本發(fā)明大體上涉及一種用于車輛的空氣動(dòng)力學(xué)特征部件。

背景技術(shù)：

許多車輛(從工業(yè)車輛到重型車輛、軍用車輛、輕型客車)包括空氣動(dòng)力學(xué)和造型面板或結(jié)構(gòu)，用于引導(dǎo)車輛周圍的氣流。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供了一種用于車輛的主動(dòng)空氣動(dòng)力學(xué)特征部件。該主動(dòng)空氣動(dòng)力學(xué)特征部件位于車輛的下側(cè)并包括靜態(tài)面板和動(dòng)態(tài)面板。

靜態(tài)面板具有附接至車輛的前飾板的前緣以及遠(yuǎn)離前飾板的后緣。動(dòng)態(tài)面板可移動(dòng)地附接至靜態(tài)面板的后緣。

致動(dòng)器配置為將動(dòng)態(tài)面板相對(duì)于靜態(tài)面板定位于至少兩個(gè)固定位置。固定位置包括收起位置和展開(kāi)位置，該收起位置與靜態(tài)面板的后緣大致對(duì)齊，而該展開(kāi)位置相對(duì)于靜態(tài)面板的后緣并且還有收起位置成偏斜角。

本主題的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)結(jié)合以下對(duì)實(shí)現(xiàn)所公開(kāi)結(jié)構(gòu)、方法或其兩者的一些最佳模式和其他實(shí)施例的具體描述容易變得顯而易見(jiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是配備有主動(dòng)封閉面板或車身底部導(dǎo)流板的車輛下側(cè)的示意性等距視圖。

圖2A是在收起位置示出的主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板的示意性側(cè)視圖。

圖2B是在部分展開(kāi)位置示出的主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板的示意性側(cè)視圖。

圖2C是在完全展開(kāi)位置示出的主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板的示意性側(cè)視圖。

圖3是示出了一種用于定位主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板的可能的控制方案的示意性流程圖。

具體實(shí)施方式

參考附圖，只要可能，所有這幾個(gè)附圖中，相同的附圖編號(hào)對(duì)應(yīng)相同或相似的部件。圖1概括性示出了示意性地從其下側(cè)12觀察的車輛10。所示的示例性車輛10包括許多空氣動(dòng)力學(xué)、造型和結(jié)構(gòu)特征部件，但不可能表示車輛10的所有特征部件。前飾板14包括柵格、前保險(xiǎn)杠、前大燈和駐車燈以及其他前向部件。

圖1示出了與路面或地平面18接觸的前輪16。通常，地平面可以由車輛10的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的平整路面的朝向來(lái)限定。

車輛10的下側(cè)12還包括主動(dòng)空氣動(dòng)力學(xué)特征部件或主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20，其選擇性地改變或控制在下側(cè)12與地平面18之間從車輛前部向后部流動(dòng)的氣流。

雖然本發(fā)明可以就具體應(yīng)用或行業(yè)進(jìn)行描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明還存在著更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，諸如“上”、“下”、“向上”、“向下”等術(shù)語(yǔ)用來(lái)描述性地說(shuō)明附圖，并不表示對(duì)由所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明保護(hù)范圍進(jìn)行限制。任何諸如“第一”或“第二”等附圖標(biāo)記僅僅是描述性的，并不以任何方式來(lái)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

一個(gè)附圖中所示的特征部件可以與任何其他附圖中所示的特征部件結(jié)合、被其取代或被其修改。除非另有說(shuō)明，特征部件、元件或限制不與任何其他特征部件、元件或限制相互排斥。另外，對(duì)于操作而言，特征部件、元件或限制不是絕對(duì)必需的。圖中所示的任何具體配置僅僅是描述性的，并且所示的具體配置并不限制權(quán)利要求書或說(shuō)明書。

還參照?qǐng)D2A、圖2B和2C并繼續(xù)參照?qǐng)D1，示出了主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20的其他視圖。如圖所示，主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20可以選擇性地定位以改變向下側(cè)12的中部和后部移動(dòng)的空氣的流動(dòng)路徑。圖2A示出了主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20位于收起位置的示意性側(cè)視圖。圖2B示出了主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20位于部分展開(kāi)位置的示意性側(cè)視圖。并且圖2C示出了主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20位于完全展開(kāi)位置的示意性側(cè)視圖。圖2B所示的部分展開(kāi)位置通常與圖1中所示的部分展開(kāi)位置相對(duì)應(yīng)。

