用于对至少一个空气偏转器的位置进行优化的设备和方法

专利名称：用于对至少一个空气偏转器的位置进行优化的设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于对至少ー个空气偏转器(air deflector)的位置进行优化的设备和方法，该至少ー个空气偏转器用于在行驶期间引导车辆周围的气流，尤其是卡车或卡车-挂车组合体周围的气流，其中，所述至少一个空气偏转器的位置由致动器确定，该致动器响应于指示了所述车辆的空气阻力的控制信号而被控制。
背景技术：
在高速行驶时，车辆、尤其是卡车或卡车-挂车组合体的空气阻カ是影响车辆的燃料消耗的重要因素之一。特别地，驾驶室的高度和/或宽度与储物车厢或挂车的高度和/或宽度不同的卡车或卡车-挂车组合体在行驶期间具有大的空气阻力。减小卡车或卡车-挂车组合体的空气阻カ的一种常见措施是使用空气偏转器，该空气偏转器针对来流空气减小了挂车的正面面积，以获得流线型更完整的车辆。通常，存在至少ー个安装于驾驶室顶部的车顶空气偏转器，该车顶空气偏转器减小了拖车和挂车之间的高度差并对车辆上方的空气进行引导。另外，卡车还可以包括安装于驾驶室的侧面且沿着车辆向侧面引导空气的侧面空气偏转器。所述空气偏转器的设定值(S卩，角位置)即使仅具有小的角度变动，也会对车辆的总体空气阻カ具有显著影响。因此，要求仔细优化该设定值以減少燃料消耗。目前，大部分卡车均配备有关于卡车高度、挂车高度以及拖车与挂车之间的距离的、用于对空气偏转器进行设定的表格数据。该表格数据例如由卡车制造商作为手工表提供，或者可存储在存储器中。然后，由驾驶员负责根据整个车辆的设置来手动调节这些偏转器。然而不利的是，驾驶员经常忽略对空气偏转器进行调节，从而这些空气偏转器未得到调节或者被错误地调节，这又大大增加了行驶成本。由此，在现有技术中，例如在专利申请US 2005/0173945中已经提出了将空气偏转器的设定值存储在存储器中并通过人机界面向驾驶员询问卡车和挂车的几何数据。因此，该方法确保驾驶员不会忽略对空气偏转器的调节。一旦识别出所述几何数据，该方法就从存储在存储器内的表格中读出空气偏转器的相应设定值，并由此调节空气偏转器。可以针对多种不同的卡车-挂车组合体的可能性来预先确定这些设定值。尽管此系统降低了驾驶员忽略或忘记对空气偏转器的位置进行调节的可能性，但没能考虑到行驶状况，例如风向或者卡车与空气之间的相対速度。因此，仍然无法获得空气偏转器的最佳设定值。另外，如果向驾驶员询问的过程发生在行驶期间，则驾驶员将从其主要的驾驶任务中分神，这妨碍了安全性。在例如美国专利US 4，102, 548的现有技术中，还提出了在行驶期间调节空气偏转器。在此文献中，已经公开了 针对所谓的车辆性能信号来优化偏转器的位置，该车辆性能信号涉及车速信号与燃料消耗量信号相除而获得的值。对该空气偏转器的调节可手动或 自动进行。然而不利的是，该方法使用燃料消耗量和车速作为确定空气偏转器设定值的基本信息。但这两个信号并没有精确到足以允许对空气偏转器设定值的优化。例如，燃料消耗量信号会随着路形(road geometries)而剧烈变化。例如,如果道路纵向倾斜和/或横向傾斜，或者，如果道路凹凸不平，则燃料消耗量信号会受到影响。为了提供合适的信号，驾驶员需要仔细评估路形，这几乎是不可能的，另外，也可能使驾驶员从其驾驶任务中分神。这种分析同样适用于速度信号。试图使车辆速度保持尽可能恒定的驾驶员需要參考用于检测车辆速度的任何变化的速度表。但是，速度表通常仅能显示10至20km/h的刻度差，这并未精确到足以判断车速是否恒定。另外，速度表的响应时间太慢，并且，对加速器踏板的调节可能性并未精确到足以允许驾驶员进行精确的车速控制。因此，使用上述已知方法获得的空气偏转器设定值仅仅是对空气偏转器的最佳设定值的近似和估计。这仍然导致了过高的燃料消耗，并因此导致了高的行驶成本。上述已知方法的另ー主要缺点是所述询问过程、或者对空气偏转器的手动调节、以及对车速和路形的持续检查可能导致驾驶员严重分神，这最终可能危及安全性。 因此，本发明的目的是提供一种在使驾驶员分神最少的情况下、对空气偏转器的位置进行优化的设备和方法。

