[发明专利]车辆空气动力学的反馈控制

说明书

系统被配置成控制车辆的空气动力学。车辆包括车身，该车身具有面向迎面而来的环境气流的前端。系统包括用于接收操作者输入以指令目标车辆动态响应的车辆控制装置。车辆子系统调节操作者输入的实际车辆动态响应。系统还包括用于改变元件的位置以控制气流相对于车辆的运动的可调空气动力学辅助元件和机构。至少一个传感器检测经调节的实际车辆动态响应并将指示所检测的车辆动态响应的反馈信号传送给控制器。控制器还使用所检测的经调节的实际车辆动态响应确定空气动力学辅助元件的目标位置并通过所述机构将空气动力学辅助元件调节到其目标位置以控制车辆的空气动力学并实现车辆的目标动态响应。

技术领域

本公开涉及车辆空气动力学的反馈控制。

背景技术

空气动力学是包括汽车的车辆设计的显著因素。汽车空气动力学是道路车辆的空气动力学的研究。研究的主要目标是减少阻力和风噪声、最小化噪声排放和防止不合需要的升力以及高速下的空气动力学不稳定性的其它原因。

研究通常用于塑形车辆车身连同采用专用空气动力学装置以实现具体车辆使用的以上特性中的期望折衷。另外，空气动力学的研究还可以用于实现车辆中的向下力以改进车辆牵引、高速稳定性和拐弯能力。

发明内容

系统被配置成控制车辆的空气动力学。车辆包括车身，该车身沿纵向轴线布置并且具有被配置成面向迎面而来的环境气流的前端。系统包括车辆控制装置，其被配置成接收操作者输入以指令车辆的目标动态响应，诸如操纵。系统还包括车辆子系统，其被配置成调节车辆对操作者输入的实际动态响应。系统另外包括被安装至车身的可调空气动力学辅助元件、被配置成改变可调空气动力学辅助元件相对于车身的位置并且由此控制环境气流相对于车身的移动的机构，以及被布置在车辆上并且被配置成检测由车辆子系统调整的车辆的实际动态响应的至少一个传感器。系统还包括被编程为调节机构的控制器。控制器被配置成接收来自至少一个传感器的指示车辆的所检测的经调节的实际动态响应的反馈信号。控制器还被配置成使用车辆的所检测的经调节的实际动态响应确定可调空气动力学辅助元件的目标位置，并且经由所述机构将可调空气动力学辅助元件调节至其目标位置以控制车辆的空气动力学并且实现车辆的目标动态响应。

控制器另外可以被配置成调节车辆子系统以促进车辆的目标动态响应。

车辆子系统可以是以下项中的一个：电子防滑差速器、电动全轮驱动、牵引控制子系统、稳定性控制子系统、主动后轮转向子系统、乘坐高度控制子系统、弹簧速度控制子系统、阻尼控制子系统以及防抱死制动子系统。

车辆可以包括道路车轮。车辆的所检测的经调节的实际动态响应可以是车身的横摆。另外，至少一个传感器可以选自以下项：第一传感器，其被配置成检测道路车轮的转速并且将道路车轮的所检测的转速传送至控制器；第二传感器，其被配置成检测车身的横摆率并且将所检测的横摆率传送至控制器；以及第三传感器，其被配置成检测环境气流相对于车辆的速度并且将环境气流的所检测的速度传送至控制器。

车辆控制装置可以是方向盘。在此情况下，至少一个传感器还可以包括第四传感器，其被配置成检测方向盘的角度并且将所检测的方向盘的角度传送至控制器。

控制器可以被配置成响应于所检测的横摆率以及道路车轮的所检测的转速和环境气流的速度中的至少一个来调节机构，从而在车辆拐弯期间实现车辆的目标动态响应。该机构的此调节期望改变车身上的空气动力学向下力的幅值并且控制所检测的横摆率。

车辆可以包括与第一车身端相对的第二车身端。空气动力学辅助元件可以位于第一车身端或第二车身端附近。因而，控制器可以被配置成经由对机构的调节来改变空气动力学辅助元件在第一车身端或第二车身端上产生的空气动力学向下力的幅值。

该机构可以包括线性致动器、旋转致动器和电动马达中的至少一个。但是，空气动力学辅助元件也可以是可调阻流板、阻流器、分流器、扩散器和具有可旋转遮板的挡板中的一个。

还公开了一种采用上述系统的车辆和控制此车辆的空气动力学的方法。