本发明涉及一种用于机动车辆的气动增强的主动侧裙部。
空气动力学是车辆(包括汽车)设计，中的重要因素。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、使得噪声排放最小并且防止在高速时的不期望升力和其它导致气动不稳定性的因素。附加地，空气动力学的研究用于实现高性能车辆中的下压力，以改进车辆牵引和转弯能力。研究通常用于对车体定形，以实现针对特定车辆用途的上述特征的期望折衷。
侧裙部是通常在车辆的前车轮和后车轮之间装配于车身侧部的气动装置。此种侧裙部通常定位成从车身侧部延伸并且使得围绕车辆的同一侧后道路车轮的环境空气流成流线型。侧裙部的此种定位和环境空气流的流线化因此减小车辆上在所述车身侧部处的气动阻力。常常在赛车上发现此类侧裙部，其中，它们用于增大总体车辆效率和最大速度。通常，侧裙部的面积越大，车身的气动阻力越低。
技术实现要素：
一种用于车辆的侧裙部系统，该车辆具有车身，该车身沿着纵向车身轴线设置并且包括第一车身端部和第二车身端部以及第一和第二横向车身侧部，该第一车身端部构造成在车辆相对于道路表面运动时面向迎面而来的环境空气流，且该第二车身端部与第一车身端部相对，该第一和第二横向车身侧部跨越第一和第二车身端部之间的距离。该车辆还具有至少一个第一道路车轮和至少一个第二道路车轮，该至少一个第一道路车轮设置在第一车身端部附近，且该至少一个第二道路车轮设置在第二车身端部附近。侧裙部系统包括第一侧裙部，该第一侧裙部构造成在至少一个第一道路车轮和至少一个第二道路车轮之间安装于第一横向车身侧部。第一侧裙部构造成在车辆运动时调节第一横向车身侧部处气动扰动的大小。
侧裙部系统还包括第二侧裙部，该第二侧裙部构造成在至少一个第一道路车轮和至少一个第二道路车轮之间安装于第二横向车身侧部。第二侧裙部构造成在车辆运动时调节第二横向车身侧部处气动扰动的大小。侧裙部系统附加地包括机构，该机构构造成选择性地相对于车身移位第一侧裙部和第二侧裙部中的每个，以由此由第一和第二侧裙部中的每个调节车身上产生的气动扰动的大小。
该机构可构造成选择性地相对于，即分别使第一侧裙部和第二侧裙部中的每个朝向道路表面延伸并缩回离开道路表面。
该机构可包括第一致动器和第二致动器，该第一致动器构造成选择性地分别朝向道路表面延伸并缩回离开第一侧裙部，且第二致动器构造成选择性地分别朝向道路表面延伸并缩回离开第二侧裙部。
第一致动器构造成选择性地使第一横向车身侧部延伸出并缩回进入第一侧裙部，且第二致动器构造成选择性使第二侧裙部延伸进入并缩回离开第二横向车身侧部。
在一替代实施例中，第一致动器可构造成选择性地相对于第一横向车身侧部枢转第一侧裙部，而第二致动器可构造成选择性地相对于第二横向车身侧部枢转第二侧裙部。
第一致动器可构造成选择性地分别延伸到第一横向车身侧部下面并在第一横向车身侧部旁边缩回离开第一侧裙部，而第二致动器构造成选择性地使第二横向车身侧部分别延伸到第二侧裙部下面并在第二横向车身侧部旁边缩回离开第二侧裙部。
侧裙部系统可附加地包括构造成调节机构的电子控制器。
侧裙部系统可附加地包括传感器，该传感器构造成检测车辆相对于道路表面的速度并且将所检测的速度通信至控制器。
该传感器可构造成检测至少一个第一或第二道路车轮的旋转速度和相对于车辆的环境空气流速率中的一个。
控制器可编程成根据查询表经由机构选择性地移位第一侧裙部和第二侧裙部中的每个，该查询表建立在第一和第二侧裙部的移位大小和车辆相对于道路表面的所检测速度的大小之间的对应关系。
还公开采用此种侧裙部系统的车辆。
当结合附图和所附权利要求时，从用于执行所描述的本发明的实施例和最佳模式的以下详细描述中，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点会显而易见。
附图说明
图1是根据本发明的车辆的示意俯视图，该车辆具有沿着纵向轴线设置在车身平面中的车身并且具有以虚线示出的侧裙部系统。
图2是根据本发明的车辆的示意仰视图，该车辆具有图1中示出的侧裙部系统的实施例，该侧裙部系统沿着车辆纵向轴线设置在车辆底盘部段上。
