CN111823770A - 可变空气动力学车轮及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可变空气动力学车轮及其控制系统，所述可变空气动力学车轮包括：辐条式车轮，其具有将毂部与轮辋连接在一起并且彼此间隔开的多个辐条以及限定在多个辐条之间以使空气能够从中通过的多个贯穿空间；可变挡片，其能够转动地设置在辐条式车轮的多个贯穿空间中，并且在形状上配置为覆盖相应的贯穿空间以便根据可变挡片的转动角度打开或关闭相应的贯穿空间；以及驱动单元，其设置在辐条式车轮中并连接至可变挡片，从而当传递转动动力时调节可变挡片的转动角度。

Description

可变空气动力学车轮及其控制系统

技术领域

本发明涉及一种可变空气动力学车轮及其控制系统，其能够减小车轮中产生的空气阻力并根据行驶情况调整阻力和升力，从而改善空气动力学性能。

背景技术

通常，车辆具有流线型外形以便减小空气阻力，从而改善车辆的空气动力学性能。然而，作用在车辆上的空气阻力不仅包括取决于车辆的外形的上部阻力，还包括由车轮和轮胎部分产生的下部阻力。因此，车轮和轮胎部分的空气阻力也需要进行改善。

特别地，由于车轮和轮胎是高速旋转的部件并且对制动/空气动力学性能以及设计感有很大的影响，因此车轮形状的设计优化并不简单。换句话说，为了满足车轮的各种性能，除了简单地减小车轮的开口率和曲率之外，还发展了车轮内部的可变机构的技术，以在必要时通过利用弹性力和惯性力来改变车轮外形。

然而，传统上仅通过考虑在车轮周围的一维阻力中的空气流动来改善空气流动，因此阻力减小效果特别有限。此外，对于利用弹性力的结构，由制动产生的热使弹簧变形，因此耐久性恶化并且可能无法保持空气动力学性能。

以上描述仅仅是为了帮助理解本发明的背景，并不旨在意味着本发明属于那些本领域的技术人员已经知道的相关技术的范围。

发明内容

本发明已考虑到相关技术中产生的上述问题。本发明旨在提出一种可变空气动力学车轮及其控制系统，其中，在车轮的辐条之间应用可变挡片，以便能够根据可变挡片的角度而使空气被抽吸或排出，由此减小空气阻力并优化车身上的尾流的形状，从而改善阻力和升力，并由此改善行驶性能和燃料效率。

为了实现上述目标，根据本发明的示例性实施方案，一种可变空气动力学车轮包括：辐条式车轮，其具有将毂部与轮辋连接在一起并彼此间隔开的多个辐条并且包括限定在多个辐条之间以使空气能够从中通过的多个贯穿空间；可变挡片，其能够转动地设置在辐条式车轮的多个贯穿空间中，并且具有覆盖相应的贯穿空间的形状以便根据可变挡片的转动角度打开或关闭相应的贯穿空间；以及驱动单元，其设置在辐条式车轮中并连接至可变挡片，从而当传递转动动力时调节可变挡片的转动角度。

所述可变挡片可以在其第一端部和第二端部处分别包括固定销钉，其中，第一端部处的固定销钉能够转动地连接至轮辋并且第二端部处的固定销钉能够转动地连接至毂部。

所述驱动单元可以包括：转动电机，其设置于所述毂部并设置有用于传递转动动力的驱动齿轮；齿圈，其设置成能够围绕毂部的中心转动，形成为在毂部的周向方向上延伸，并且与驱动齿轮啮合；以及传动齿轮，其联接至可变挡片并与齿圈啮合，以在齿圈转动时与所述可变挡片一同转动，由此改变所述可变挡片的转动角度。

所述可变空气动力学车轮可以进一步包括电力产生盖体单元，所述电力产生盖体单元设置于辐条式车轮的毂部以覆盖驱动单元，其中，电力产生盖体单元包括：电力产生盖体，其形成为板状以覆盖驱动单元，固定地安装至毂部，并且由利用热量产生电能的热电装置构成；以及电池，其设置于毂部，并且配置为储存由电力产生盖体产生的电能。

