机动车辆的有源分路器的制作方法

本公开涉及一种用于增强机动车辆的空气动力学的有源分路器(active splitter)。

背景技术：

空气动力学是车辆设计(包括汽车)的一个重要因素。汽车空气动力学是对道路车辆的空气动力学的研究。研究的主要目的是减小阻力和风噪声，最小化噪声排放，以及防止不需要的升力和在高速下空气动力不稳定性的其它原因。另外，空气动力学的研究也可用于实现在高性能车辆中的向下力以改善车辆牵引和转弯能力。该研究一般用于成形车辆车身以实现特定车辆用途的上述特征之间的所期折衷。

分路器是一种有时用于增加在汽车前部的向下力的量的空气动力学装置。一般来讲，使入射气流因气坝滞留在分路器上方的车辆前部，产生高压区域。在分路器下方，使气流改变方向远离滞留区并加速，使压力下降。因此，分路器下方的减压结合分路器上方的高压在车辆主体前端产生向下力。但是，在分路器有效地在车辆主体上增加向下力的程度上，分路器一般也将增加车辆的空气动力学阻力。

技术实现要素：

一种用于车辆的分路器系统包括具有第一分路器主体侧和第二分路器主体侧的分路器主体。所述车辆包括车辆主体，该车辆主体沿纵向主体轴线布置并具有配置成面向迎面而来的(即进入的)环境气流的第一主体端。分路器主体配置成安装在车辆的第一主体端，以便当车辆在运行时在其上产生空气动力学向下力。分路器系统也包括配置成沿着纵向主体轴线远离进入入射气流的第一车辆主体端且朝向离开入射气流的第一车辆主体端而选择地平移分路器主体的机构。机构对分路器主体的平移继而调整分路器主体在第一车辆主体端上产生的空气动力学向下力。

分路器系统也可包括配置成调节所述机构的电子控制器。

所述车辆也可包括车轮，并且分路器系统可进一步包括配置成检测车轮的转速并将检测的车轮转速传递到控制器的第一传感器。

分路器系统也可包括配置成检测车辆主体的偏航角速度并将检测的偏航角速度传递到控制器的第二传感器。

分路器系统也可包括配置成检测相对于车辆的环境气流的速度并将检测的环境气流速度传递到控制器的第三传感器。

另外，车辆可包括方向盘，并且分路器系统可进一步包括配置成检测方向盘的角度的第四传感器。

控制器可配置成响应于检测的偏航角速度、检测的方向盘角度、以及检测的车轮转速和环境气流速度中至少一者，而在车辆转弯期间相对于第一车辆主体端沿着纵向主体轴线通过机构选择地平移分路器主体，以从而改变在车辆第一主体端上的空气动力学向下力并且控制检测的偏航角速度。

另外，控制器可被编程为根据建立分路器主体的偏移量值和分路器主体在车辆第一主体端上产生的空气动力学向下力的量值的对应关系的查询表，而相对于第一车辆主体端沿着纵向主体轴线通过机构选择地平移分路器主体。

所述机构可包括线性致动器、旋转致动器和电动机中至少一者。

也公开了一种使用该分路器系统的车辆。

当结合附图和随附权利要求书时，本公开的以上特点和优点以及其它特点和优点将从用于实施所述公开内容的实施方案和最佳模式的以下具体实施方式中轻易地了解到。

附图说明

图1是根据本公开的车辆的示意性俯视图，所述车辆具有沿纵轴在主体平面中布置的车辆主体，并具有带有平移分路器主体的分路器系统。

图2是根据本公开的实施例的图1中所示车辆的示意性正视图，其描绘了平移到延伸位置中以增加在车辆主体上的向下力的分路器。

图3是根据本公开的分路器平移到缩回位置中的车辆的示意性局部侧视图。

具体实施方式

参照附图，其中类似参考数字指类似部件，图1显示了相对于路面12定位的机动车辆10的示意图。车辆10包括在基本上平行于路面12的主体平面P中布置的车辆主体14。车辆主体14限定六个主体侧面。六个主体侧面包括第一主体端或前端16、相对的第二主体端或后端18、第一横向主体侧或左侧20、第二侧向主体侧或右侧22、顶部主体部分24(其可包括车顶)和底部部分(未显示)。