图3是根据本发明的车辆的示意侧视图，其示出侧裙部系统的另一实施例。
图4是根据本发明的车辆的示意立体后视图，其示出侧裙部系统的又一实施例。
具体实施方式
参照附图，其中，类似的附图标记指代类似的部件，图1示出相对于道路表面12定位的机动车辆10的示意图。车辆10包括车身14，该车身设置在基本上平行于道路表面12的车身平面p中。车身14限定六个车身侧部。六个车身侧部包括第一车身端部或前端部16、相对的第二车身端部或后端部18、第一横向车身侧部或左侧部20以及第二横向车身侧部或右侧部22、顶部车身部分24以及底盘部分26，该顶部车身部分可包括车辆车顶。
左侧部20和右侧部22设置成大体平行于彼此并且相对于车辆10的虚拟纵向轴线x，并且跨越前端部16和后端部18之间的距离。车身平面p限定为包括纵向轴线x。车辆10的乘客舱室(未示出)通常由车身14的前端部和后端部16、18以及左侧部和右侧部界定。本领域技术人员理解的是，当车辆10相对于道路表面12运动时，前端部16构造成面向迎面而来的环境空气流27。当车辆10运动时，迎面而来的环境空气流27基本上平行于车身平面p并且沿着纵向轴线x移动。
在车辆10相对于道路表面12移动时，环境空气流27通过车身14周围并且分成相应的第一空气流部分27-1、第二空气流部分27-2、第三空气流部分27-3以及第四空气流部分27-4，它们最终在后端部18正后方的唤醒区域或再循环空气流区域27-6中重新会合。确切地说，如图1中所示，第一空气流部分27-1通过顶部车身部分24之上，第二空气流部分27-2通过左侧部20之上，第三空气流部分27-3通过右侧部22之上，且第四空气流部分27-4在车身14下发通过底盘部分26和道路表面12之间，但这并未确切地示出。因此，通常在升高的车辆速度下通过围绕车身14的六个车身侧部的周围空气的流动引起再循环空气流区域27-6。
如图1中所示，车辆10还包括至少一个第一道路车轮和至少一个第二道路车轮。至少一个第一道路车轮确切地示作左前道路车轮28-1和右前道路车轮28-2，而至少一个第二道路车轮确切地示作左后道路车轮28-3和右后道路车轮28-4。左前道路车轮28-1和右前道路车轮28-2设置在前端部16附近，而左后道路车轮28-3和右后道路车轮28-4设置在后端部18附近。虽然示出两个前车轮28-1和28-2以及两个后车轮28-3和28-4，但并不排除车辆10具有少至一个前车轮和一个后车轮，或者多达响应于车辆的特定设计而可能期望的相应前车轮和后车轮。
如图1和2中所示，车辆10还包括侧裙部系统30。侧裙部系统30包括第一或左侧突降平面32，其构造成可移动地安装于车身14的第一或左横向车身侧部20。如图所示，左侧裙部32安装在左前道路车轮28-1和左后道路车轮28-3之间。左侧裙部32构造成使得左后道路车轮28-3周围的第二空气流部分27-2成流线型，且由此在车辆10运动时调节车身14的左侧部20处的气动扰动fd1的大小。侧裙部系统30包括第二或右侧突降平面34，其构造成可移动地安装于车身14的第二或右横向车身侧部22。如图所示，右侧裙部34安装在右前道路车轮28-2和右后道路车轮28-4之间。右侧裙部34构造成使得右后道路车轮28-4周围的第三空气流部分27-3成流线型，且由此在车辆10运动时调节车身14的右侧部22处的气动扰动fd2的大小。如图所示，左侧和右侧裙部32、34沿着、且在所示出的实施例中基本上平行于纵向车身轴线x且还基本上平行于道路表面12设置。各侧裙部32、34中的每个可由诸如钢、铝、碳纤维或特别配制塑料的刚性抗断裂材料构成。
如图2中所示，突降平面系统28附加地包括机构36，该机构构造成选择性地相对于车身14移位左侧裙部32和右侧裙部34中的每个。通常，机构36构造成选择性地相对于、即分别朝向和远离道路表面12延伸和缩回第一侧裙部32和第二侧裙部34中的每个。机构36可构造成选择性地个别地或者将两个侧裙部两者同时地延伸和缩回第一侧裙部32和第二侧裙部34中的每个。通过个别地移位左侧和右侧裙部32、34，机构36可单独地由第一和第二侧裙部来调节车身14上产生的相应气动扰动fd1和扰动fd2的大小。