根据本发明的另一示例性实施方案，一种可变空气动力学车轮的控制系统包括：辐条式车轮，其设置为前轮和后轮中的每一个，具有将毂部与轮辋连接在一起并彼此间隔开的多个辐条，并且包括限定在多个辐条之间以使空气能够从中通过的多个贯穿空间；可变挡片，其能够转动地设置在辐条式车轮的多个贯穿空间中，并且具有覆盖相应的贯穿空间的形状以便根据可变挡片的转动角度打开或关闭相应的贯穿空间；驱动单元，其设置在辐条式车轮中并连接至可变挡片，从而当传递转动动力时调节可变挡片的转动角度；以及控制器，其接收行驶速度信息并根据车辆的行驶速度控制驱动单元以调节可变挡片的转动角度和可变挡片的转动方向。

所述控制器中预设的可变挡片的转动方向可以设定成在辐条式车轮的转动期间能够使空气抽吸到贯穿空间中的第一方向以及能够使空气排出的第二方向。

当车辆的行驶速度在预定的低速范围内时，所述控制器可以控制驱动单元调节可变挡片的转动角度，从而使得前轮和后轮的可变挡片完全打开贯穿空间。

所述控制器可以接收根据车辆的行驶模式的信息，并且当车辆的行驶速度在预定的高速范围内时，控制器可以控制驱动单元调节前轮和后轮的可变挡片的转动角度，其中，根据车辆的行驶模式控制可变挡片的转动角度，使得前轮和后轮的可变挡片转动至第一方向或第二方向以完全关闭贯穿空间或部分打开贯穿空间。

当行驶模式为正常模式时，所述控制器可以调节可变挡片的转动角度，从而使得前轮和后轮的可变挡片完全关闭所述贯穿空间。

当行驶模式为经济模式时，所述控制器可以调节可变挡片的转动角度，从而使得前轮和后轮的可变挡片具有朝向第一方向的第一预定角度。

所述控制器的所述第一预定角度可以根据多个行驶速度范围而不同地设定，从而随着行驶速度的提高来逐渐减小所述可变挡片的转动角度。

所述控制器可以接收取决于车辆是否转向的信息，并且在行驶模式为运动模式的直线行驶时，所述控制器可以控制使得前轮的可变挡片朝向第二方向，后轮的可变挡片朝向第一方向，并且所有可变挡片的转动角度均调节为第二预定角度。

所述控制器的所述第二预定角度可以根据多个行驶速度范围而不同地设定，从而随着行驶速度的提高来逐渐减小所述可变挡片的转动角度。

在行驶模式为运动模式的转向时，所述控制器可以配置为使得对应于左前轮、右前轮、左后轮以及右后轮的每一者的可变挡片的转动方向根据多个行驶速度范围和转向方向而改变。

当行驶速度在预定的第一速度范围中并且车辆在运动模式下向左转向时，所述控制器可以控制使得左前轮的可变挡片和右后轮的可变挡片朝向第一方向，右前轮的可变挡片和左后轮的可变挡片朝向第二方向，并且所有可变挡片的转动角度均调节为第三预定角度，并且在向右转向时，每个可变挡片调节为转动至与向左转向时相反的方向。

当行驶速度在高于第一速度范围的第二速度范围中并且车辆在运动模式下向左转向时，所述控制器可以控制使得左前轮、左后轮以及右后轮的可变挡片朝向第一方向，右前轮的可变挡片朝向第二方向，并且所有可变挡片的转动角度均调节为第三预定角度，并且在向右转向时，每个可变挡片调节为转动至与向左转向时相反的方向。

当行驶速度在高于第二速度范围的第三速度范围中并且车辆在运动模式下向左转向时，所述控制器可以控制使得左前轮的可变挡片和左后轮的可变挡片朝向第一方向，右前轮的可变挡片和右后轮的可变挡片朝向第二方向，并且所有可变挡片的转动角度均调节为第三预定角度，并且在向右转向时，每个可变挡片调节为转动至与向左转向时相反的方向。

根据如上所述配置的可变空气动力学车轮及其控制系统，在车轮的辐条之间施用了可变挡片，从而能够根据可变挡片的角度抽吸或排出空气，由此减小空气阻力并优化车身上的尾流的形状，从而改善阻力和升力，并由此改善行驶性能和燃料效率。