主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20包括靜態(tài)面板22和動(dòng)態(tài)面板24，該靜態(tài)面板22也可稱為封閉面板，而動(dòng)態(tài)面板24可移動(dòng)地附接至靜態(tài)面板22。所示的示例性靜態(tài)面板22包括高度差和空氣動(dòng)力學(xué)造型，以改善車輛10前部處的氣流。靜態(tài)面板22具有附接至車輛10的前飾板14的前緣26以及位于前飾板14遠(yuǎn)側(cè)的后緣28。前緣26和后緣28通常相對(duì)于從車輛10的前飾板14向后部(未示出)移動(dòng)的氣流被限定。另外，前緣26和后緣28通常是指靜態(tài)面板22的底部或表面，即，與氣流接觸的那些區(qū)域，與地平面18相對(duì)的那些區(qū)域相反。

動(dòng)態(tài)面板24可移動(dòng)地附接至靜態(tài)面板22的后緣28。在許多配置中(例如，所示的配置)，動(dòng)態(tài)面板可以圍繞與后緣28相鄰的軸線旋轉(zhuǎn)。動(dòng)態(tài)面板24可以設(shè)置于前輪16的前邊緣的后面，從而影響前輪16之間通過(guò)的氣流。在如圖所示的配置中，靜態(tài)面板22還可用作尤其用于前飾板14的下保險(xiǎn)杠部分的加強(qiáng)筋。

如上所述，動(dòng)態(tài)面板24可以相對(duì)于靜態(tài)面板22位于至少兩個(gè)固定位置。所示的示例性主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20包括致動(dòng)器30，其配置為將動(dòng)態(tài)面板24相對(duì)于靜態(tài)面板22定位于至少兩個(gè)固定位置。每一個(gè)位置都具有相對(duì)于靜態(tài)面板22、地平面18或車輛10的水平面的偏斜角32。

致動(dòng)器30如圖所示并且可以表示許多類型的致動(dòng)器。例如，但不限制地，致動(dòng)器30可以包括旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、電磁閥、凸輪連桿、多連桿機(jī)構(gòu)、液壓裝置或其組合。另外，如下所述，致動(dòng)器30可以包括減震器或離合器機(jī)構(gòu)，從而使得在某些負(fù)荷狀況下發(fā)生縮進(jìn)運(yùn)動(dòng)。

幾種示例性固定位置如圖2A、圖2B和圖2C中示出。圖2A示出了收起位置，其中動(dòng)態(tài)面板24與靜態(tài)面板22的后緣28大致對(duì)齊，即大致平行。在所示的示例性主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20中，靜態(tài)面板22的后緣28相對(duì)于地平面18大致上呈水平。當(dāng)動(dòng)態(tài)面板24位于所示的收起位置時(shí)，偏斜角32大致為零度。收起位置往往在后緣28處形成不間斷的氣流。

圖2B示出了動(dòng)態(tài)面板24的部分展開(kāi)位置。通常，展開(kāi)位置可被認(rèn)為相對(duì)于后緣28(并且還相對(duì)于收起位置)具有至少15度的偏斜角32。圖2C示出了該完全展開(kāi)位置，其中動(dòng)態(tài)面板24的偏斜角32大致上是90度，使得動(dòng)態(tài)面板24垂直于靜態(tài)面板22的后緣28并垂直于地平面18。

需要注意的是，圖中所示的三個(gè)說(shuō)明性固定位置不是限制性的。根據(jù)車輛的類型，主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20可以有更少或更多的位置。此外，在某些配置中，主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20可以配置為在可進(jìn)行的動(dòng)作范圍內(nèi)將動(dòng)態(tài)面板24移至無(wú)數(shù)位置。

在主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20的某些配置中，完全展開(kāi)位置將會(huì)使偏移角32相對(duì)于收起位置為至少75度。動(dòng)態(tài)面板24的部分展開(kāi)位置包括任何小于完全展開(kāi)位置的偏移角32。

當(dāng)車輛10正以高速(高速可包括高速公路行駛的速度或任何大于停車速度的速度)運(yùn)行時(shí)，可以將動(dòng)態(tài)面板24致動(dòng)來(lái)超過(guò)收起位置到達(dá)部分展開(kāi)位置、完全展開(kāi)位置或任何中間位置。展開(kāi)時(shí)，動(dòng)態(tài)面板24將氣流遠(yuǎn)離下側(cè)12并朝向地平面18推動(dòng)。在某些配置中，主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20的動(dòng)態(tài)面板24可以在每小時(shí)三十英里以上的速度下開(kāi)始展開(kāi)。

