要求1所述的主动扰流板组件，其中所述第一翅片致动器配置成独立于所述第二翅片来移动所述第一翅片，并且所述第二翅片致动器配置成独立于所述第一翅片来移动所述第二翅片。

3.根据权利要求1所述的主动扰流板组件，其中所述第一翅片致动器沿着所述第一缩回和伸出位置之间的第一直线路径移动所述第一翅片，并且所述第二翅片致动器沿着所述第二缩回和伸出位置之间的第二直线路径移动所述第二翅片。

4.根据权利要求1所述的主动扰流板组件，其中所述第一翅片致动器配置成在所述第一缩回和伸出位置之间的多个位置处定位所述第一翅片，并且所述第二翅片致动器配置成在所述第二缩回和伸出位置之间的多个位置处定位所述第二翅片。

5.根据权利要求1所述的主动扰流板组件，其中所述第一翅片可伸缩地附接到所述主体的所述第一纵向端部，以在所述第一缩回和伸出位置之间滑动，并且所述第二翅片可伸缩地附接到所述主体的所述第二纵向端部，以在所述第二缩回和伸出位置之间滑动。

6.根据权利要求1所述的主动扰流板组件，其中所述第一翅片致动器和所述第二翅片致动器各自包括气动致动器、电动线性致动器或电动气动致动器。

7.根据权利要求1所述的主动扰流板组件，还包括：

第一线性齿条和第二线性齿条，所述第一线性齿条和第二线性齿条各自附接在所述主体的所述第一纵向端部和所述第二纵向端部中的相应一个纵向端部附近；以及

第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮各自可旋转地附接到所述第一翅片和所述第二翅片中的相应一个翅片，所述第一齿轮和所述第二齿轮分别与所述第一齿条和所述第二齿条以啮合方式接合，由此将所述第一翅片和所述第二翅片可移动地附接到所述主体。

8.根据权利要求1所述的主动扰流板组件，还包括：

车辆控制器，所述车辆控制器通信地连接到所述第一翅片致动器和所述第二翅片致动器，并且可操作以调节所述第一翅片和所述第二翅片的移动；以及

车辆动态传感器，所述车辆动态传感器通信地连接到所述车辆控制器，并且配置成检测所述机动车辆的侧向加速度，

其中所述车辆控制器编程为响应于所述车辆动态传感器检测到的所述侧向加速度的变化，在所述车辆的转弯操纵期间单独地改变所述第一翅片和所述第二翅片相对于所述主体的位置，进而在所述转弯操纵期间反复地改变所述车身上的空气动力学下压力。

9.根据权利要求1所述的主动扰流板组件，还包括支柱组件，所述支柱组件附接到所述主体并且配置成刚性地安装在所述车身的所述后端附近。

10.根据权利要求9所述的主动扰流板组件，其中所述第一翅片致动器和所述第二翅片致动器安装在所述主体内。