附图说明

通过下文结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征以及其它优点，在这些附图中：

图1为示出了根据本发明示例性实施方案的可变空气动力学车轮的示意图，

图2为示出了图1中示出的可变空气动力学车轮的组件的示意图，

图3为示出了图1中示出的可变空气动力学车轮的可变挡片的运行结构的示意图，

图4至图6为示出了根据图1中示出的可变空气动力学车轮的可变挡片的转动位置的示例性实施方案的示意图，

图7至图9为根据本发明的可变空气动力学车轮的控制系统的控制流程图。

具体实施方式

下面，将参照所附附图来详细地描述根据本发明示例性实施方案的可变空气动力学车轮及其控制系统。

图1为示出了根据本发明示例性实施方案的可变空气动力学车轮的示意图，图2为示出了图1中示出的可变空气动力学车轮的组件的示意图，图3为示出了图1中示出的可变空气动力学车轮的可变挡片的运行结构的示意图，图4至图6为示出了根据图1中示出的可变空气动力学车轮的可变挡片的转动位置的示例性实施方案的示意图，图7至图9为根据本发明的可变空气动力学车轮的控制系统的控制流程图。

如图1至图3所示，根据本发明的可变空气动力学车轮包括：辐条式车轮10、可变挡片20以及驱动单元30；辐条式车轮10配置成使得将毂部11与轮辋12连接在一起的多个辐条13布置成彼此间隔开，在多个辐条13之间限定多个贯穿空间14以使空气能够从中通过；可变挡片20可转动地设置在辐条式车轮10的多个贯穿空间14中，并且在形状上配置为覆盖相应的贯穿空间14以便根据其转动角度打开或关闭贯穿空间14；驱动单元30设置在辐条式车轮10中并且连接至可变挡片20，从而当传递转动动力时调节可变挡片20的转动角度。

本发明的辐条式车轮10包括形成中心部分的毂部11以及安装有轮胎的轮辋12，其中，毂部11与轮辋12通过多个辐条13连接。此处，多个辐条13布置成围绕毂部11而彼此间隔开以形成贯穿空间14，可变挡片20可转动地设置在贯穿空间14中以根据其转动角度打开或关闭贯穿空间14。可变挡片20可以设置在全部多个贯穿空间14中或者设置在部分贯穿空间14中，可以形成为与贯穿空间14匹配，或者可以配置成使得其第一端部和第二端部设置有各自的固定销钉21，从而使得第一端部处的固定销钉21可转动地连接至轮辋12并且第二端部处的固定销钉21可转动地连接至毂部11。因此，可变挡片20能够以对应于辐条式车轮10的转动方向的方向而转动。

可变挡片20通过设置在辐条式车轮10中的驱动单元30接收转动动力并改变其转动角度，由此调节施加至辐条式车轮10的空气动力。此处，驱动单元30可以包括：转动电机31、齿圈32以及传动齿轮33；转动电机31设置在毂部11中并且设置有用于传递转动动力的驱动齿轮31a；齿圈32设置成能够围绕毂部11的中心转动，形成为在毂部11的周向方向上延伸，并且与驱动齿轮31a啮合；传动齿轮33联接至可变挡片20并与齿圈32啮合，以在齿圈32转动时与可变挡片20一同转动，由此改变可变挡片20的转动角度。

转动电机31可以是步进电机，其中，通过转动电机31的转动动力使得驱动齿轮31a转动。齿圈32与驱动齿轮31a啮合，齿圈32形成为在毂部11的周向方向上延伸，由此在转动期间围绕毂部11的中心转动。此处，辐条式车轮10的毂部11可以具有安装空间，用于使齿圈32能够设置在其中。由于齿圈32与联接至可变挡片20的传动齿轮33啮合，在转动电机31运行期间，随着驱动齿轮31a转动，齿圈32围绕毂部11的中心转动，并且随着与齿圈32啮合的传动齿轮33转动，可变挡片20与传动齿轮33一同转动，由此调节可变挡片20的转动角度。此处，可以在齿圈32与传动齿轮33之间设置用于调节传动比的连接齿轮34。

这样，由于在辐条式车轮10的辐条13之间处应用了可变挡片20并且通过驱动单元30来调节可变挡片20的转动角度，因此能够通过根据行驶情况控制空气的流动来改善空气流动并减小空气阻力。

参照图2，可变空气动力学车轮进一步包括电力产生盖体单元40，电力产生盖体单元40设置在辐条式车轮10的毂部11中以覆盖驱动单元30。电力产生盖体单元40可以包括：电力产生盖体41和电池42；电力产生盖体41形成为板状以覆盖驱动单元30，固定地安装至毂部11，并且由利用热量产生电能的热电装置构成；电池42设置在毂部11中，并且配置为储存由电力产生盖体41产生的电能。