通過(guò)降低氣流，主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20減少與朝向車輛10后部的結(jié)構(gòu)(如后軸、差速器和車輪)的氣流接觸，這可以降低由那些結(jié)構(gòu)造成的阻力和紊流。另外，通過(guò)將氣流從下側(cè)12引走，主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20限制氣流侵入下側(cè)12上的暴露空腔。否則，可能需要通過(guò)附加的車身底部來(lái)覆蓋或關(guān)閉下側(cè)12上的空腔，這樣主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20可減少對(duì)設(shè)置于動(dòng)態(tài)面板24后方的其他封閉面板的需要。

當(dāng)車輛10不以高速(例如在停車速度期間-如在小于每小時(shí)30英里的速度下)運(yùn)行時(shí)，動(dòng)態(tài)面板24可以收起。在較低速度下，車輛10的下側(cè)12存在較少的阻力和紊流。因此，展開(kāi)主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20的動(dòng)態(tài)面板24的益處減少了。動(dòng)態(tài)面板24收起后，車輛10的美感可能更具吸引力。另外，當(dāng)動(dòng)態(tài)面板24收起時(shí)，致動(dòng)器30不大可能接觸到碎屑。

即使是在車輛10以較高的速度移動(dòng)時(shí)，主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20也可以配置為將動(dòng)態(tài)面板24放置于收起位置，否則，主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20會(huì)展開(kāi)。例如，當(dāng)車輛10在崎嶇的道路條件下移動(dòng)或在越野運(yùn)行時(shí)，動(dòng)態(tài)面板24可以收起，以防止動(dòng)態(tài)面板24與地面或地面上的物體接觸。也可能存在有高速下縮回動(dòng)態(tài)面板24將是有益的天氣情況，例如厚厚的積雪?？s回可以對(duì)動(dòng)態(tài)面板24的損壞加以限制并且可以保護(hù)致動(dòng)器30。

如圖2A示意性地所示，車輛10還包括與用于主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20的致動(dòng)器30連通的電子控制器40。電子控制器40配置為控制致動(dòng)器30并且將動(dòng)態(tài)面板24置于任何固定位置。電子控制器40包括足夠的計(jì)算資源、輸入通道和輸出通道，以確定動(dòng)態(tài)面板24展開(kāi)的程度以及命令致動(dòng)器30實(shí)現(xiàn)這種展開(kāi)。

電子控制器40可以是單獨(dú)的模塊，也可以是更大型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一部分，如動(dòng)力系控制模塊或車輛控制模塊。電子控制器40也可以配置為與車載診斷系統(tǒng)配合使用，使得電子控制器40可以診斷并傳送主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20的操作錯(cuò)誤。例如，但不限于如果致動(dòng)器30對(duì)命令不作出響應(yīng)或動(dòng)態(tài)面板24卡在某一個(gè)固定位置時(shí)，電子控制器40可以以信號(hào)形式通知車輛10的操作員或計(jì)算機(jī)。

主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20的致動(dòng)器30也可配置有反沖特征部件或機(jī)構(gòu)。當(dāng)動(dòng)態(tài)面板24承受來(lái)自車輛10前部的高于閾值負(fù)載的負(fù)載時(shí)，致動(dòng)器30可允許動(dòng)態(tài)面板24從展開(kāi)位置向收起位置移動(dòng)。然而，當(dāng)動(dòng)態(tài)面板24承受來(lái)自車輛10前部的低于閾值負(fù)載的負(fù)載時(shí)，致動(dòng)器30可允許動(dòng)態(tài)面板24從展開(kāi)位置向收起位置移動(dòng)。

當(dāng)動(dòng)態(tài)面板24與路面上的物體產(chǎn)生接觸時(shí)，由于離合或反沖特征部件，動(dòng)態(tài)面板24將被允許向著收起位置向上移動(dòng)。例如，但不限于輪胎胎面或路面上的雪塊和冰塊可與動(dòng)態(tài)面板24產(chǎn)生接觸。致動(dòng)器30并不是克服這些物體所施加的力，而是可以感測(cè)到閾值力已經(jīng)被超過(guò)并且允許動(dòng)態(tài)面板24移動(dòng)，這樣可以限制或者減少對(duì)動(dòng)態(tài)面板24或致動(dòng)器30的損壞。