确切地说，机构36可构造成选择性地进入和离开车身14和道路表面12之间的空间来移位左侧裙部32和右侧裙部34中的每个。可实施左侧裙部32和右侧裙部34的此种移位，以选择性地将每个侧裙部展开到相应的第二空气流部分27-2和第三空气流部分27-3中，以及从中缩回侧裙部并且抵靠于或者进入相应的左侧部和右侧部20、22。此外，可实施左侧裙部32和右侧裙部34沿着纵向车身轴线x的此种移位，以选择性地增大和减小侧裙部的露出面积，从而由此增大和减小车身14上相应气动扰动fd1和fd2的大小。左侧裙部32和右侧裙部34中的每个可构造成缩回到由相应的左侧部和右侧部20、22所限定的专用凹部20a、22a中(图2中示出)。这样，相应的左侧和右侧裙部32、34可构造成在相应的凹部20a、22a内滑动。
机构36可替代地构造成选择性地且同时地或个别地使得左侧裙部32和右侧裙部34中的每个(图4中示出)相对于第一车身端部16绕左侧裙部轴线xl和右侧裙部轴线xr旋转或枢转。在图1中示出的车辆10的实施例中，左侧和右侧裙部轴线xl、xr通常沿着纵向车身轴线x设置。左侧和右侧裙部32、34的此种旋转旨在改变侧裙部相对于相应的左和右车身侧部20、22的位置。于是，左侧裙部32和右侧裙部34的旋转可调节在相应的左和右车身侧部20、22处产生的相应的气动扰动fd1和气动扰动fd2的大小。
机构36可包括第一致动器38，该第一致动器操作地连接于第一侧裙部32并且构造成选择性地朝向道路表面12延伸第一侧裙部和远离道路表面缩回第一侧裙部。附加地，机构36可包括第二致动器40，该第二致动器操作地连接于第二侧裙部34并且构造成选择性地朝向道路表面12延伸第二侧裙部和远离道路表面缩回第二侧裙部。第一和第二致动器38、40中的每个可构造成任何合适的装置以操作相应的第一和第二侧裙部32、34，例如是线性致动器、旋转致动器和/或电动机(未示出)。如图2中所示，第一致动器38可构造成选择性地分别离开和进入第一或左横向车身侧部20延伸和缩回第一侧裙部32，而第二致动器40可构造成选择性地分别离开和进入第二或右横向车身侧部22延伸和缩回第二侧裙部34。如图3所示，第一致动器38可构造成选择性地分别在左侧部20(未示出)下面和旁边延伸和缩回第一侧裙部32，而第二致动器40可构造成选择性地分别在右侧部22下面和旁边延伸和缩回第二侧裙部34。
替代地，如图4中所示，第一致动器38可构造成选择性地使得第一侧裙部32相对于左侧部20枢转，且第二致动器40可构造成选择性地使得第二侧裙部34相对于右侧部22枢转。因此，如图3中所示，在上文讨论的相应实施例中，致动器38、40中的每个可构造成施加力f1以使得相应的第一和第二侧裙部32、34沿一个方向移位，以及施加相反力f2以使得所述侧裙部沿相反方向移位。替代地，如图4中所示，致动器38、40中的每个可构造成施加转矩t1以使得相应的第一和第二侧裙部32、34沿一个方向旋转，以及施加相反转矩t2以使得所述侧裙部沿相反方向移位。
在替代的构造中，机构36可包括单个致动器，该单个致动器通过合适的力传递联动件(未示出)操作地连接于第一和第二侧裙部32、34中的每个，并且构造成同时地选择性地分别朝向和远离道路表面12延伸和缩回第一和第二侧裙部。在此种替代构造，可采用单个致动器，以离开和进入相应的左和右横向车身侧部20、22来延伸和缩回第一和第二侧裙部32、34，或者选择性地使得第一和第二侧裙部32、34相对于相应的左和右侧部20、22枢转。替代地，在此种替代构造中，单个致动器可构造成施加力以使得相应的第一和第二侧裙部32、34沿一个方向旋转，以及施加相反力以使得所述侧裙部沿相反方向移位。替代地，单个致动器可构造成施加转矩以使得相应的第一和第二侧裙部32、34沿一个方向旋转，以及施加相反转矩以使得所述侧裙部沿相反方向移位。