此处，由于电力产生盖体41形成为覆盖驱动单元30的形状并且安装至毂部11，因此能够保护驱动单元30免受外部污染；由于电力产生盖体由热电材料制成，因此能够通过利用在车辆制动时由制动衬块产生的热能来产生电能。由电力产生盖体41产生的电能能够通过电池42储存并且被供应至车辆的电动和电子部件。

本发明的可变空气动力学车轮能够根据行驶情况来改变转动角度。可变空气动力学车轮的控制系统包括：辐条式车轮10、可变挡片20、驱动单元30以及控制器50；辐条式车轮10设置为前轮和后轮中的每一个，并且配置成使得将毂部11与轮辋12连接在一起的多个辐条13布置成彼此间隔开，在多个辐条13之间限定多个贯穿空间14以使空气能够从中通过；可变挡片20可转动地设置在辐条式车轮10的多个贯穿空间14中，并且在形状上配置为覆盖相应的贯穿空间14以便根据其转动角度打开或关闭贯穿空间14；驱动单元30设置在辐条式车轮10中并且连接至可变挡片20，从而当传递转动动力时调节可变挡片20的转动角度；控制器50接收行驶速度信息并且根据车辆的行驶速度控制驱动单元30以调节可变挡片20的转动角度和可变挡片20的转动方向。此处，控制器50可以通过速度传感器来接收行驶速度信息。

此处，控制器50可以为例如处理器的硬件(例如电子控制单元(ECU)或微控制单元(MCU))，可以为通过硬件执行的软件或者可以为由硬件和软件结合的组件。

换句话说，调节可变挡片20的转动角度的驱动单元30通过控制器50来控制，并且控制器50根据行驶速度来调节可变挡片20的转动角度和可变挡片20的转动方向，从而决定可变挡片20的转动位置。在这种情况下，空气可以被吸入辐条式车轮10的贯穿空间14中或者排出辐条式车轮10之外，从而形成对于行驶情况最优的空气气流。因此，能够改善取决于由辐条式车轮10产生的空气流的阻力和升力，由此提高行驶性能和燃料效率。

更具体地，参照图7至图9，控制器50中预设的可变挡片20的转动方向可以设定成在辐条式车轮10的转动期间能够使得空气被吸入贯穿空间14中的第一方向以及能够使得空气被排出的第二方向。

在本发明中，空气气流可以根据取决于转动方向的可变挡片20的转动位置而改变。换句话说，如图1所示，在控制器50中预设的可变挡片20的第一方向是可变挡片20被定位成相对于辐条式车轮10的转动方向能够使得空气被吸入贯穿空间14中的方向。此外，如图4所示，可变挡片20的第二方向是可变挡片20被定位成相对于辐条式车轮10的转动方向能够使得空气通过贯穿空间14被排出的方向。

这样，当可变挡片20转动至第一方向时，能够改善阻力性能，当可变挡片20转动至第二方向时，能够改善升力性能。由此，通过根据行驶情况将前轮和后轮的可变挡片20的转动位置调节至第一方向或第二方向，能够确保对于车辆的各种行驶情况的最优的空气动力学性能。

通过以下的试验表格可以看出，通过参照空气动力学性能根据前轮的可变挡片20以及后轮的可变挡片20的转动方向位置的变化，能够根据行驶情况确保最优的空气动力学性能。

具体地，当车辆的行驶速度处于预定的低速范围内时，控制器50可以控制驱动单元30调节可变挡片20的转动角度，从而使得前轮和后轮的可变挡片20完全打开贯穿空间14。

此处，低速范围可以设定为小于40KPH的速度，并且可以根据车辆不同地设定。换句话说，当车辆的行驶速度处于低速范围内时，控制器50使得前轮和后轮的可变挡片20如图5所示完全打开贯穿空间14，从而确保设计效果而非改善空气动力学性能，由此使辐条式车轮10的设计感最大化。

控制器50接收根据车辆的行驶模式的信息，并且当车辆的行驶速度在预定的高速范围内时，控制器控制驱动单元30调节前轮和后轮的可变挡片20的转动角度，其中，可以根据车辆的行驶模式来控制可变挡片20的转动角度，使得前轮和后轮的可变挡片20转动至第一方向或第二方向以完全关闭贯穿空间14或部分打开贯穿空间14。对于提供给控制器50的行驶模式，可以通过反映驾驶员意愿的按钮操作来获得关于行驶模式的信息。

