CN106143643B - 用于改进车辆的气动特性的装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种用于改进车辆的气动特性的装置，所述装置包括第一叶片、致动器和控制器；所述第一叶片在轮罩上配置为可转动的；所述致动器配置为向第一叶片提供转动力，从而转动第一叶片；所述控制器配置为接收车辆速度信息和方向盘的转向角度信息，并且控制致动器的操作。

Description

用于改进车辆的气动特性的装置
技术领域
本发明构思的示例性实施方案涉及一种用于改进车辆的气动特性的装置；并且更具体地，涉及一种用于这样装置的技术：该装置能够使用轮罩叶片(wheel guard vane)而改进车辆的气动特性，轮罩叶片的角度依据车辆速度和方向盘的转向角度而改变。
背景技术
车辆的气动特性泛指在行驶期间通过空气流而施加至车辆的力，并且是确定在高速行驶期间的稳定性、燃料效率改进、噪声等的一个因素。已经进行了各种研究以改进车辆的气动特性。
如图1所示，作为用于改进车辆的气动特性的解决方案，存在这样的结构：其中挡板(baffle)2固定在车辆的轮罩(wheel guard)1内部。
但是，根据如上所述的传统结构，由于挡板2固定于轮罩1，所以不能根据车辆速度和方向盘的转向角度的改变而将空气动力减小为最优状态。
公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明构思的实施方案针对一种用于改进车辆的气动特性的装置，通过在车辆的轮罩内部设置活动叶片，所述装置可以将车辆的气动特性改进为最优状态，活动叶片的角度依据车辆速度和方向盘的转向角度而主动地改变。
本发明的其它目的和优点可以通过如下描述而被理解，并且可以参考本发明的具体实施方案而变得清楚。同样地，本发明的目的和优点可以通过所要求保护的方法和其组合而实现。
根据本发明构思的实施方案，用于改进车辆的气动特性的装置包括：第一叶片、致动器和控制器；所述第一叶片在轮罩上配置为可转动的；所述致动器配置为向第一叶片提供转动力，从而转动第一叶片；所述控制器配置为接收车辆速度信息和方向盘的转向角度信息，并且控制致动器的操作。
第一叶片可以配置为位于轮胎的上方。
第一叶片可以配置为以与方向盘的转向方向基本相同的方向转动。
控制器可以配置为当车辆速度小于70km/h时，将第一叶片控制为不执行转动操作。在某些实施方案中，控制器可以配置为只有当方向盘的转向角度变化并且车辆速度为80km/h或更大时，才将第一叶片控制为执行转动操作。
致动器可以包括：叶片齿轮，其联接至第一叶片的转动轴；驱动电机，其与轮罩相分隔；蜗杆和蜗轮，所述蜗杆和蜗轮联接至驱动电机；以及中间齿轮，其配置为将蜗轮和叶片齿轮连接，从而传输动力。
叶片可以安装为，基于检视轮胎的侧表面的状态，在车辆相对于穿过轮胎轴线中心的竖直线的前和后方向上的各30度的范围内。
在某些实施方案中，当沿着轮胎的旋转轴线检视时，第一叶片可以在相对于穿过轮胎中心的竖直线的30度的范围内。
在某些实施方案中，该装置可以进一步包括第二叶片。第二叶片可以位于，当沿着轮胎的旋转轴线检视时，相对于穿过轮胎中心的竖直线30度的范围内。两个叶片可以沿着轮胎旋转的方向而沿周向分隔。
当从垂直于轮胎的旋转轴线的位置检视时，相对于将轮胎平分为左侧和右侧的第一参考线，第一叶片和第二叶片可以在轮胎更接近车辆中心的一侧。
在某些实施方案中，相对于第一参考线，第一叶片可以位于轮胎更接近车辆中心的一侧，并且同时相对于第二参考线，第一叶片可以位于车辆的前侧，所述第二参考线在轮胎的旋转轴线的方向上将轮胎平分为前侧和后侧。
当存在两个叶片时，相对于第二参考线，第一叶片可以位于车辆的前侧。相对于第二参考线，第二叶片可以位于车辆的后侧。
第一叶片可以具有前端和后端，其中当轮胎的旋转轴线垂直于车辆的主体时，前端比后端更接近车辆的前部，第一叶片可以相对于第一参考线倾斜，从而使后端比前端更接近车辆的中心。第一叶片的倾斜角度可以在20度至30度的范围内。
附图说明
图1为显示了用于改进气动特性的传统装置的视图；以及
图2至图6为显示了根据本发明构思的实施方案的用于改进气动特性的装置的视图，其中图2和图3为显示了其中设置有单叶片的示例的视图，图4和图5为显示了其中设置有双叶片的另一示例的视图。