致動(dòng)器30的反沖機(jī)構(gòu)可包括離合器或彈簧，并且可以是偏心式擺動(dòng)釋放凸輪與彈簧設(shè)備。因此，當(dāng)施加力以相對(duì)于致動(dòng)器30的足夠的量來(lái)移動(dòng)動(dòng)態(tài)面板24時(shí)，偏心凸輪通過(guò)擺動(dòng)點(diǎn)且允許動(dòng)態(tài)面板24容易地縮回。致動(dòng)器30也可電子地感測(cè)所施加的負(fù)載并且響應(yīng)于超過(guò)閾值負(fù)載的力而釋放致動(dòng)器30來(lái)允許縮回。

作為其提高車輛10的空氣動(dòng)力特性的部分功能，動(dòng)態(tài)面板24在展開(kāi)時(shí)經(jīng)常承受風(fēng)負(fù)載。因此，致動(dòng)器30、電子控制器40或者二者配置為將動(dòng)態(tài)面板24保持為在克服風(fēng)負(fù)載的情況下展開(kāi)。允許動(dòng)態(tài)面板24進(jìn)行反沖的閾值負(fù)載可以根據(jù)車輛10的速度進(jìn)行調(diào)整，以便調(diào)整主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20正常運(yùn)行期間所施加的變化的風(fēng)負(fù)載。

現(xiàn)參照?qǐng)D3并繼續(xù)參照?qǐng)D1至圖2C，示出了方法100的示意性流程圖。圖3概括地示出了用于致動(dòng)或定位主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20的動(dòng)態(tài)面板24的控制方案的一個(gè)實(shí)例。圖3僅僅示出了方法100的高級(jí)框圖，而所示的算法或方法100的步驟的確切順序不是必需的。步驟可以重新排序，步驟可以省略，并且可以包括額外的步驟。此外，方法100可以是另一種算法或方法的一部分或子程序。

出于說(shuō)明的目的，方法100可參照結(jié)合其他附圖而示出和描述的元件和部件來(lái)進(jìn)行描述，并且可以通過(guò)電子控制器40來(lái)執(zhí)行。然而，可以使用其他部件來(lái)實(shí)施方法100和在所附權(quán)利要求所限定的系統(tǒng)。任何步驟可以由多個(gè)控制裝置或控制系統(tǒng)部件來(lái)執(zhí)行。

步驟110：開(kāi)始/啟動(dòng)。

方法100可以開(kāi)始于開(kāi)始或啟動(dòng)步驟，在此期間，可激活并且可以監(jiān)測(cè)方法100，例如但不限于車輛10的運(yùn)行狀況、環(huán)境條件、駕駛員輸入或來(lái)自其他系統(tǒng)的輸入。例如，響應(yīng)于車輛駕駛員插入點(diǎn)火鑰匙或者響應(yīng)于遇到的特定條件(例如車輛10的變速器從停車模式變?yōu)轳{駛模式時(shí))，可發(fā)生啟動(dòng)。每當(dāng)車輛在使用時(shí)，方法100可以一直運(yùn)行或一直循環(huán)。

步驟112：模式選擇或確定。

方法100確定主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20的操作模式。具體地，方法100可以確定條件是否適合于展開(kāi)動(dòng)態(tài)面板24的模式。在所示的示例性控制方法100中，存在有三種模式：其中兩種限制了動(dòng)態(tài)面板24的展開(kāi)，而另一種允許展開(kāi)動(dòng)態(tài)面板24。

步驟114：主動(dòng)模式

如果方法100確定條件允許在合適的速度下部署動(dòng)態(tài)面板24，那么方法100進(jìn)入到步驟114的主動(dòng)模式。主動(dòng)模式也可以被認(rèn)為是默認(rèn)模式，這樣除非有防止主動(dòng)模式的抵銷因素存在，否則，該模式都會(huì)被選擇。

步驟116：冰雪模式。

方法100可選擇冰雪模式并且進(jìn)入到步驟116。此模式認(rèn)定：如果展開(kāi)了動(dòng)態(tài)面板24，那么，雪、冰或其組合的存在可能與動(dòng)態(tài)面板24產(chǎn)生接觸。