此处，行驶模式可以包括：正常模式、经济模式以及运动模式；正常模式确定例如踏板力以及提供至用户踏板的速度范围的情况，从而实现低速下的舒适行驶以及高速下的更快响应的行驶；经济模式配置为通过控制换挡时机并抑制发动机转速峰值来最大化燃料经济性；在运动模式中，换挡时机被延迟，或者在产生最大扭矩的转速时进行换挡。

此外，高速范围可以设定为40KPH或以上的速度，并且可以根据车辆不同地设定。

换句话说，当车辆的行驶速度进入高速范围时，控制器50根据车辆的行驶模式调节前轮和后轮的可变挡片20的打开程度，从而根据行驶模式最优化空气动力学性能。

具体地，当行驶模式为正常模式时，控制器50可以调节可变挡片20的转动角度，从而使得前轮和后轮的可变挡片20完全关闭贯穿空间14。

换句话说，当行驶模式为正常模式时，如图6所示，可变挡片20被控制为完全关闭贯穿空间14，由此减小由车轮产生的行驶噪声。换句话说，由于舒适行驶感受在正常模式中比较重要，因此可变挡片20关闭贯穿空间14以减小由朝向辐条式车轮10的空气流动导致的噪声。

当行驶模式为经济模式时，控制器50可以调节可变挡片20的转动角度，从而使得前轮和后轮的可变挡片20为朝向第一方向的第一预定角度。

此处，第一预定角度可以设定为大约45°的角度，并且可以根据车辆的空气动力学性能不同地设定。此外，控制器50的第一预定角度可以根据多个行驶速度范围而进行不同的设定，以使得随着行驶速度提高来逐渐减小可变挡片20的转动角度。换句话说，由于车轮的旋转速度根据车辆的行驶速度而提高，因此可变挡片20的转动角度在低速范围时设定得较大以确保空气量，并且可变挡片的转动角度在高速范围时设定得较小以防止可变挡片20由于过高的风压而受损。

例如，在40至80KPH的速度范围中，前轮和后轮的每个可变挡片20形成的第一预定角度可以设定为45°的角度；在80至120KPH的速度范围中，前轮和后轮的每个可变挡片20形成的第一预定角度可以减小为40°的角度；并且在120至160KPH或者更高的速度范围中，前轮和后轮的每个可变挡片20形成的第一预定角度可以减小为35°的角度。

由此，当行驶模式为经济模式时，由于前轮和后轮的所有可变挡片20均转动至第一方向的第一预定角度，因此产生空气通过辐条式车轮10的贯穿空间14的抽吸气流，因此最小化阻力。因此，当在高速范围设定为经济模式时，产生最佳燃料效率的空气气流，并且根据行驶速度调节可变挡片20的转动角度，从而防止可变挡片20受损。

控制器50可以接收取决于车辆是否转向的信息，在行驶模式为运动模式的直线行驶时，控制器可以控制使得前轮的可变挡片20朝向第二方向，后轮的可变挡片20朝向第一方向，并且所有可变挡片20的转动角度均调节为第二预定角度。此处，可以通过车辆的转向盘传感器收集转向信息，从而获知车辆是否转向。

这样，在高速范围中，在行驶模式为运动模式的直线行驶而不进行转向时，控制器50调节前轮的可变挡片20的转动角度为第二方向，从而形成空气的排出流，并且调节后轮的可变挡片20的转动角度为第一方向，从而形成空气的抽吸流。

此处，第二预定角度可以设定为在第一方向的45°的角度并设定为在第二方向的-45°的角度，并且可以根据车辆的空气动力学性能不同地设定。此外，控制器50的第二预定角度可以根据多个行驶速度范围而进行不同的设定，以使得随着行驶速度提高来逐渐减小可变挡片20的转动角度。换句话说，由于车轮的旋转速度根据车辆的行驶速度而提高，因此在车辆的行驶速度提高时，可变挡片的转动角度设定得较小，以防止可变挡片20由于过高的风压而受损。

例如，在40至80KPH的速度范围中，前轮的可变挡片20的第二预定角度可以设定为-45°的角度，后轮的可变挡片20的第二预定角度可以设定为45°的角度；在80至120KPH的速度范围中，前轮的可变挡片20的第二预定角度可以设定为-40°的角度，后轮的可变挡片20的第二预定角度可以设定为40°的角度；在120至160KPH或者更高的速度范围中，前轮的可变挡片20的第二预定角度可以设定为-35°的角度，后轮的可变挡片20的第二预定角度可以设定为35°的角度。

