CN109426172A - 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 - Google Patents

Abstract

本文公开了用于机动车辆主动空气动力学装置的自校准负载感器系统和相关控制逻辑、制造方法和使用这种负载传感器系统的方法，以及配备有自校准负载传感器系统的机动车辆，该系统有助于控制车辆主动空气动力设备的操作。主动空气传感系统，包括负载传感器，其安装到车身，并检测车辆上的下压力。存储设备，其存储校准到所述机动车辆的映射的车辆下压力数据；车辆控制器接收由负载传感器产生的下压力信号，并根据这些信号计算平均下压力值。然后，确定所述计算的平均下压力值是否不同于从存储在所述存储器装置中所述映射的车辆下压力数据中获取的校准的下压力值。如果做出肯定的确定，则控制器响应地将偏差值应用于从负载传感器接收的后续下压力信号，并且至少部分地基于由偏差值修改的这些下压力信号动态地控制主动空气动力学装置的操作。

Description

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

引言

本公开总体上涉及用于改进机动车辆空气动力学性能的特征。更具体地，本公开的各方面涉及负载传感器装置、系统和用于控制主动空气动力学装置的方法，从而动态调节机动车辆的空气动力学特征。

许多当前生产的机动车辆，例如现代汽车，最初配备有车身硬件和售后配件或被改装以采用用于改善车辆空气动力学性能的车身硬件和售后配件。例如，前气坝和分离器调节穿过车身下方的空气流动来平衡前后下压力的分布。顾名思义，气坝是一种流体屏障结构；在这种情况下，安装在车身的前端保险杠结构下方或与车身的前端保险杠结构一体，向下延伸到车道附近。气坝，或更通俗的“前扰流器”，通过阻挡和重定向机箱下方流动的湍流空气来增强车辆稳定性和空气动力学性能。另一方面，分离器被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。分离器就像一个楔子，其压迫高压空气向上并越过车辆，并压迫汽车下方的高速低压空气，导致净正下压力。

分离器和气坝被设计为用于调整车辆前端的空气动力学特征，而扰流器和扩散器用于调节车辆后端的空气动力学流动。通常锚固在行李箱盖或车顶后横梁的空气扰流器的几何形状类似于倒置翼型，从而调整气流并产生空气动力学压力梯度，其在后轮胎上产生下压力。另一方面，后扩散器是形成于车辆底部的后部的一系列特殊的通道，通过改善沿着底盘的高速气流与周围环境空气的更慢的自由流气流之间的过渡来改善空气动力学特性。一般而言，后扩散器通过提供压力恢复来帮助车身底部气流减速和膨胀，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，主动空气动力学元件是可操作的，从而在汽车运动时其被重新定向或重新定位以调节车辆的空气动力学特性。一种这样的“主动空气”装置是可展开的后扰流器，其被设计为基于车辆操作条件动态地缩回和延伸。例如，在较低的车辆速度下，扰流器缩回到收起位置，通常与车辆的后部齐平，以减小流体阻力。当车辆达到更高的速度，大约50到60英里/小时，扰流器自动展开到伸展位置，从车辆后部移开或有角度地投射，以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动力学装置是可旋转的后翼，其具有动态可调节的俯仰角以便以各种速度控制阻力和下压力，并且用于向一些架构提供空气制动能力。

发明内容

本文公开了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相关控制逻辑、制造方法和使用这种负载传感器系统的方法，以及配备有自校准负载传感器系统的机动车辆，该系统有助于管理车辆的主动空气动力学装置的操作。举例来说，提出了一种新颖的自校准下压力传感器架构和闭环控制方案，该方案利用校准的车辆数据来确定下压力负载传感器是否已经偏移。来自指定驾驶场景的映射车辆数据(其中车辆上的下压力被准确建模)以及来自指定怠速状况的映射车辆数据被用于确定用于测量下压力的一个或多个负载传感器是否已经偏移。闭环系统通过应用偏差来自动响应检测到的传感器偏移，以校准未来下压力传感器信号的误差。该传感器系统还监测扰乱车辆气流的环境因素，例如严重的侧风和近侧车辆交通，并且在校正传感器读数误差时实施校准的偏差值以补偿这些因素。自校准还可能标记需要维护或更换的极端传感器错误。