如图1-4中所示，车辆10还包括电子控制器42，该电子控制器构造，即经配置和编程成调节机构36。控制器42可构造成中央处理单元(cpu)，该中央处理单元(cpu)构造成尤其是调节内燃机43(在图1和2中示出)、混合电动动力系(未示出)或其它替代类型的动力设备以及其它车辆系统、包括侧裙部系统30的操作。控制器42还可构造成专用车身控制器，其专用车身控制器构造成调节侧裙部系统30且确切地说调节机构36。为了合适地控制机构36的操作，控制器42包括存储器，至少其中一些存储器是有形和非瞬态的。该存储器可以是任何可记录介质，其参与提供计算机可读数据或处理指令。此种介质可采取许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。
用于控制器42的非易失性介质可例如包括光学或磁性盘和其它永久存储器。易失性介质可例如包括动态随机存取存储器(dram)，其可构成主要存储器。此种指令可由一个或多个传递介质传递，包括同轴线缆、铜线和光纤，包括构成联接于计算机的处理器的系统总线的线。控制器42的存储器还可包括单独盘、磁带、任何其它磁性介质、cd-rom、dvd、任何其它光学介质等等。控制器42可构造或装配有其它所需的计算机硬件，例如高速时钟、所需的模拟到数字(a/d)和/或数字到模拟(d/a)电路、任何必须的输入/输出电路和装置(i/o)，以及合适的信号调节和/或缓冲电路。由控制器42需要的或由此能访问的任何算法可存储在存储器中并且自动地执行以提供所需的功能性。
如图1和2中所示，侧裙部系统30可附加地包括传感器44，该传感器设置在车辆10上并且构造成检测车辆10相对于道路表面12的速度，并且与控制器42操作地通信。传感器44可构造成检测道路车轮28-1、28-2、28-3和28-4的至少一个的旋转速度，并且将所检测的道路车轮旋转速度通信至控制器42。传感器44可构造成检测环境空气流27相对于车身14的速率，并且将所检测的环境空气流速率通信至控制器42。例如，传感器44可以是皮托管，该皮托管构造成检测环境空气流27在相对于车身14的特定位置处的压力，并且控制器42可使得所测得的压力与空气流速率相关联。控制器42可附加地构造成使得从特定传感器44接收的数据与车辆10的道路速度相关联。
控制器42可附加地编程有查询表46(在图1中示出)，该查询表建立第一和第二侧裙部32、34的移位的大小和车辆10相对于道路表面12的所检测速度的大小之间的对应关系，用于影响机构36的合适调节。查询表46可在车辆10的验证和测试期间通过经验来开发。第一和第二侧裙部32、34的位置相对于相应车身侧部20、22在车辆10的操作期间响应于道路速度变化而改变时，侧裙部系统30可调节相应车身侧部20、22处的相应扰动fd1和扰动fd2，从而影响车身14的气动效率、即阻力系数。
在车辆10相对于道路表面12移动并且通过迎面而来的环境空气流27时，第二空气流部分27-2在左侧部20和伸出的第一侧裙部32之上通过，而第三空气流部分27-3在右侧部22和伸出的第二侧裙部34之上通过。在此种伸出位置中，第一和第二侧裙部32、34减小第二和第三空气流部分27-2、27-3与在车身14下方通过的第四空气流部分27-4的相互作用，且由此使得通过此种相互作用产生的湍流最小。附加的是，第一和第二侧裙部32、34的伸出位置有助于远离后道路车轮28-3、28-4引导第四空气流部分27-4。于是，在升高的车辆速度下，伸出的第一和第二侧裙部32、34便于再循环空气流区域27-6处空气压力的升高，且由此减小车身14的气动阻力。因此，第一和第二侧裙部32、34朝向道路表面12的上述延伸构造成在升高道路速度下减小车身14上气动阻力的大小，这改进车辆10的总体效率，例如减小发动机43的高速燃料消耗并且改进车辆的高速加速。
详细描述和附图或视图是对本发明的支持和描述，但本发明的范围仅仅由权利要求限定。虽然已详细地描述了用于执行所要求的本发明的其中一些最佳模式和其它实施例，但存在用于实践限定在所附权利要求中的本发明的各个替代设计和实施例。此外，附图中示出的实施例或者本说明书中提及的各个实施例的特征并非必须理解为彼此独立的实施例。而是，在实施例的其中一个示例中描述中的每个特征可与来自其它实施例的一个或多个其它期望特征组合，从而产生并未用词语或者参照附图描述的其它实施例。因此，此种其它实施例落在所附权利要求的范围框架内。