由此，在行驶模式为运动模式的直线行驶时，在前轮处产生空气的排出流并且在后轮处产生空气的抽吸流，从而能够产生对于高速行驶最佳的空气气流。

在行驶模式为运动模式的转向时，控制器50可以配置为使得对应于左前轮、右前轮、左后轮以及右后轮的每一者的可变挡片20的转动方向根据多个行驶速度范围和转向方向而改变。

换句话说，在行驶模式为运动模式的转向时，调节对应于左前轮、右前轮、左后轮以及右后轮的每个可变挡片20的转动方向，从而在转向方向产生偏向力矩，由此改善操控性能并确保行驶稳定性。

以上是通过展示在转向时空气动力流根据行驶速度而变化的试验来推导的。可以参照试验表格，其根据取决于左前轮(FL)、右前轮(FR)、左后轮(RL)以及右后轮(RR)的每一可变挡片20的转动位置的抽吸流或排出流评估了偏向力矩(C_YM)的贡献度。

情况	FL	FR	RL	RR	C_YM
						1	抽吸	抽吸	抽吸	抽吸	0.005
2	排出	排出	排出	排出	0.002
						3	排出	抽吸	排出	抽吸	-0.038
4	抽吸	排出	抽吸	排出	0.046
						5	排出	抽吸	抽吸	排出	-0.133

从上表可以看出，由于情况5产生最大的偏向力矩，因此即便在低速行驶下也能够改善转向性能，并且情况3和情况4能够最佳地应用于防止在高速行驶下的离心力导致的车辆侧偏以及轮胎滑动。

因此，当行驶速度在预定的第一速度范围中并且车辆在运动模式下向左转向时，控制器50可以控制使得左前轮的可变挡片20和右后轮的可变挡片20朝向第一方向，右前轮的可变挡片20和左后轮的可变挡片20朝向第二方向，所有可变挡片20的转动角度均调节为第三预定角度。在向右转向时，每个可变挡片20可以调节为转动至与向左转向的情况相反的方向。

换句话说，当车辆在运动模式中在高速下转向时由惯性导致车辆侧偏，可以根据运动模式中的行驶速度对可变挡片20的转动方向进行不同的设定。

此处，控制器50中预设的第一速度范围可以设定在80KPH或以下的速度范围，这可以根据车辆设计来调整。这样，当在运动模式下在第一速度范围内进行向左转向时，左前轮的可变挡片20和右后轮的可变挡片20转动至第一方向，从而根据空气的抽吸流改善阻力，右前轮的可变挡片20和左后轮的可变挡片20转动至第二方向，从而根据空气的排出流改善升力。

相反，当在运动模式下在第一速度范围内进行向右转向时，左前轮的可变挡片20和右后轮的可变挡片20可以转动至第二方向，右前轮的可变挡片20和左后轮的可变挡片20可以转动至第一方向。

此外，前轮的可变挡片20和后轮的可变挡片20的转动角度固定至第三预定角度，由此防止在高速行驶下转向时由离心力导致的轮胎滑动。此处，第三预定角度可以设定为第一方向的35°的角度并且设定为第二方向的-35°的角度。

当行驶速度在高于第一速度范围的第二速度范围中并且车辆在运动模式下向左转向时，控制器50可以控制使得左前轮、左后轮以及右后轮的可变挡片20朝向第一方向且右前轮的可变挡片20朝向第二方向，并且所有可变挡片20的转动角度均调节为第三预定角度。在向右转向时，每个可变挡片20可以调节为转动至与向左转向的情况相反的方向。

此处，控制器50中预设的第二速度范围可以设定在80KPH至120KPH的速度范围，这可以根据车辆设计来调整。

特别地，当在运动模式下在第二速度范围内进行向左转向时，左前轮、左后轮以及右后轮的可变挡片20可以转动至第一方向，从而形成空气的抽吸流，并且右前轮的可变挡片20可以转动至第二方向，从而形成空气的排出流，由此在第二速度范围中确保转向性能。