至少一些所公开概念的附带益处包括自校准负载传感器系统，其通过管理车辆控制器来提供对主动空气动力学装置的改进的控制，从而校准传感器信号误差，继而优化估计的下压力的保真度，其中车辆控制器使用闭环学习。所公开的主动空气动力学传感器架构还有助于消除或以其他方式降低与车辆生产期间实施广泛的传感器校准策略相关联的成本，同时保持直接测量下压力的性能和可靠性优势。其他附带益处包括实现自学习负载感测策略，其消除了例如经由经销商、所有者或原始设备制造商(OEM)定期或间歇地重新校准车载传感器的需要。公开的主动空气动力学传感器系统还通过提高的下压力估计的准确性来帮助提高车辆意识。提高车辆下压力检测的传感器精度有助于提高由主动空气动力学装置实现的命令下压力的准确性，从而进一步优化车辆空气动力学性能，其有助于提高车辆稳定性、降低风传噪声以及最小化阻力。

本公开的各方面针对自校准下压力传感器架构和用于管理主动空气动力学装置操作的相关控制逻辑。例如，公开了一种用于控制机动车辆主动空气动力学装置的传感器系统。该主动空气动力学传感器系统包括负载传感器、流体传感器或其他适用的传感器装置，其安装到车身，检测机动车辆上的下压力，并产生指示检测到的下压力的电子信号。可以驻留在车身上或远离车身的存储器装置存储映射的车辆下压力数据，其被校准到机动车辆。传感器系统还包括车辆控制器，其可通信地连接到负载传感器、存储器装置和主动空气动力学装置。该车辆控制器被编程为从负载传感器接收下压力信号，并根据这些接收到的信号计算平均下压力值。然后，控制器确定计算的平均下压力值是否不同于从存储在存储器装置中映射的车辆下压力数据中获取的校准的下压力值。如果做出肯定的确定，则控制器响应地将偏差值应用于从负载传感器接收的后续下压力信号，并且至少部分地基于由偏差值修改的这些下压力信号动态地控制主动空气动力学装置的操作。

本公开的其他方面针对配备有自校准主动空气动力学传感器架构的机动车辆。如本文所用，术语“机动车辆”可包括任何相关的车辆平台，例如客车(内燃机、混合动力电动、全电动、燃料电池、燃料电池混合动力、全部或部分自动等)、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，其包括具有乘客舱、多个车轮和一个或多个主动空气动力学装置的车身，每个主动空气动力学装置安装在车身的前端或后端附近(例如，安装在行李箱盖、发动机罩、后挡板、后车门和前后保险杠总成等)。

继续上述示例，机动车辆配备有一个或多个负载传感器，其安装在车身上离散的位置上。每个负载传感器可操作以检测机动车辆上的下压力，并产生指示其的电子信号。存储器装置通常本质可以是非暂时性计算机可读介质，其存储映射的车辆下压力数据，例如校准到车辆的品牌和型号。车辆控制器，例如可编程车载电子控制单元，与负载传感器、存储器装置和主动空气动力学装置通信。该车辆控制器被编程为从负载传感器接收下压力信号，并根据这些接收到的信号计算平均下压力值。然后，控制器确定计算的平均下压力值是否与从映射的车辆下压力数据中获取到的校准的下压力值不同，例如，多于硬编码的阈值偏移误差百分比。如果计算的平均下压力值确实不同，例如，大于最大公差，则控制器自动将偏差值应用于从该负载传感器接收的后续下压力信号。之后，主动或部分地基于随后接收的下压力信号(包括由偏差值调节的那些)来动态地控制主动空气动力学装置的操作。

本公开的另外方面针对制造方法和使用自校准闭环主动空气动力学传感器布置的方法。例如，公开了一种用于控制机动车辆主动空气动力学装置的传感器系统。该代表性方法包括：以任何顺序和任何所公开的特征和选项的任何组合，经由安装到车身的负载传感器检测机动车辆上的下压力；通过与其通信连接的车辆控制器，从负载传感器接收指示检测到的下压力的下压力信号；通过车辆控制器根据接收的下压力信号计算平均下压力值；通过与其通信连接的车辆控制器从存储器装置检索存储在校准到机动车辆的映射的车辆下压力数据中的校准下压力值；通过车辆控制器根据接收的下压力信号计算平均下压力值；响应于对计算的平均下压力值与校准的下压力值不同的确定，将偏差值应用于从负载传感器接收的后续下压力信号；并且，至少部分地基于由偏差值调节的后续下压力信号动态地控制主动空气动力学装置的操作。