具体实施方式
将在下文中参考附图，对根据本发明的示例性实施方案的用于改进车辆的气动特性的装置进行更详细的描述。然而，本发明可以通过不同的形式实现，并且不应当被解释为限制于在此所描述的实施方案。相反，提供这些实施方案使得本申请为彻底而完整的，并且将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。在整个公开中，本发明的各个附图和实施方案中，相同的附图标记表示相同的部件。
根据本发明构思的实施方案的用于改进车辆的气动特性的装置从属于这样的技术：依据车辆速度和方向盘的转向角度的改变，主动地改变叶片的安装角度。
也就是说，如图2至图6所示，该装置包括：第一叶片20，其可转动地安装在轮罩10内部；致动器30，其配置为向第一叶片20提供转动力，从而使第一叶片20能够转动；以及控制器60，其配置为接收车辆速度信息和方向盘的转向角度信息，并且控制致动器30的操作，所述车辆速度信息由车辆速度传感器40检测，所述方向盘的转向角度信息由转向角度传感器50检测。
优选为，将第一叶片20安装为位于轮胎71上方，从而施加最优气动特性提高效果。另外，当第一叶片20安装为位于轮胎71上方时，能够容易地确保第一叶片20和轮胎71根据方向盘的转向的左右转动路径之间的间隙。
根据本发明的实施方案，将第一叶片20配置为以与方向盘的转向方向基本相同的方向转动，从而能够轻易地根据方向盘的转向而将留在轮罩10中的空气排出至外部，进而施加最优气动特性提升效果。
在某些实施方案中，将控制器60配置为当车辆速度小于70km/h时，将第一叶片20控制为不执行转动操作。在某些实施方案中，将控制器60配置为只有当方向盘的转向角度在80km/h或更大的车辆速度中变化时，才将第一叶片20控制为执行转动操作。
当车辆速度小于70km/h时，车辆的滚动阻力通常大于空气阻力，所以不需要转动第一叶片20。相比之下，当车辆速度为80km/h或更大时，空气阻力可能大于车辆的滚动阻力，并且可能需要根据方向盘的转向角度的改变而转动第一叶片20，从而改进车辆的气动特性。
在某些实施方案中，从70km/h至80km/h的车辆速度范围为根据车辆的控制的延迟范围，其中能够依据车辆的类型，通过适当地应用不同的延迟范围而调节用于第一叶片20的操作的开始和停止的范围。
在本发明的某些实施方案中，致动器30包括：叶片齿轮(vane gear)31，其联接至第一叶片20的转动轴21；驱动电机32，其分隔于轮罩10；蜗轮34和蜗杆33，它们联接至驱动电机32；以及中间齿轮35，其配置为将蜗轮34和叶片齿轮31连接，从而传输动力。
在某些实施方案中，将转动轴21安装为延伸穿过轮罩10并且突出至轮罩10的外部，以与轮罩10相分隔的状态而将驱动电机32固定于壳体72，壳体72固定于轮罩10。
如图2至图4所示，为了施加最优气动特性提升效果，在某些实施方案中优选为：将第一叶片20安装为，当沿着轮胎71的旋转轴线检视时，第一叶片20在车辆相对于竖直线L1的前和后方各30度的范围内，所述竖直线L1穿过轮胎71的中心。在某些实施方案中，可以加入第二叶片80(例如，见图4)。在某些实施方案中，第二叶片80可以位于在车辆相对于竖直线L1的前和后方各30度的范围内，如图4所示。
根据车辆的形状(或类型)和/或轮罩10的内部条件，加入第二叶片80相比于单叶片可以更显著地改进气动特性。
当存在第二叶片80时，在某些实施方案中，两个叶片可以沿着轮胎旋转的方向而沿周向分隔，从而使空气阻力最小化并改进气动特性。
如图3和图5所示，在某些实施方案中，优选为，为了容易地将留在车辆内部的轮罩10中的空气排出至外部，并且由此施加最优气动特性提升效果，当从垂直于轮胎71的旋转轴线的位置检视时，相对于将轮胎71平分为左侧和右侧的第一参考线L2，第一叶片20位于轮胎更接近车辆中心的一侧。
另外，如图3所示，当该装置配置有单叶片(第一叶片20)时，为了施加最优气动特性提升效果，优选为相对于第一参考线L2，使第一叶片20位于轮胎更接近车辆中心的一侧，并且同时相对于第二参考线L3，使第一叶片20位于车辆的前侧(在由第一参考线和第二参考线划分的四个象限中的第一象限的区域)，所述第二参考线L3在轮胎的旋转轴线的方向上，将轮胎71平分为前侧和后侧。