相反，当在运动模式下在第二速度范围内进行向右转向时，右前轮、左后轮以及右后轮的可变挡片20可以转动至第一方向，并且左前轮的可变挡片20可以转动至第二方向。

此外，前轮的可变挡片20和后轮的可变挡片20的转动角度固定至第三预定角度，由此防止在高速行驶下转向时由离心力导致的轮胎滑动。

同时，当行驶速度在高于第二速度范围的第三速度范围中并且车辆在运动模式下向左转向时，控制器50可以控制使得左前轮的可变挡片20和左后轮的可变挡片20朝向第一方向，右前轮的可变挡片20和右后轮的可变挡片20朝向第二方向，并且所有可变挡片20的转动角度均调节为第三预定角度。在向右转向时，每个可变挡片20可以调节为转动至与向左转向的情况相反的方向。

此处，控制器50中预设的第三速度范围可以设定在高于120KPH的速度范围，这可以根据车辆设计来调整。

特别地，当在运动模式下在第三速度范围内进行向左转向时，左前轮的可变挡片20和左后轮的可变挡片20转动至第一方向，从而形成空气的抽吸流，右前轮的可变挡片20和右后轮的可变挡片20转动至第二方向，从而形成空气的排出流，由此在第三速度范围中确保最佳的转向性能。

相反，当在运动模式下在第三速度范围内进行向右转向时，右前轮的可变挡片20和右后轮的可变挡片20可以转动至第一方向，左前轮的可变挡片20和左后轮的可变挡片20可以转动至第二方向，由此形成空气的排出流。

如上所述，当车辆的行驶模式是运动模式并且车辆转向时，根据车辆的行驶速度来调节对应于左前轮、右前轮、左后轮以及右后轮的可变挡片20的转动角度，因此，通过根据转向方向产生偏向力矩来改善转向性能和行驶稳定性。

根据如上所述配置的可变空气动力学车轮及其控制系统，在车轮的辐条之间应用了可变挡片20，从而能够根据可变挡片20的角度抽吸或排出空气，由此减小空气阻力并优化车身上的尾流的形状，从而改善阻力和升力，并由此改善行驶性能和燃料效率。

尽管本发明是参照特定项目(例如特定结构元件)、仅仅一些实施方案以及附图来描述的，但本文所公开的这些特定细节仅仅是代表性的，其旨在帮助更全面地理解本发明。然而，本发明不仅限于本文阐述的示例性实施方案，并且本领域技术人员将领会，本发明能够以许多替选形式而实施。

Claims (17)

1.一种可变空气动力学车轮，包括：

辐条式车轮，其具有：

多个辐条，其将毂部与轮辋连接在一起，并且彼此间隔开；以及

多个贯穿空间，其限定在多个辐条之间以使空气能够从中通过；可变挡片，其能够转动地设置在辐条式车轮的多个贯穿空间中，并且在形状上配置为覆盖相应的贯穿空间以便根据可变挡片的转动角度打开或关闭相应的贯穿空间；以及

驱动单元，其设置在辐条式车轮中并连接至可变挡片，从而当传递转动动力时调节可变挡片的转动角度。

2.根据权利要求1所述的可变空气动力学车轮，其中，所述可变挡片在其第一端部和第二端部处分别包括固定销钉；

第一端部处的固定销钉能够转动地连接至轮辋并且第二端部处的固定销钉能够转动地连接至毂部。

3.根据权利要求1所述的可变空气动力学车轮，其中，所述驱动单元包括：

转动电机，其设置于所述毂部，并且具有用于传递转动动力的驱动齿轮；

齿圈，其配置成能够围绕毂部的中心转动，在毂部的周向方向上延伸，并且与所述驱动齿轮啮合；

传动齿轮，其联接至可变挡片并与所述齿圈啮合以在所述齿圈转动时与所述可变挡片一同转动，由此改变所述可变挡片的转动角度。

4.根据权利要求1所述的可变空气动力学车轮，其进一步包括电力产生盖体单元，所述电力产生盖体单元设置于辐条式车轮的毂部以覆盖驱动单元，

其中，所述电力产生盖体单元包括：

电力产生盖体，其为板状以覆盖所述驱动单元，固定地安装至毂部，并且包括利用热量产生电能的热电装置；以及

电池，其设置于毂部，并且配置为储存由所述电力产生盖体产生的电能。

5.一种可变空气动力学车轮的控制系统，所述控制系统包括：

辐条式车轮，其布置在每个前轮和后轮处，具有多个辐条并且包括多个贯穿空间，所述多个辐条将毂部与轮辋连接在一起并且彼此间隔开，所述多个贯穿空间限定在多个辐条之间以使空气能够从中通过；