以上发明内容并不旨在代表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。从以上结合附图和所附权利要求对实现本公开示例实施例和代表模式的详细说明中，将很容易清楚本公开的上述特征和优点以及其它特征和优点。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以及所有组合和子组合。

附图说明

图1是根据本公开各方面的代表性机动车辆的局部示意性平面图，该车辆配备有由自校准负载传感器系统管理的主动空气动力学装置的示例。

图2是根据本公开的各方面用于校准车辆负载传感器系统的代表性算法或方法的流程图，该车辆负载传感器系统可以对应于由车载控制逻辑电路、可编程电子控制单元或机动车辆的其他基于计算机的设备执行的指令。

本公开适合于各种修改和替代的形式，并且在附图中通过实例的方式示出了代表性实施方式，并将在此进行详细地描述。然而，应该理解，本公开的新颖方面不限于附图中示出的特定形式。相反，本公开将涵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、分组和替换方案。

具体实施方式

本公开可以以许多不同的形式实施。附图中示出并且将在本文中详细描述本公开的代表性实施例，应当理解，这些示出的示例是作为所公开的原理的示例而不是对本公开的广泛方面的限制。就此而言，例如在摘要、发明内容和具体实施方式部分中描述但未在权利要求中明确阐述的元素和限制不应通过暗示、推断或者其他方式单独地或共同地并入权利要求中。

出于本详细描述的目的，除非特别声明，否则：单数包括复数，反之亦然；“和”和“或”这两个词既是连接，也是转折；“所有”一词的意思是“任何和所有”；“所有”一词的意思是“任何和所有”；词语“包括”、“包含”和“具有”表示“包括但不限于”。此外，近似词，例如“大约”、“几乎”、基本上”、“近似”等在本文中可以在“在，接近或接近于”或“在3-5％之内”或“在可接受的制造公差内”或其任何逻辑组合的意义上使用。最后，方向形容词和副词，例如前、后、内侧、外侧、右舷、左舷、垂直、水平、向上、向下、前、后等，是相对于机动车辆的，例如，当车辆可操作地定向在正常驱动表面上时，机动车辆的向前驱动方向。

现在参考附图，其中遍及若干视图中，相似的标号指的是相似的特征。图1示出了代表性汽车的局部示意图，其通常用10表示，并且为了讨论的目的在本文中描述为双座轿跑式乘用车。主动控制(“主动”)的空气动力学装置20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(在此也称为“行李箱”)的上方，是用于改进车辆10的空气动力学性能。图示的汽车10(在此也简称为“机动车辆”或“车辆”)仅仅是示例性应用，利用该应用可以实践本公开的新颖方面和特征。同样，将本概念实施到后基座型扰流器组件中也应当被理解为是本文所公开的新颖特征的代表性应用。这样，应当理解，本公开的各方面和特征可以被应用于其他主动空气动力学装置配置，并且可以针对任何逻辑相关类型的机动车辆实施。最后，这里给出的附图不一定按比例绘制，纯粹出于教学目的而提供。因此，附图中所示的特定和相对尺寸不应被理解为是限制的。

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，左舷侧或左侧S_LS，以及与左侧S_LS相对的右舷侧或右侧S_RS。左(左舷)侧S_LS和右(右舷)侧S_RS通常彼此平行，相对于车辆10的纵向轴线A_LO，并且跨越车辆的前端SFE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定向为面向迎面而来的环境气流F_OA。当车辆10移动越过路面时，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，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，第三气流部分F_S3绕过车辆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的底盘在车辆10下方通过。这些气流段F_S1、F_S2和F_S3最终在尾流区域或在紧接在车辆后端S_RE后面的再循环气流区域F_WA重新汇合。