发明内容
此目的通过根据权利要求I所述的设备和根据权利要求13所述的方法来实现。根据本发明的ー个方面，本发明人提出了在该优化过程期间使用车辆行驶控制系统，该车辆行驶控制系统用于控制车辆的速度。优选地，能够通过提供恒定的节气门位置来維持恒定车速，这可通过该车辆行驶控制系统的、特定的空气偏转器优化模式来确保。其优点是驾驶员不再需要在该优化过程期间控制车速，这提高了安全性以及该优化过程的精度。另外，可响应于包括如下信息的信号来调节空气偏转器的位置，该信息与行驶特性的变动有关，这些行驶特性例如为燃料消耗量、车辆速度、发动机转速、发动机扭矩、发动机功率和发动机节气门位置。优选地，该响应信号也由车辆行驶控制系统感测，该车辆行驶控制系统例如是巡航控制系统、自适应巡航控制系统或高级驾驶员辅助系统。因此，即使很小的变动也能被检测到，从而能够对空气偏转器的位置进行优化。优选地，所述车辆控制系统包括“空气偏转器调节”模式，在此模式期间，所述响应信号的短期变动被忽略。通常，诸如道路不规则性(例如道路凹凸不平)或阵风等的环境因素会引起所述响应信号的短期扰动，但不久之后它又会返回到其先前的范围。相反，减小的空气阻カ会导致响应信号的长期变动。因此，忽略短期变动确保了该响应信号的由环境因素引起的变动不会与由减小的空气阻カ引起的“真实”变动相混淆。有利地，所述系统可还包括至少ー个检测单元，该检测单元尤其是传感器，用于消除所述响应信号的、由除了空气阻カ的变动以外的其它影响因素引起的变动。优选地，这些传感器提供了与环境偏离条件(ambient biasing conditions)有关的信息,例如道路不规则性(道路凹凸不平)或阵风。这种传感器例如是能够检测道路凹凸不平的加速度计或减震器上的传感器，或者是用于检测阵风的、优选安装于卡车侧面或车顶的空气流量计。优选地，这些另外的检测单元使得能够从所述响应信号中“清除”由除了空气阻カ以外的其它条件引起的变动。因此，能够响应于优选仅针对空气阻カ的变动而变化的信号来优化空气偏转器的位置。根据另ー优选实施例，所述设备还包括用于检测道路状况的装置，尤其是道路的倾角和/或曲率，其中，此检测装置的信息用作预览信息，该预览信息指示了适合于进行优化过程的条件。优选在行驶期间通过使用例如GPS系统来同时获得这些预览信息，或者从该同一道路上的较早的行驶过程中获取。优选地，所述设备和方法适合于如果该预览信息指示 了合适的道路状况，则自动初始化所述优化过程。有利地，对空气偏转器的自动调节使得驾驶员能够保持专注于交通状況。因此，不会因为驾驶员专注于对空气偏转器的优化调节或在询问过程期间输入数据而危及安全性。根据另ー个优选实施例，所述检测单元是也可集成在高级驾驶员辅助系统中的GPS系统或导航系统。优选地，该检测系统被提供有以GPS数据和/或先前记录的同一路段的信息的组合为基础的预览信息，如果该检测系统指示了对于完成该优化过程而言足够长距离的平直道路，则初始化该优化过程。因此，能够避免该优化过程的中断或非期望的中止。根据另ー优选实施例，所述设备适合于在经过了一段预定时间和/或检测到行驶方向的明显改变时重复该优化过程，其中，优选局部地改变该至少ー个空气偏转器的位置。