步驟118：越野模式。

方法100還可選擇越野模式并且進(jìn)入到步驟118。此模式認(rèn)定：當(dāng)車輛10脫離正常、平滑道路時(shí)，如果展開(kāi)了動(dòng)態(tài)面板24，那么，污垢、巖石、植物或其他物體可能會(huì)與動(dòng)態(tài)面板24產(chǎn)生接觸。冰雪模式和越野模式可以替代地被稱為非主動(dòng)模式。

冰雪模式或越野模式可以由方法100以各種方式來(lái)選擇或確定。例如，可能存在有駕駛員輸入設(shè)備，諸如按鈕或點(diǎn)擊式觸摸轉(zhuǎn)盤，其允許車輛10的操作者向電子控制器40發(fā)出警報(bào)，以計(jì)劃越野行駛或惡劣天氣的存在。方法100還可以包括環(huán)境條件的監(jiān)測(cè)，以確定何時(shí)可能有惡劣天氣或者可能包括與天氣報(bào)告服務(wù)的通信。

另外，也可以使用用于非主動(dòng)模式的其他觸發(fā)器。例如，方法100可以監(jiān)控動(dòng)力系統(tǒng)模式的選擇，比如四輪驅(qū)動(dòng)或四驅(qū)低速模式選擇，這表明了存在越野行駛或者惡劣的天氣條件。

步驟120：收起動(dòng)態(tài)面板。

當(dāng)選擇任一非主動(dòng)模式時(shí)，方法100收起主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20的動(dòng)態(tài)面板24。無(wú)論車輛10的運(yùn)行速度如何，這種情況均會(huì)發(fā)生，并且這樣做通常是為了保護(hù)動(dòng)態(tài)面板24和致動(dòng)器30在與可能另外造成損害的物體產(chǎn)生接觸時(shí)免受損害。需要注意的是，收起位置可以具有相對(duì)于固定面板22的后緣28的負(fù)5度至5度之間的偏斜角32。

步驟122：確定速度是否高于閾值水平。

當(dāng)選擇主動(dòng)模式時(shí)，方法100接下來(lái)確定車輛10是否正以高于閾值水平的速率或速度移動(dòng)，例如(在示出的示例中)每小時(shí)30英里。如果速度不高于閾值，則方法100進(jìn)行至步驟120，并且收起動(dòng)態(tài)面板24或保持動(dòng)態(tài)面板24的收起位置。

可選步驟124：確定角度。

當(dāng)車輛10以高于閾值的速度運(yùn)行時(shí)，方法100將展開(kāi)動(dòng)態(tài)面板24。在一些配置中，主動(dòng)車身底部導(dǎo)流板20將僅利用動(dòng)態(tài)面板24的兩個(gè)位置：圖2A所示的收起位置以及圖2C所示的完全展開(kāi)位置。然而，在其他配置中，可存在有多個(gè)展開(kāi)位置。因此，方法100可確定動(dòng)態(tài)面板24的優(yōu)選偏斜角32。

步驟126：展開(kāi)動(dòng)態(tài)面板。

方法100隨后實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)面板24的展開(kāi)。如果該部件并未執(zhí)行方法100，則這可以通過(guò)向電子控制器40以信號(hào)傳輸所選擇的偏斜角32而發(fā)生?？捎煞椒?00選擇的動(dòng)態(tài)面板24的展開(kāi)位置的兩個(gè)說(shuō)明性示例為部分展開(kāi)位置和完全展開(kāi)位置。

部分展開(kāi)位置可被致動(dòng)至30度至60度之間的偏斜角32。完全展開(kāi)位置可被致動(dòng)至85度至95度之間的偏斜角32。一些配置可利用高速制動(dòng)期間的超過(guò)90度的展開(kāi)，從而可能存在附加的展開(kāi)狀態(tài)。

步驟130：結(jié)束/循環(huán)。

在動(dòng)態(tài)面板24設(shè)定為確定的偏斜角32后，方法100可結(jié)束、循環(huán)或重復(fù)。在許多實(shí)施方式中，方法100將不斷循環(huán)以驗(yàn)證車輛10的運(yùn)行狀況，并選擇動(dòng)態(tài)面板24的優(yōu)選偏斜角32。在其他配置中，方法100將使動(dòng)態(tài)面板24保持在選定位置，直至發(fā)生某些事件。

詳細(xì)描述以及附圖或數(shù)字對(duì)于這里所述的主題是支持性和描述性的。盡管已經(jīng)詳細(xì)地描述了某些最佳模式及其他實(shí)施例，但是各種替代性設(shè)計(jì)、配置以及實(shí)施例仍然存在。