汽车10是改装的或硬件配备有一个或多个主动空气动力学装置，其一个例子示于图1中，主动扰流器组件20具有选择性可变的宽度。相对于横向车辆轴线A_LA的主动扰流器组件20的选择性膨胀和收缩通过车辆控制器30自动化，车辆控制器30可以驻留在车辆10的车身12上或远离车辆10的车身12。该主动扰流器组件20包括翼形主体22，翼形主体22终止于其相对的端部，端部具有可相对于横向定向的扰流器轴线A_LA移动的翅片端(或“翅片”)24A和24B。如本文所用，术语“翼形”可以定义为具有翼形状的结构，该结构在通过流体推进期间产生空气动力，例如升力或下压力。扰流器的主体22和翅片24A和24B协调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。在图1中，扰流器组件20是基座或“翼”型扰流器架构，例如采用支柱组件(在所提供的视图中不可见)，用于将扰流器的主体22安装到车辆的车身12上。虽然所示出的配备有单个主动空气动力学装置，其被配置为具有可移动翅片端部的后基座扰流器，但是可以设想车辆10可以配备有附加或替代的主动空气动力学装置，其可以类似于或不同于附图中示出的代表性示例。

第一翅片24A安装在扰流器的细长主体22的第一纵向端附近，定位在车辆10的左舷侧S_LS附近。相反，第二翅片24B安装在细长主体22的第二纵向端附近，定位在车辆右舷侧S_RS附近。利用这种配置，翅片24A和24B可以沿着各自缩回和伸出位置之间的直线路径伸缩地滑动，从而改变扰流器组件20的有效横向宽度。对于至少一些应用，翅片的直线路径通常是同轴的并且通常都与车辆的纵向轴线A_LO正交。可选设计可采用彼此倾斜成角度的翅片路径。而且，翅片可以遵循弧形和其他非线性路径。盖住每个翅片24A和24B的远端的是多面板，其通常垂直于路面，在相应的翅片轴线上对齐，翅片轴线大致平行于车辆的纵向轴线A_LO。因此，扰流器翅片24A和24B还有助于控制垂直于主体12的纵向轴线A_LO的环境气流的移动。翼形主体22和翅片24A和24B可以由适当刚性但质量较小例如用于结构稳定性和弹性的材料形成，例如工程塑料、纤维增强玻璃复合材料或铝。

如上所述，电子车辆控制器30被构造和编程以管理扰流器组件20的膨胀和收缩，从而选择性地调节机动车辆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、处理器及其任何排列可以被定义为表示下列一个或多个的任何一个或各种组合：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)以及相关的存储器和存储(例如，只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器、有形等)，无论是常驻、远程或两者的组合，执行一个或多个软件或固件程序或例程和组合逻辑电路、输入/输出电路和设备、适当的信号调节和缓冲电路、以及提供所描述功能的其他部件。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表示包括校准和查找表的任何控制器可执行指令集。ECU可以被设计为有一组控制例程，其被执行以提供所需的功能。控制例程被执行，例如通过中央处理单元，并且可操作以监视来自传感设备和其他联网控制模块的输入，并执行控制和诊断例程以控制设备和致动器的操作。在正在进行的车辆使用或操作期间，例程实时、连续、系统地、零星地和/或以规则间隔执行，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。替代性地，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，例如内燃机(ICE)组件40，以将牵引动力(例如，通过多速动力传动装置和动力传动系统)传递到多个车轮32。一组车轮传感器34可以被布置在整个车身12的各个位置处，以检测每个行车轮32的相应转速，并将指示其的信号通信给车辆控制器30。一旦接收到，车辆控制器30可以被编程为处理、分析和存储(例如，在常驻存储器设备28中)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还配备有一个或多个车辆动态传感器36，每个车辆动态传感器36本质可以是单轴或三轴加速度计、角速率传感器、倾角计等，用于检测偏航、俯仰、侧倾、前进加速/减速、横向加速/减速或车辆10相对于路面的任何其他动态相关信息，并将指示其的信号通信到控制器30。在图1中，互连各种所示组件的虚线箭头是电子信号或其他通信交换的象征，通过该交换，数据和/或控制命令从一个组件到另一个组件有线或无线地传输。另外，虽然被示出为车辆控制器30的组成部分(例如，体现为主存储器或辅助存储器)，但是图1的存储器装置28也可以是分立的集成电路(IC)装置，其单独地安装到车身12，或者可以远离车辆10并且可以访问，例如通过与分布式计算机网络的无线通信。