換言之，仅当从上一次优化之后已经过了给定的一段时间，或者通过例如导航系统已检测到行驶方向的明显方位改变、优选在给定时段内平均的方位改变(而这又可指示新的侧风条件)时，才初始化该优化过程。这将确保该优化过程并非只要存在合适的道路状况就运行，而是仅以特定的时间间隔运行，该时间间隔例如为从15分钟到30分钟，最多达ー小时或数小时，或者，仅在新的行驶状况要求优化时才运行。有利地，在重复进行的该优化过程期间，不必使空气偏转器扫掠过整个设定角度区间，而是仅略微増大当前位置，直至燃料消耗率处于最小值。这种“所谓的”局部优化优选在已经发现接近最佳位置的位置时使用。例如，在已经更换了挂车之后，使空气偏转器扫掠过整个设定角度区间，以使空气偏转器适应于新的几何情况(全局优化)。由此，提供了空气偏转器的接近最佳位置的位置。对于此后进行的优化过程(在经过了特定的一段时间和/或行驶方向明显改变之后)，仅通过使用这种局部的、逐步优化过程来略微改变当前位置。根据另ー优选实施例，所述设备还适合于当检测到要求制动器长时间接合的道路状况时，尤其是检测到下坡行驶时，使至少ー个空气偏转器移动到具有高空气阻カ的位置。由此，这些空气偏转器用作辅助制动器，这能够减小由于过度使用而造成的、基础制动器的磨损。根据另ー优选实施例，所述设备还包括至少ー个空气偏转器位置传感器，用于感测至少一个空气偏转器的位置，其中，该空气偏转器的位置能够无级地调节。这确保了能够提供空气偏转器位置的甚至非常小的角度变动，这又能进ー步減少燃料消耗。所述空气偏转器可以仅仅是车顶偏转器，但通常使用安装在驾驶室顶部上的车顶偏转器以及安装于驾驶室后侧的两个侧面偏转器。另外，一优选实施例还包括人机界面，该人机界面用于向驾驶员告知对所述至少一个空气偏转器的优化进行初始化的合适条件，和/或用于请驾驶员启用车辆行驶控制系统以实现对所述至少一个空气偏转器的自动优化。
该人机界面的优点是有吋，驾驶员未意识到合适的道路状况或只是忘记了开始该优化过程，从而导致车顶偏转器可能保持在不利的位置。优选地，如果车辆行驶控制系统被激活且检测到了优选合适的道路状況，则自动初始化该优化过程。但在车辆行驶控制系统未被激活的情况下，此优化过程不能自动执行，因为车辆的速度未保持恒定。如果所述人机界面提醒驾驶员启用车辆行驶控制系统，则避免了驾驶员忽略对偏转器进行调节的问题。有利地，对空气偏转器的自动调节也实现了空气偏转器的随时再调节。由此，也能够考虑到风向的变化以及风速相对于车辆速度的变化。优选地，这种优化过程之间的时间尺度可由驾驶员和/或制造商预先确定。优选地，由于本发明的设备和方法适合于仅在条件合适时才使车辆保持恒定速度并初始化该优化过程，所以，本发明实现了对空气偏转器的优化设定。此外，由于该优化过程是在行驶期间执行，所以也能考虑到相对于车辆而言的风向以及风与车辆之间的相对速度。由此，确保了该优化过程不被中断，或不会由于不精确的信号而导致对偏转器的错误调 节。在说明书、权利要求书和附图中公开了其他的优点和优选实施例。


在下文中，将借助于附图来论述本发明方法的优选实施例。其描述仅应视为本发明原理的ー种示例，并非旨在限制权利要求的范围。各图为图I示出了一个示意性流程图，图示了本发明方法的优选实施例的各个步骤；并且图2示出了曲线图，以图形方式示出了图I中描述的方法。