左侧20和右侧22大致上平行于彼此并相对于车辆10的虚拟纵轴X被布置，并跨越前端16与后端18之间的距离。主体平面P被限定以包括纵轴X。车辆10的乘客车厢(未显示)一般被主体14的前端和后端16，18以及左侧和右侧20，22界定。如技术人员所理解，前端16配置以当车辆10相对于路面12运动时，面对迎面而来的(即进入的或接近的)环境气流27。当车辆10运动时，迎面而来的环境气流27大致上平行于主体平面P并沿着纵轴X运动。

当车辆10相对于路面12运动时，环境气流27绕过车辆主体14并分成相应的第一气流部分27-1、第二气流部分27-2、第三气流部分27-3、和第四气流部分27-4，其最终汇合在尾流区或紧靠在后端18后面的再循环气流区27-6。具体地讲，如图1所示，第一气流部分27-1通过顶部主体部分24，第二气流部分27-2通过左侧20，第三气流部分27-3通过右侧22，以及第四气流部分27-4通过在底部部分与路面12之间的车辆主体14的下方。如技术人员所理解，再循环气流区27-6一般在高车辆速度下由车辆主体14的六个主体侧面周围的周围空气的流动引起。

如图1和图2所示，车辆10也包括分路器系统28。分路器系统28包括沿分路器主体轴Y布置并配置以控制环境气流27沿着车辆主体14的纵向主体轴线X的移动的分路器主体30。如所示，分路器主体30被安装在前端16以当车辆10运动时在车辆主体14上产生空气动力学向下力F_d。如所理解，第一气流部分27-1与第四气流部分27-4之间因分路器主体30产生的压差(偏压利于第一气流部分)确定作用于前端16的空气动力学向下力的量。

如图2至图3中所示，分路器系统28也包括配置成在沿轴X并基本上平行于路面12的方向32上相对于前端16平移分路器主体30的机构34。机构34可包括配置成相对于前端16选择地平移分路器主体30的致动器38。该致动器38可以机电原理操作，实际上可以是液压的或机械的，或使用其组合。如图3所示，机构34可额外地使用与致动器38连接，或与电动机36连接的齿轮系40以进行所期的分路器主体30相对于前端16的平移。

如图1至图2所示，车辆也包括配置成(即，被构造并编程为)调节机构34的致动器38的电子控制器42。控制器42可配置为中央处理单元(CPU)，该CPU配置成调节内燃机41(如图1所示)、混合电传动系(未显示)、或其它替代类型的动力装置、以及其它车辆系统、或专用控制器的操作。为了适当地控制机构34的操作，控制器42包括存储器，其中至少一些是有形的及非暂时的。存储器可以是参与提供计算机可读数据或处理指令的任意可记录介质。该介质可采用多种形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。

用于控制器42的非易失性介质可包括例如光盘或磁盘和其它持久性存储器。易失性介质可包括例如动态随机存取存储器(DRAM)，其可构成主存储器。该指令可通过一种或多种传输介质(包括同轴电缆、铜线和光纤，包括含有耦合到计算机的处理器的系统总线的线)传输。控制器42的存储器也可包括软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任意其它磁介质、CD-ROM、DVD、任意其它光学介质等。控制器42可配置或装备有其它所需的计算机硬件，例如高速时钟、必需的模拟到数字(A/D)和/或数字到模拟电路、任意必要的输入/输出电路和装置(I/O)、以及适宜的信号调节和/或缓冲电路。控制器42所需或由此可访问的任意算法可被存储在存储器中并自动地执行以提供所需的功能。

如图1所示，车辆10也包括车轮，显示为左前车轮44-1、右前车轮44-2、左后车轮44-3、和右后车轮44-4。多个第一传感器46可被布置在车辆主体14上以检测每个车轮44-1、44-2、44-3、和44-4的转速。每个第一传感器46也可配置成将所检测的各自车轮44的转速传递到控制器42，而控制器可配置成将从各自的第一传感器接收到的数据与车辆10的道路速度相关联。车辆10也可包括配置成检测相对于路面12的车辆主体14的偏航力矩或角速度并将检测的偏航角速度传递到控制器42的第二传感器48。车辆可额外地包括配置成检测相对于车辆10的环境气流27的速度并将检测的环境气流速度传递到控制器42的第三传感器50。第三传感器50可以是配置成检测在特定位置的相对于车辆主体14的环境气流27的压力的皮托管，以及控制器42可将测量的压力与气流速度相关联。