可以设想，车辆10可以利用在类似或替代位置封装的附加或替代传感器来帮助执行本公开的任何操作。例如，图1的代表性车辆10还可以配备有一个或多个气流传感器38，例如，设计为用于检测环境气流F_OA相对于车辆10的速度，并将检测到的气流速度通信给车辆控制器30。气流传感器38可采用各种设计，例如皮托管，其配置为检测相对于车身12的特定位置处的环境气流F_OA的压力；控制器30可以执行指令以将测量的压力与气流速度相关联。除了先前描述的传感装置之外，车辆10进一步配备有一个或多个负载传感器42，每个负载传感器42被设计为检测由横穿车辆10的气流施加的下压力，并将测量的下压力信号传输到控制器30。负载传感器42可采用各种形式，包括气动或液压测力传感器、惯性应变仪、流体传感器或其他适用的传感器装置。可选地，上述传感器中的一个或多个可以是旋转位置传感器、线性位置传感器、超声波传感器，激光传感器和基于压电的传感器等形式。

现在参考图2的流程图，用于校准机动车辆传感器系统中的下压力检测负载传感器的改进的方法或控制策略，例如图1中汽车10的负载传感器42，根据本公开的各方面，一般在100处描述。图2中所示的和下面进一步详细描述一些或所有操作可以是对应于处理器可执行指令的代表算法，该处理器可执行指令可以存储在例如主或辅助或远程存储器中，并且例如由板载或远程ECU中央处理单元(CPU)，控制逻辑电路或其他模块或设备执行，以执行与所公开的概念相关联的任何或所有上述和/或下述功能。还应该认识到，可以改变所示操作块的执行顺序，可以添加附加块，和/或可以修改、组合或消除所描述的一些块。

方法100在终端块101处开始，车辆10调用初始化协议以确定车辆的任何负载传感器42是否在可容许范围之外偏移，因此需要重新校准。在正常系统操作期间，传感器信号水平应该在设定的零值处读取，例如，当车辆不在运动中或者不受可测量的空气动力学下降力或其他校准的基准值时，例如，当车辆在稳态运行条件下正在经历可测量的空气动力学时的下压力。随着时间的推移，传感器信号电平可能与此设定的零值或校准的基准值不同。因此，这将导致后续力测量中的误差等于通常所称的的变化量(或”偏移“)。例如，偏移可能由温度的显着变化、电子稳定和/或传感器电子元件的老化引起。现场使用条件已被证明可加速车辆应用中的电子传感器偏移，这通常会加剧超差测量。车载传感器易于传感器偏移，并且而导致精度下降；因此，建议定期校准和调整。因此，例如可以在一个车辆负载传感器可测量的下压力检测时连续地、系统地、任意地和/或响应地启动接线盒101。在这方面，车辆控制器30可以自动地接收来自负载传感器实时传输的下压力信号，或者可以提示监测空气动力学压力和伴随的指示其的信号传输。

在初始化传感器校准协议时，方法100前进到处理块103，其具有用于车辆控制器的处理器可执行指令，从而根据从车辆负载传感器接收的电子下压力信号来计算平均下压力值。在进行平均下压力计算之前，车辆控制器可以首先确定机动车辆是否在多个校准的稳态条件中的任何一个中运行。车辆未在指定的“稳态”状态下运行的瞬态操作状态容易受到可能使计算偏差的偶然因素的影响，这可能返回不利的假阳性。作为非限制性示例，在转弯操作期间，车辆的行车轮产生向心力将车辆绕转弯拉动，并且车辆的动量通过负载传感器以可检测到垂直分量作为向下力的负载传递。因此，仅在确定机动车辆在校准的稳态条件下操作之后，才能响应地启动在过程块103处进行的计算。校准的车辆稳态条件的一个示例包括指定的准静态车辆状态，其中机动车辆停在或通常在大致平坦的路面上怠速，并且可通过至少一个车辆负载传感器检测到空气动力学下压力而无过度信号噪音。校准的车辆稳态条件的一个示例包括指定的准静态车辆状态，其中机动车辆停在或通常在大致平坦的路面上怠速，并且可通过至少一个车辆负载传感器检测到空气动力学下压力而无过度信号噪音。