具体实施例方式通常，卡车包括驾驶室和储物车厢，该储物车厢尤其是挂车，其中，驾驶室和挂车之间留有一定的空间。挂车的高度和/或宽度与驾驶室的高度和/或宽度可能不同，从而导致卡车或卡车-挂车组合体的空气动力学特性不是最佳的。为了降低车辆的空气阻カ并节省燃料，在驾驶室上安装有车顶偏转器和侧面偏转器，以针对来流气流减小挂车的正面面积并获得流线型更完整的车辆。可能影响空气阻力的因素主要是风向、相对于车辆的风速、以及某些几何因素，这些几何因素即相对于挂车的高度和宽度而言的驾驶室高度和宽度；以及拖车和挂车之间的距离。因此，即使是偏转器设定值的很小的角度变动，也可能对车辆的总体空气阻力有明显影响。根据本发明的优选实施例，每个偏转器均配备有能够对空气偏转器的设定值进行自动调节的致动器以及用于确定空气偏转器的绝对角定向的传感器。该致动器可以是电动、气压或液压致动器，且优选适合于针对每个空气偏转器被单独控制。对各个偏转器的优化优选地在行驶期间执行，且在已知的受控条件下执行，从而能够确定最小空气阻力。根据本发明，这些已知的受控条件可通过使用车辆行驶控制系统来提供，该车辆行驶控制系统适合于至少控制车辆的速度，并适合于感测涉及与空气阻カ有关的信息的行驶特性。这样的行驶特性例如是燃料消耗量或燃料消耗率、车辆速度、发动机转速、发动机扭矩、发动机功率或发动机节气门位置。除了这些已知的受控条件之外，还优选保证该优化过程不会中断，且不会因为不适合于这种优化过程的道路状况而失真。这样的道路状况例如可以是直接影响车辆的燃料消耗量或需要车速变动的倾斜道路或弯曲道路。因此，本发明的设备包括诸如GPS系统或导航系统的检测装置，该检测装置检测适合于此优化过程的道路或路段，即平直的路段。在此优化过程期间，每个偏转器均扫掠过一定的设定角度区间并记录指示了空气阻力的响应信号的相应变动。这样的信号例如可以是燃料消耗量信号或一般地是巡航控制系统的响应动态。这意味着因为该巡航控制对发动机进行控制使得车辆保持恒定速度，所以，由于不同的设定值而导致的空气阻カ变动能够从该巡航控制系统的控制的变动中导出。然而，该响应信号的变动并非必然仅由空气阻カ的变动而引起。例如环境条件等的其它因素也可以造成该响应信号的变动。例如，道路上的凹凸不平可以对燃料消耗量信号施加快速变化的扰动。因此，本发明的系统还可包括如下辅助系统中的一个或它们的组合传感器，这些传感器检测由除了空气阻カ以外的其他环境条件引起的变动。根据这些另外的信息，从响应信号中“清除”这些变动并响应于该“进行清除后的”信号的变动来优化空气偏转器的设定值。车辆控制系统(例如上述巡航控制的发动机控制系统)在专用的空气偏转器调节模式中被接合，在该模式中，快速变化的响应信号(例如燃料消耗率)受到抑制，因此将不会对例如短期阵风或道路凹凸不平等的扰动因素起作用。优选地，这能够通过调节燃料消耗率控制调节机构的时间常数来实现，使得它仅对“更缓慢的”变化起作用。在下文中，将针对图I所示的流程图来描述本发明方法的优选实施例的各个步骤。在本发明方法的第一步骤中，所述检测装置指示适合于优化过程的道路状況。一旦该检测装置指示了合适的道路状况，本发明的设备就检查车辆行驶控制系统(尤其是巡航控制系统)是否被激活。在该车辆行驶控制系统被激活的情况下，自动初始化该优化过程。优选地，仅当从上一次优化之后已经过了给定的预定时间，或者通过例如导航系统已检测到行驶方向的明显方位改变(这又可指示新的侧风条件)时，才初始化该优化过程。这将确保该优化过程并非只要存在合适的道路状况就运行，而是仅以特定的时间间隔运行，例如每15分钟到60分钟运行一次，或者，仅在新的行驶状况要求优化时才运行。优选地，该车辆行驶控制系统将车辆的速度控制为恒定的。然而，应当注意，此上下文中的“恒定”是指处于若干km/h的范围内，例如±2km/h的范围内。如上文所述，此范围是必需的，以消除燃料信号的过大波动。为此，必须记录精确的车辆速度，并且，应得到优化的燃料消耗率信号不是纯粹的燃料消耗率(例如，以g/s为单位)，而是用速度的平方进行归一化之后的信号。在所述巡航控制系统未被激活的情况下，则通过人机界面来告知卡车驾驶员已经、检测到适合于对空气偏转器进行优化的条件。