可变挡片，其配置为能够在辐条式车轮的多个贯穿空间中转动，并且具有覆盖相应的贯穿空间的形状以便根据可变挡片的转动角度打开或关闭相应的贯穿空间；

驱动单元，其设置在辐条式车轮中并连接至可变挡片，从而当传递转动动力时调节所述可变挡片的转动角度；以及

控制器，其接收行驶速度信息，并且配置为根据车辆的行驶速度控制驱动单元以调节可变挡片的转动角度和可变挡片的转动方向。

6.根据权利要求5所述的可变空气动力学车轮的控制系统，其中，所述控制器中预设的可变挡片的转动方向设定成：在辐条式车轮的转动期间能够使空气流入贯穿空间中的第一方向，以及能够使空气排出的第二方向。

7.根据权利要求6所述的可变空气动力学车轮的控制系统，其中，当车辆的行驶速度在预定的低速范围内时，所述控制器控制驱动单元以调节可变挡片的转动角度，从而使得每个前轮和后轮的可变挡片完全打开多个贯穿空间。

8.根据权利要求6所述的可变空气动力学车轮的控制系统，其中，所述控制器接收根据车辆的行驶模式的信息，

其中，当车辆的行驶速度在预定的高速范围内时，所述控制器控制驱动单元以调节每个前轮和后轮的可变挡片的转动角度；

根据车辆的行驶模式控制可变挡片的转动角度，使得前轮和后轮的可变挡片转动至第一方向或第二方向以完全关闭贯穿空间或部分打开多个贯穿空间。

9.根据权利要求8所述的可变空气动力学车轮的控制系统，其中，当行驶模式为正常模式时，所述控制器调节可变挡片的转动角度以使前轮和后轮的可变挡片完全关闭贯穿空间。

10.根据权利要求8所述的可变空气动力学车轮的控制系统，其中，当行驶模式为经济模式时，所述控制器调节可变挡片的转动角度以使每个前轮和后轮的可变挡片具有朝向第一方向的第一预定角度。

11.根据权利要求10所述的可变空气动力学车轮的控制系统，其中，所述控制器的所述第一预定角度根据多个行驶速度范围而不同地设定，从而随着行驶速度的提高来逐渐减小可变挡片的转动角度。

12.根据权利要求8所述的可变空气动力学车轮的控制系统，其中，所述控制器接收取决于车辆是否转向的信息，并且在行驶模式为运动模式的直线行驶时，所述控制器控制使得前轮的可变挡片朝向第二方向，后轮的可变挡片朝向第一方向，并且所有可变挡片的转动角度均调节为第二预定角度。

13.根据权利要求12所述的可变空气动力学车轮的控制系统，其中，所述控制器的所述第二预定角度根据多个行驶速度范围而不同地设定，从而随着行驶速度的提高来逐渐减小可变挡片的转动角度。

14.根据权利要求8所述的可变空气动力学车轮的控制系统，其中，在行驶模式为运动模式的转向时，对应于左前轮、右前轮、左后轮以及右后轮的每一者的可变挡片的转动方向根据多个行驶速度范围和转向方向而改变。

15.根据权利要求14所述的可变空气动力学车轮的控制系统，其中，当行驶速度在预定的第一速度范围中并且车辆在运动模式下向左转向时，左前轮的可变挡片和右后轮的可变挡片朝向第一方向，右前轮的可变挡片和左后轮的可变挡片朝向第二方向，并且所有可变挡片的转动角度均调节为第三预定角度；

在向右转向时，每个可变挡片调节为转动至与向左转向时相反的方向。

16.根据权利要求15所述的可变空气动力学车轮的控制系统，其中，当行驶速度在高于第一速度范围的第二速度范围中并且车辆在运动模式下向左转向时，左前轮、左后轮和右后轮的可变挡片朝向第一方向，右前轮的可变挡片朝向第二方向，并且所有可变挡片的转动角度均调节为第三预定角度；

在向右转向时，每个可变挡片调节为转动至与向左转向时相反的方向。

17.根据权利要求16所述的可变空气动力学车轮的控制系统，其中，当行驶速度在高于第二速度范围的第三速度范围中并且车辆在运动模式下向左转向时，左前轮的可变挡片和左后轮的可变挡片朝向第一方向，右前轮的可变挡片和右后轮的可变挡片朝向第二方向，并且所有可变挡片的转动角度均调节为第三预定角度；

在向右转向时，每个可变挡片调节为转动至与向左转向时相反的方向。

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