继续参考图2的过程块103，平均下压力值计算可以包括：存储；例如在图1的存储器装置28中；同时分析，例如经由车辆控制器30，在校准时间窗口上接收的下压力信号的校准子集以计算平均下压力值。一旦建立了传感器信号值的子集，车辆控制器就可以执行存储的指令以隔离存储的子集中的校准数量的传感器信号值异常值，并在计算平均下压力值之前从存储的子集中剔除这些异常值。本文讨论的任何车辆“校准”值可以针对特定车辆平台开发，通常由车辆制造、型号、年份、车身、纵倾等指定，采用测试道路上的车载测试，风洞中进行车载测试，以及基于物理的分析技术。从分析的子集中移除的异常值的数量可以取决于子集中的传感器读取样本的数量(例如，100个样本子集，3个异常值；200个样本子集，5个异常值等)。从存储的传感器信号值中移除这些异常值之后，从删节的子集计算平均下压力值。

图2的方法100继续到判定块105以确定在处理块103处计算的平均下压力值是否不同于对应于车辆操作状态的预测、建模或以其他方式校准的下压力值，在该车辆操作状态期间校准的子集是在校准的时间窗口上建立的。对于至少一些应用，块103进一步确定平均下压力值是否与预测的下压力值相差一个硬编码的阈值偏移误差百分比或其他预定的最大公差，该最大公差被校准到机动车辆所处的稳态条件，用于特定传感器校准。作为示例，图1的车辆控制器30可以从存储在存储器装置28中的映射的车辆下压力数据接收、查找或访问(统称“检索”)预测的下压力值。该映射数据可以体现为一系列空气动力学特性图，每个空气动力学特性图对应于相应的车辆运行状态，并且包括当机动车辆在相应的车辆运行条件下运行时与各个车辆速度相关的预期下压力值。可以在风洞中评估对象车辆以实验地导出每个空气动力学特性图。风洞模拟在受控风速、温度和其他条件下车辆周围的空气运动，以确定在各种操作参数下控制车辆作用在车辆上的力的大小。这样的操作参数可以包括前后车辆行驶高度、俯仰、侧倾、前进角、空气速度、车辆速度以及一个或多个空气动力学装置(例如前空气坝，后扰流板等)的位置。

产生上述映射的车辆下压力数据的一种代表性方式包括在风速的进展中扫描车辆通过风洞中的标准化的“完整”范围的车辆行驶高度和车辆俯仰角。结果数据可以由每个测试点的最少四个映射组成，其中每个映射由在整个行程高度和俯仰角范围内的升力系数组成，其中活动空气元件在单个操作位置保持静止。在某些特定情况下，大约有10-15个测试点，每个测试点都有不同行驶高度的升力系数的完整图。然后，车辆控制器可以通过首先查看主动航空元件的相应位置来确定车辆应该在特定稳态条件下经历的下压力的预测水平。在这样做时，仅需要利用两到四个数据图(例如，取决于所使用的方法)，即被认为“最接近”所记录的绝对点的数据图。该算法随后比较最接近汽车报告的行驶高度处的元件位置反馈的地图中的升力系数，并在它们之间进行插值以识别校准值。如果车辆在平坦表面上怠速，则可以假设没有主动的空气动力部署，并且相应地，没有可测量的空气动力学降低。在这种情况下，如果负载传感器正在发送高于或低于设定零值的读取值或相对于数据图的校准基准值，则系统记录差异或百分比差异以建立潜在偏移误差的证据。

在至少一些应用中，每个负载传感器被放置在下压力源处或附近。即使有这种放置，负载传感器仍然可能受到不可抑制的传感器“噪声”的影响，例如惯性负载传递、大横风、显著温差、风角、道路交通等，这可能导致不成比例的下压力读数。传感器系统可以通过将传感器信号缩放到比例增益来部分地补偿任何这样的噪声。当车辆在稳态条件下运行时，通过测试和校准车辆负载传感器可以更加显着地减轻传感器噪声。例如，当车辆急剧地偏航或撞击或倾斜时，气流的角度会经历尖锐的上升和下降；这种剧烈的波动会对传感器读数产生负面影响。因此，当车辆以受控速度在平坦道路上直行行驶时，可能希望对负载传感器生成数据和地图承载数据之间的差异进行采样。