然后，驾驶员可手动初始化该优化过程，由此通过车辆行驶控制系统控制或监测车辆的速度，或者，驾驶员也可激活所述巡航控制系统，从而能够自动开始该优化过程。只要该优化过程被初始化，空气偏转器就扫掠过一定的设定角度区间，直至达到空气偏转器的最佳位置并因此实现车辆的最小空气阻力。因此，这些偏转器可以并联地或串联地被分别控制。在下文中，将描述全局优化过程的示例性实施例以及局部优化过程的示例性实施例。尽管在下文中描述了使空气偏转器扫掠过一定的设定角度区间的某些可能性，但毋庸讳言，也可以使用任何其它的改变过程，并且这也包括在本发明的范围内。
在所示的“全局”优化过程的优选实施例的第一步骤中，使偏转器的角位置从最小角位置改变为最大角位置。同吋，检测响应动态，例如燃料消耗率的变动和/或车速的变动。通过利用从用于感测环境条件的传感器中获得的另外信息或通过直接抑制燃料消耗率控制环的快速波动，从感测到的此信号中连续“清除”掉并非由空气阻カ引起的变动。利用此过程，偏转器以相当慢的节奏连续扫掠过一定的可能角位置，例如在30秒内从最小偏转位置扫掠到最大偏转位置，并且，通过速度的平方被归ー化的燃料消耗率信息以例如每0. I秒一次的频率与关于偏转位置的信息一起被采样。在之后的步骤中，该系统确定在空气偏转器的哪个位置角度下获得了最低的、归一化的燃料消耗率(燃料消耗率除以车辆速度的平方)。这就是所要找到的、空气偏转器的最佳位置，空气偏转器可通过致动器的相应控制而移动至该最佳位置。換言之，通过使空气偏转器扫掠过一定的设定角度区间并记录所述响应信号的变动来优化空气偏转器的位置。在使空气偏转器扫掠过该角度区间之后，对所述变动进行评估并检测出最佳位置。因此，当所述响应信号表明空气阻カ最小吋，则检测到了最佳位置。然后，使空气偏转器移动到此确定位置，并终止该优化过程。图2以曲线图示出了上述优化过程。该图中的X轴表示时间t，其中，Y轴上记录了空气偏转器的角位置a。曲线2示出了空气偏转器的移动，它表明空气偏转器先从其当前位置増加到最大角位置，然后又减小到最小角位置。另外，该图示出了与此同时记录的燃料消耗率信号(曲线4)和车辆速度(曲线6)。通过将所记录的燃料消耗率除以车辆速度的平方来归ー化该燃料消耗率，以提供多信息的燃料消耗率信号(曲线8)。从曲线8中可见，该归一化的燃料消耗率表明在空气偏转器的特定位置处具有明 显的最小值(FRminX此最小值指示了空气偏转器的最佳位置(a _)，空气偏转器最终将移动到该最佳位置(a _)处。如果不连续扫掠过一定的角位置，也可以使用逐步优化过程，其中，空气偏转器的位置逐步变化，直至不再检测到燃料消耗率信号的进ー步减小。该逐步式解决方案的优点是不必使空气偏转器扫掠过整个设定角度区间，而是仅略微増大当前位置，直至燃料消耗率处于最小值。这种“所谓的”局部优化优选在已经发现接近最佳位置的位置时使用。例如，在已经更换了挂车之后，使空气偏转器扫掠过整个设定角度区间，以使空气偏转器适应于新的几何情况(全局优化)。由此，提供了空气偏转器的接近最佳位置的位置。对于此后进行的优化过程(在经过了特定的一段时间和/或行驶方向明显改变之后)，仅通过使用这种局部的、逐步优化过程来略微改变当前位置。还应注意的是，该逐步式解决方案并非必须作为在步骤之间发生中断的离散步骤来执行，而是也可以作为连续的扫略过程来执行，因为所述响应信号足够快，足以对变化产生立即响应。因此，能够或多或少地实时检测空气阻カ的减小。在这种局部优化过程的第一步骤中，可以增加所述偏转器的当前角位置。在下一步骤中，或多或少与此同时地检测响应动态，例如燃料消耗率的变动或车速的变动。