控制器42也可配置成在车辆10转弯期间，响应于第二传感器48所检测的偏航角速度，通过致动器38选择地平移分路器主体30。例如，如果车辆10正在高-g转弯，分路器主体30可远离前端16延伸并延伸到进入气流27中。分路器主体30延伸到进入气流27中以增加空气动力学向下力F_d对前车轮44-1、44-2的作用并限制车辆10的不足转向，如果这样有必要提高车辆通过转弯保持选定路线的能力。另一方面，分路器主体30可朝前端16缩回或缩回到前端16中并从进入气流27缩回。分路器主体30从进入气流27缩回以减小空气动力学向下力F_d对前车轮44的作用并限制车辆10的过度转向，如果这样有必要提高车辆通过转弯保持选定路线的能力。因此，分路器主体30的位置可通过控制器42相对于路面12与在车辆10转弯期间产生的偏航角速度成比例地调整。

并且，控制器42可配置成响应于通过第一传感器46检测的车轮44-1、44-2、44-3和44-4的转速和/或通过第三传感器50检测的环境气流27的速度，通过机构34相对于前端16选择地移动分路器主体30。例如，如果车辆10以高行驶速度行驶时，分路器主体30可远离前端16平移到迎面而来的气流27中以增加在前车轮44-1、44-2上的空气动力学向下力F_d作用并从而增强在此条件下车辆的稳定性和转向响应。另一方面，分路器主体30可朝前端16平移或缩回到前端16中并从迎面而来的气流27中平移出或缩回以减小向下力F_d并因此，减小车辆10的空气动力学阻力。

控制器42也可程序化以确定车辆10相对于路面12的滑动。车辆10的滑动可包括测量每个车轮44在大致上垂直于纵向车辆轴X的方向上滑动了多少，此表示车辆偏离了沿着路面12的所期方向或路径。车辆10的所期方向可通过方向盘角度表示，其可通过在操作上连接到方向盘54(图1中所示)的第四传感器52检测并传递到控制器42。并且，控制器42可被编程为将确定的方向盘角度和偏航角速度比较以确定车辆偏离了其所期方向或路径多少。因此，控制器42也可配置成通过响应于车辆偏离了其所期路径多少，利用机构34控制分路器主体30相对于路面12的位置来控制车辆10相对于路面12的滑动。所用的分路器主体30位置变化然后促使车辆10将实际车辆方向返回到车辆操作者通过方向盘54命令的所期方向。

另外，控制器42可采用查找表56进行编程，该查找表56建立先前描述的车辆参数(车辆滑动、偏航角速度、车辆行驶速度和/或气流速度)与影响机构34的适当控制的分路器主体30的适当位置之间的对应关系。具体地讲，查找表56可建立分路器主体30的偏移幅值和分路器系统28在主体前端16上产生的空气动力学向下力F_d的幅值的对应。查找表56可在车辆10的验证和测试期间按经验确定。当在转弯事件或高行驶速度期间，分路器主体30的位置相对于前端16变化时，分路器系统28可调整在车辆主体14的前端16的向下力F_d以影响车辆10的动态行为。

总体来讲，对分路器主体30的位置的控制可用以在高度下，通过响应于第三传感器50检测的环境气流27的速度，抵抗车辆主体14的空气动力学提升保持车辆10与路面12在的接触。额外地，对分路器主体30的位置的控制可用以帮助处理车辆10以通过抵抗和控制作用于车辆主体14的利用第二传感器48检测的偏航力矩将车辆保持在其所期路径上。

详细描述和附图或图支持并描述本公开，但本公开的范围只受限于权利要求书。虽然详细描述了用于进行所要求的公开内容的最佳模式和其它实施方案中的一些，但是存在用于实施随附权利要求中限定的本公开内容的多个替代设计和实施方案。并且，图中所示的实施方案或本发明中提到的多个实施方案的特征并不必被理解为彼此独立的实施方案。而是，实施方案的一个实施例中所述的每个特征可与其它实施方案的其它所期特征中的一个或多个组合，得到文中未说明或不能参照图示的其它实施方案。因此，这些其它实施方案属于随附权利要求书范围的框架中。