如果从块105返回否定的确定，即，指示平均下压力值与硬编码下压力值没有显著不同(块107＝否)，则车辆控制器将继续动态地控制操作在块109，车辆的主动空气动力学装置至少部分地基于从负载传感器接收的后续下压力信号，而不对这些读数施加偏差值。相反，如果从块105返回肯定的确定，即，指示计算的平均下压力值确实与预测的下压力值相差超过硬编码的阈值偏移误差百分比(块111＝是)，则传感器系统将通过将偏差值应用于从分类为偏移的每个负载传感器接收的后续下压力信号，在块113处自校准负载传感器。一旦被校准，车辆控制器将基于所施加的偏差值修改的后续下压力信号全部或部分地动态地控制车辆的主动空气动力学装置的操作。在应用偏移之前，首先希望车辆控制器可确定车辆是处于静止状态、准静态状态还是关键状态；仅在响应于确定机动车辆处于静态、准静态或关键启动状态时应用偏差值。作为一个示例，偏差应用的定时可以取决于误差幅度。

如果标记了偏移传感器，则图1的方法100可以被标记。图2的实施例可以进一步包括用于车辆控制器的可执行指令，以确定用于偏移负载传感器之一的计算的平均下压力值是否超过硬编码的最大偏差值(例如，存储在车辆的驻留存储器装置中)。如果确定平均下压力值确实超过该最大偏差值，这可能表明通过施加偏移不能充分纠正故障，则车辆控制器响应地向驾驶员输出声音或可见传感器故障警告或者其他用户，例如，通过与中心堆叠远程信息处理单元或驾驶员侧仪表组的协作操作。换句话说，一旦识别出传感器读数差异，系统就评估它是否是“小百分比”差异，这样，用偏差值调整传感器输出将纠正差异而不会导致车辆空气动力学性能的显着变化和平衡。同样，如果多个负载传感器表明相似的差异，则可以使用相同的偏差值同时调整它们，而不会影响整体车辆平衡和空气动力性能。然而，在第二种情况下，被判定为“大百分比”差异的读取差异可能由损坏或故障的传感装置引起。在这种情况下，向驾驶员或制造商或经销商发送电子警告，建议手动检查传感器以确认或反驳存在错误。

利用来自特定驾驶情况的存储数据，其中车辆状态可被精确建模和/或存储在大致平坦表面上怠速或基本怠速的车辆数据，所公开的闭环传感器系统是可操作的，以确定是否负载传感器偏移并响应“自校准”传感器以校正所述偏移。例如，如果确定主动空气下压力传感器已经偏移，并且确定充分满足车辆稳态条件，则向偏移传感器施加偏移。这有助于使主动空气控制系统能够使用自学习、负载感应策略，该策略无需定期或间歇地重新校准车载传感器。公开的校准方法有助于消除专用设备改进的成本，以减少修剪高度变化，并有助于消除与工厂学习校准和经销商重新校准相关的经常性成本。此外，使用自校准负载传感器有助于提高下压力估计的准确性，从而提高车辆“意识”。反过来，改进实际下压力的知识有助于提高指挥的主动空气下压力的准确性，从而进一步优化车辆性能和处理。

在一些实施例中，可以通过计算机可执行指令程序(例如程序模块，通常称为软件应用程序或由车载计算机执行的应用程序)来实现本公开的各方面。在非限制性示例中，软件可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件和数据结构。该软件可以形成接口以允许计算机根据输入源做出反应。软件还可以与其他代码段协作以响应于结合所接收数据的源接收的数据来启动各种任务。软件可以存储在各种存储介质中的任何一种上，例如CD-ROM、磁盘、气泡存储器和半导体存储器(例如，各种类型的RAM或ROM)。

此外，本公开的各方面可以用各种计算机系统和计算机网络配置来实践，包括多处理器系统、基于微处理器或可编程消费电子产品、小型计算机、大型计算机等。另外，本公开的各方面可以在分布式计算环境中实践，其中任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储器存储设备的本地和远程计算机存储介质中。因此，本公开的各方面可以结合计算机系统或其他处理系统中的各种硬件、软件或其组合来实现。