然后，通过利用从用于感测环境条件的传感器中获得的另外信息，从该感测到的信号中“清除”并非由空气阻カ引起的变动。在下ー步骤中，根据该“进行清除后”的响应信号是否表明空气阻カ减小，来維持空气偏转 器的位置或使空气偏转器返回到其前一位置。在检测到空气阻カ减小的情况下，维持该空气偏转器的位置并设定表明已发生位置改动的标志。然后，所述控制系统重复这种增加角位置的步骤，以检测出最佳设定值。此重复过程继续执行，直至不再检测到空气阻カ的进ー步减小。当不再检测到空气阻カ的进ー步减小时，維持最后ー个表明空气阻カ减小的位置，并终止该优化过程。在増加角位置之后，当响应信号第一次表明空气阻カ已增大时，使空气偏转器直接返回到其前一位置。在此情况下，不设定表明已发生位置改动的标志。这确保了该优化过程不会終止，而是控制所述系统以减小空气偏转器的角位置，以检测这种角位置的减小是否可以导致空气阻カ减小。这种角位置减小步骤与上述角位置増加步骤类似地执行。在空气偏转器的角位置的减小表明空气阻カ减小的情况下，该角位置减小过程被迭代进行，直至不再检测到空气阻カ的进ー步减小。然后，使空气偏转器返回到其最后一次的存储位置，并终止该优化过程。毋庸讳言，也可以在开始时先执行角位置减小步骤，之后再执行角位置増加步骤。毋庸讳言，上述“局部”优化过程也可用于整个设定角度区间的扫掠，并且，可以改变上述“全局”优化过程以使空气偏转器的当前位置仅略微改变。如上所述，可并联或串联地调节这些空气偏转器。如果这些空气偏转器被并联地优化，则也可例如通过可由制造商执行的设计实验方法来预先限定车顶空气偏转器角度和侧面空气偏转器角度的离散组合。在该优化过程期间，车顶空气偏转器和侧面空气偏转器然后被设定为离散的、预定的设定角度的组合，并且，从响应函数的车载分析中获取最佳的组合。除了可以减小车辆的空气阻カ之外，也存在希望增大空气阻カ的、其他可能的应用。这种故意的増大例如在如下情况中是有利的即，如果例如在长时间下坡行驶期间，空气偏转器应用作“空气制动器”以辅助车辆的制动器。由此，可減少基础制动器的磨损。对于此应用，检测单元(例如导航系统)适合于检测即将到来的下坡行驶。在检测到下坡行驶时，车辆行驶控制系统监测车辆的速度和制动行为。通常，驾驶员通过选择低档位来下坡行驶，并使用完全施加的发动机制动来下坡行驶。仅当发动机制动仍然不够时，才使用所述基础制动器。这种制动行为防止了基础制动器的过度使用和磨损。优选地，如果在检测到即使完全施加发动机制动仍存在车速增加时、使空气偏转器移动到具有高空气阻カ的位置，则能够进ー步减小所述基础制动器的磨损。该增加的空气阻カ通常足以使车辆变得足够慢，从而不需要使用所述基础制动器。有利地，在该优化过程期间，尤其在全局优化过程期间，已经检测到具有最高空气阻カ的位置。因此，空气偏转器能够无延迟地移动到该最佳的“空气制动器”位置一旦车辆行驶控制系统和/或导航系统检测到车辆不再下坡行驶，或者下坡行驶的坡度已降低到仅使用发动机制动就已足够时，则使空气偏转器移动到其先前的减小空气阻力的位置。由于本发明不仅考虑到驾驶室高度和挂车高度之间的差异，而且考虑到了所有相关因素(尤其是诸如风向以及卡车与空气之间的相対速度等的因素)，所以能够进ー步优化其设定值。另外，由于该优化过程被自动初始化或告知驾驶员适合于该优化过程的道路状况，所以避免了如下的潜在问题即，驾驶员忽略对偏转器的调节并因此在具有不利的设定值的情况下驾驶。本发明的方法和设备的另ー优点是即使对于不具有预定几何特性的运输车辆、例如木材运输、轿车运输或集装箱货物运输的情況，也确保了空气偏转器的最佳设定值。这些运输车辆过去常常在不具有调节好的空气偏转器的情况下行驶，因为它们不具有预定的设定值。通过使用本发明的方法和设备，即使与已知方法相比，也能大大降低燃料消耗。当与驾驶员完全忽略对偏转器进行调节时的情况相比，例如与更换了具有不同高度的另ー挂车时的情况相比，燃料节约潜能明显更高。有利地，通过使用与合适的道路状况有关的预览信息，減少了被中断的优化的次数并提高了系统的益处。