另外，如图5所示，在某些实施方案中，为了施加最优气动特性提升效果，所述装置配置有第一叶片20和第二叶片80。在某些实施方案中，优选为相对于第一参考线L2，第一叶片20位于轮胎更接近车辆中心的一侧，并且同时相对于第二参考线L3，第一叶片20位于车辆的前侧(在由第一参考线和第二参考线分出的四个象限中的第一象限的区域)，所述第二参考线L3将轮胎71平分为前侧和后侧。相对于第一参考线L2，第二叶片80可以位于轮胎更接近车辆中心的一侧，并且同时相对于第二参考线L3，第二叶片80可以位于车辆的后侧(在由第一参考线和第二参考线分出的四个象限中的第四象限的区域)。
同时，当轮胎71的旋转轴线垂直于车辆的主体3时，将第一叶片20安装为相对于第一参考线L2倾斜，如图3和图5所示，相比于第一叶片20的前侧20a，第一叶片20的后侧20b更接近于车辆的中心。特别地，在某些实施方案中，优选为将第一叶片20以20度至30度的范围内的倾斜角度而安装，进而施加最优气动特性提升效果。
如上所示，根据本发明构思的某些实施方案，安装于轮罩10的第一叶片20的安装角度依据车辆速度和方向盘的转向角度的改变而主动变化，进而施加最优气动特性提升效果。
根据本发明构思的示例性实施方案，安装于轮罩10的第一叶片20的安装角度可以依据车辆速度和方向盘的转向角度的改变而主动变化，进而施加最优气动特性提升效果。
虽然已经关于特定的实施方案而对本发明进行了描述，对本领域技术人员显而易见的是，可以进行各种改变和修改，而不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种用于改进车辆的气动特性的装置，所述装置包括：
第一叶片，其在轮罩上配置为可转动的；
致动器，其配置为向所述第一叶片提供转动力，从而转动第一叶片；
控制器，其配置为接收车辆速度信息和方向盘的转向角度信息，并且控制所述致动器的操作，
其中所述第一叶片设置在轮罩的上中部且面对轮胎的上侧面；其中当沿着轮胎的旋转轴线检视时，所述第一叶片安装在相对于穿过轮胎中心的竖直线30度的范围内，
其中，当从垂直于轮胎的旋转轴线的位置检视时，相对于第一参考线，所述第一叶片位于轮胎更接近车辆中心的一侧，第一参考线将轮胎平分为左侧和右侧，并且同时相对于第二参考线，所述第一叶片位于车辆的前侧，所述第二参考线在轮胎的旋转轴线的方向上将轮胎平分为前侧和后侧。
2.根据权利要求1所述的用于改进车辆的气动特性的装置，其中所述第一叶片配置为以与方向盘的转向方向基本相同的方向转动。
3.根据权利要求1所述的用于改进车辆的气动特性的装置，其中所述控制器配置为当车辆速度小于70km/h时，将所述第一叶片控制为不执行转动操作。
4.根据权利要求1所述的用于改进车辆的气动特性的装置，其中所述控制器配置为只有当方向盘的转向角度改变并且车辆速度为80km/h或更大时，才将第一叶片控制为执行转动操作。
5.根据权利要求1所述的用于改进车辆的气动特性的装置，其中所述致动器包括：
叶片齿轮，其联接至第一叶片的转动轴；
驱动电机，其与所述轮罩相分隔；
蜗杆和蜗轮，所述蜗杆和所述蜗轮联接至所述驱动电机；以及
中间齿轮，其配置为连接所述蜗轮和叶片齿轮，从而传输动力。
6.根据权利要求1所述的用于改进车辆的气动特性的装置，所述装置进一步包括第二叶片，当沿着轮胎的旋转轴线检视时，所述第二叶片安装在相对于穿过轮胎中心的竖直线30度的范围内。
7.根据权利要求6所述的用于改进车辆的气动特性的装置，其中所述第一叶片和所述第二叶片沿着轮胎旋转的方向而沿周向分隔。
8.根据权利要求6所述的用于改进车辆的气动特性的装置，其中当从垂直于轮胎的旋转轴线的位置检视时，相对于第一参考线，所述第二叶片位于轮胎更接近车辆中心的一侧。
9.根据权利要求8所述的用于改进车辆的气动特性的装置，其中相对于第二参考线，所述第二叶片位于车辆的后侧。
10.根据权利要求1所述的用于改进车辆的气动特性的装置，其中所述第一叶片具有前端和后端，当轮胎的旋转轴线垂直于车辆的主体时，所述前端比后端更接近车辆的前部，并且所述第一叶片相对于第一参考线倾斜，从而使后端比前端更接近车辆的中心。
11.根据权利要求10所述的用于改进车辆的气动特性的装置，其中所述第一叶片的倾斜角度在20度至30度的范围内。
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