本文描述的任何方法可以包括用于通过以下方式执行的机器可读指令：(a)处理器，(b)控制器，和/或(c)任何其他合适的处理设备。本文公开的任何算法、软件或方法可以体现在存储在有形介质上的软件中，例如闪存、CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字通用盘(DVD)、或者其他存储器设备，但是本领域普通技术人员将容易理解，整个算法和/或其部分可以替代地由除控制器之外的设备执行和/或以其他方式体现在固件或专用硬件中(例如，可以由专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程逻辑器件(FPLD)、离散逻辑等实现。)此外，尽管参考本文描述的流程图描述了特定算法，但是本领域普通技术人员将容易理解，可以替代地使用实现示例机器可读指令的许多其他方法。

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，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行许多修改。本公开不限于本文公开的精确构造和组合；显而易见的，从前面的描述任何和所有修改、改变和变化都在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要素和特征的任何和所有组合和子组合。

Claims (10)

1.一种用于控制机动车辆主动空气动力学装置的传感器系统，所述机动车辆包括车身，所述主动空气动力学装置安装在所述车身上，所述传感器系统包括：

负载传感器，其被配置为安装到所述车身，所述负载传感器可操作以检测所述机动车辆上的下压力并产生指示其的信号；

存储设备，其存储校准到所述机动车辆的映射的车辆下压力数据；以及

车辆控制器，其通信地连接到所述负载传感器、所述存储器装置和所述主动空气动力学设备，所述车辆控制器被编程为：

从所述负载传感器接收下压力信号；

根据所述收到的下压力信号计算平均下压力值；

然后，确定所述计算的平均下压力值是否不同于从存储在所述存储器装置中所述映射的车辆下压力数据中获取的校准的下压力值。

响应于对所述计算的平均下压力值与所述校准的下压力值不同的确定，应用偏差值以调节从所述负载传感器接收的后续下压力信号；以及

至少部分地基于由偏差值调节的所述后续下压力信号动态地控制主动空气动力学装置的操作。

2.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述计算包括所述车辆控制器仅在所述存储器装置中存储在校准时间窗口上接收的所述下压力信号的校准子集，并且其中用于计算所述平均下压力值的所接收的下压力信号是限于存储的下压力信号的校准子集。

3.根据权利要求2所述的传感器系统，其中，所述计算还包括：车辆控制器识别所存储的子集中的校准数量的异常值，以及在计算平均下压力值之前从所存储的子集中消除所识别的异常值。

4.根据权利要求2所述的传感器系统，其中所述车辆控制器还被编程为确定所述机动车辆是否在多个校准的稳态条件中的任何一个中操作，并且其中响应于确定所述机动车辆的确定而启动所述计算，机动车辆在任何一个校准的稳态条件下运行。

5.根据权利要求4所述的传感器系统，其中所述多个校准的车辆稳态条件包括指定的准静态车辆状态，其中所述机动车辆通常在大致平坦的表面上怠速并且可通过所述负载传感器检测到下压力，以及指定的动态车辆状态，其中机动车辆在大致平坦的表面上移动并且通过负载传感器可检测到下压力而没有过多的信号噪声。

6.根据权利要求4所述的传感器系统，其中，确定所计算的平均下压力值是否与校准的下压力值不同包括确定所计算的平均下压力值是否与校准的下压力值相差硬编码的阈值偏移误差百分比。

7.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述车辆控制器还被编程为响应于确定所述平均下压力值与所述校准的下压力值没有不同，至少部分地动态地控制所述主动空气动力学装置的操作，在后续的下压力信号上，未被偏差值修改。

8.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述车辆控制器还被编程为：

确定计算的平均下压力值是否超过存储在存储装置中的硬编码最大偏差值差值；以及

响应于确定平均下压力值超过硬编码的最大偏差值差值，向车辆的用户输出指示负载传感器的服务的传感器故障警告。

9.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述车辆控制器还被编程为确定所述机动车辆是否处于静止状态、准静态状态和关键启动状态中的任何一个，并且其中应用所述偏差值是响应的。确定机动车辆处于静态、准静态或关键状态之一。

10.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述映射的车辆下压力数据包括一系列空气动力学特性图，每个所述空气动力学特性图对应于相应的车辆运行状态并且包括多个预期的下压力值，每个下降力值与相应的一个相关联，当机动车辆在相应的车辆运行状态下运行时，多个车辆速度。