权利要求
1.用于对至少ー个空气偏转器的位置进行优化的设备，所述至少ー个空气偏转器用于在行驶期间弓丨导车辆周围的气流，尤其是卡车或卡车-挂车组合体周围的气流，所述设备包括 -用于引导所述车辆周围的气流的所述至少一个空气偏转器； -至少ー个致动器，所述至少一个致动器用于使所述至少一个空气偏转器在至少两个位置之间移动；以及 -至少ー个控制器，所述至少一个控制器用于根据指示了所述车辆的空气阻カ的控制信号来控制每个所述致动器，并由此控制所述空气偏转器的位置， 其特征在干， 所述设备还包括车辆行驶控制系统，所述车辆行驶控制系统至少用于控制所述车辆的行驶速度，其中，所述设备适合于在所述车辆行驶控制系统控制所述车辆的速度的情况下，启动对所述至少ー个空气偏转器的优化。
2.根据权利要求I所述的设备，其中，所述控制信号是感测所述车辆的行驶特性的所述车辆行驶控制系统的响应信号，其中优选地，所述响应信号包括与如下组中的至少ー项的变动有关的信息燃料消耗率、车辆速度、发动机转速、发动机功率、发动机节气门位置、发动机扭矩。
3.根据权利要求I或2所述的设备，其中，所述车辆行驶控制系统是驾驶员辅助系统，尤其是巡航控制系统、自适应巡航控制系统或高级驾驶员辅助系统。
4.根据权利要求2和3所述的设备，其中，所述车辆行驶控制系统还包括空气偏转器调节模式，在所述空气偏转器调节模式期间，所述响应信号的短期变动被忽略。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述设备还包括至少ー个检测单元，所述检测単元优选为传感器，用于检测影响所述响应信号的、除了空气阻カ以外的环境条件，其中优选地，所述设备适合于从所述响应信号中“清除”由所述至少一个检测单元检测到的环境条件所弓I起的变动。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述设备还包括用于检测道路状况的装置，尤其是道路的倾角和/或曲率，并且其中，所述控制信号还包括与从所述检测装置获得的所述道路状况有关的信息。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述检测装置是优选集成到所述车辆行驶控制系统中的GPS系统和/或导航系统。
8.根据权利要求6或7所述的设备，其中，所述设备适合于在检测到平直的道路或路段时，启动对所述至少ー个空气偏转器的位置的优化。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述设备还适合于在经过了一段预定时间和/或检测到行驶方向的明显改变时，重复所述优化过程，其中优选地，使所述至少ー个空气偏转器的位置在当前位置附近变化。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的设备，其中，所述设备还适合于在检测到要求制动器长时间接合的道路状况时，尤其是检测到下坡行驶时，使所述至少一个空气偏转器移动到具有高空气阻カ的位置。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，所述至少一个空气偏转器包括一个车顶偏转器和两个侧面偏转器，其中，每个偏转器均包括致动器和/或控制器，以便分别控制每个偏转器。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，还包括人机界面，所述人机界面用于向所述驾驶员告知对所述至少ー个空气偏转器的优化进行初始化的合适条件，和/或用于请所述驾驶员启用所述车辆行驶控制系统以允许所述至少ー个空气偏转器的自动优化。
13.用于对至少ー个空气偏转器的位置进行优化的方法，所述至少ー个空气偏转器用于在行驶期间弓I导车辆周围的气流，尤其是卡车或卡车-挂车组合体周围的气流，其中，所述至少一个空气偏转器的位置由致动器决定，所述致动器响应于控制信号而被控制，所述方法包括如下步骤 -通过车辆行驶控制系统控制所述车辆的速度，以在所述优化期间提供恒定的车辆速度； -感测所述控制信号，所述控制信号指示了所述车辆的空气阻カ； -改变所述至少一个空气偏转器的位置，直至所述控制信号表明所述车辆的空气阻カ最小。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括如下步骤检测适合于对所述至少一个空气偏转器的位置进行优化的道路状況。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括如下步骤当检测到合适的道路状况时，尤其是检测到足够平和/或直的道路或路段时，初始化所述优化，优选自动地初始化所述优化。
16.根据权利要求13至15中的任一项所述的方法，还包括如下步骤在经过了一段预定时间和/或检测到行驶方向的明显改变时，重复所述优化过程，其中优选地，使所述至少一个空气偏转器的位置在当前位置附近变化。
17.根据权利要求14至16中的任一项所述的方法，还包括如下步骤当检测到要求制动器长时间接合的道路状况时，尤其是检测到下坡行驶时，使所述至少一个空气偏转器移动到具有高空气阻カ的位置。
18.根据权利要求13至17中的任一项所述的方法，其中，所述控制信号是所述车辆行驶控制系统的响应信号，所述响应信号包括与如下组中的至少ー项的变动有关的信息燃料消耗率、车辆速度、发动机转速、发动机功率、发动机节气门位置。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，优选地，通过忽略所述响应信号的短期变动和/或通过由传感器单元提供与环境条件有关的另外信息，从所述响应信号中“清除”由空气阻力以外的其它环境条件弓I起的变动。
20.根据权利要求13至19中的任一项所述的方法，还包括如下步骤当检测到合适的道路状况时，告知驾驶员对所述至少ー个空气偏转器的位置进行优化的、合适的道路状況。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括如下步骤请所述驾驶员手动初始化所述优化和/或启用车辆行驶控制系统以便能够自动初始化所述优化。
22.根据权利要求13至21中的任一项所述的方法，所述方法由根据权利要求I至12中的任一项所述的设备执行。
全文摘要
本发明公开了用于对至少一个空气偏转器的位置进行优化的设备和方法，该空气偏转器用于在行驶期间引导车辆周围的气流，尤其是卡车或卡车-挂车组合体周围的气流，其中，该至少一个空气偏转器的位置由致动器确定，该致动器响应于所感测到的、指示了车辆的空气阻力的控制信号而被控制，其中，车辆的速度通过车辆行驶控制系统来控制，以在所述优化期间提供恒定的车辆速度，并且其中，改变该至少一个空气偏转器的位置，直至控制信号表明车辆的空气阻力最小。
文档编号B62D35/00GK102656081SQ200980162934
公开日2012年9月5日 申请日期2009年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者安德斯·滕斯塔姆 申请人:沃尔沃拉斯特瓦格纳公司