專利名稱：用于對至少一個空氣偏轉器的位置進行優化的設備和方法
技術領域：
本發明涉及用于對至少ー個空氣偏轉器(air deflector)的位置進行優化的設備和方法，該至少ー個空氣偏轉器用于在行駛期間引導車輛周圍的氣流，尤其是卡車或卡車-掛車組合體周圍的氣流，其中，所述至少一個空氣偏轉器的位置由致動器確定，該致動器響應于指示了所述車輛的空氣阻力的控制信號而被控制。
背景技術：
在高速行駛時，車輛、尤其是卡車或卡車-掛車組合體的空氣阻カ是影響車輛的燃料消耗的重要因素之一。特別地，駕駛室的高度和/或寬度與儲物車廂或掛車的高度和/或寬度不同的卡車或卡車-掛車組合體在行駛期間具有大的空氣阻力。減小卡車或卡車-掛車組合體的空氣阻カ的一種常見措施是使用空氣偏轉器，該空氣偏轉器針對來流空氣減小了掛車的正面面積，以獲得流線型更完整的車輛。通常，存在至少ー個安裝于駕駛室頂部的車頂空氣偏轉器，該車頂空氣偏轉器減小了拖車和掛車之間的高度差并對車輛上方的空氣進行引導。另外，卡車還可以包括安裝于駕駛室的側面且沿著車輛向側面引導空氣的側面空氣偏轉器。所述空氣偏轉器的設定值(S卩，角位置)即使僅具有小的角度變動，也會對車輛的總體空氣阻カ具有顯著影響。因此，要求仔細優化該設定值以減少燃料消耗。目前，大部分卡車均配備有關于卡車高度、掛車高度以及拖車與掛車之間的距離的、用于對空氣偏轉器進行設定的表格數據。該表格數據例如由卡車制造商作為手工表提供，或者可存儲在存儲器中。然后，由駕駛員負責根據整個車輛的設置來手動調節這些偏轉器。然而不利的是，駕駛員經常忽略對空氣偏轉器進行調節，從而這些空氣偏轉器未得到調節或者被錯誤地調節，這又大大增加了行駛成本。由此，在現有技術中，例如在專利申請US 2005/0173945中已經提出了將空氣偏轉器的設定值存儲在存儲器中并通過人機界面向駕駛員詢問卡車和掛車的幾何數據。因此，該方法確保駕駛員不會忽略對空氣偏轉器的調節。一旦識別出所述幾何數據，該方法就從存儲在存儲器內的表格中讀出空氣偏轉器的相應設定值，并由此調節空氣偏轉器。可以針對多種不同的卡車-掛車組合體的可能性來預先確定這些設定值。盡管此系統降低了駕駛員忽略或忘記對空氣偏轉器的位置進行調節的可能性，但沒能考慮到行駛狀況，例如風向或者卡車與空氣之間的相対速度。因此，仍然無法獲得空氣偏轉器的最佳設定值。另外，如果向駕駛員詢問的過程發生在行駛期間，則駕駛員將從其主要的駕駛任務中分神，這妨礙了安全性。在例如美國專利US 4，102, 548的現有技術中，還提出了在行駛期間調節空氣偏轉器。在此文獻中，已經公開了 針對所謂的車輛性能信號來優化偏轉器的位置，該車輛性能信號涉及車速信號與燃料消耗量信號相除而獲得的值。對該空氣偏轉器的調節可手動或 自動進行。然而不利的是，該方法使用燃料消耗量和車速作為確定空氣偏轉器設定值的基本信息。但這兩個信號并沒有精確到足以允許對空氣偏轉器設定值的優化。例如，燃料消耗量信號會隨著路形(road geometries)而劇烈變化。例如,如果道路縱向傾斜和/或橫向傾斜，或者，如果道路凹凸不平，則燃料消耗量信號會受到影響。為了提供合適的信號，駕駛員需要仔細評估路形，這幾乎是不可能的，另外，也可能使駕駛員從其駕駛任務中分神。這種分析同樣適用于速度信號。試圖使車輛速度保持盡可能恒定的駕駛員需要參考用于檢測車輛速度的任何變化的速度表。但是，速度表通常僅能顯示10至20km/h的刻度差，這并未精確到足以判斷車速是否恒定。另外，速度表的響應時間太慢，并且，對加速器踏板的調節可能性并未精確到足以允許駕駛員進行精確的車速控制。因此，使用上述已知方法獲得的空氣偏轉器設定值僅僅是對空氣偏轉器的最佳設定值的近似和估計。這仍然導致了過高的燃料消耗，并因此導致了高的行駛成本。上述已知方法的另ー主要缺點是所述詢問過程、或者對空氣偏轉器的手動調節、以及對車速和路形的持續檢查可能導致駕駛員嚴重分神，這最終可能危及安全性。 因此，本發明的目的是提供一種在使駕駛員分神最少的情況下、對空氣偏轉器的位置進行優化的設備和方法。
發明內容
此目的通過根據權利要求I所述的設備和根據權利要求13所述的方法來實現。根據本發明的ー個方面，本發明人提出了在該優化過程期間使用車輛行駛控制系統，該車輛行駛控制系統用于控制車輛的速度。優選地，能夠通過提供恒定的節氣門位置來維持恒定車速，這可通過該車輛行駛控制系統的、特定的空氣偏轉器優化模式來確保。其優點是駕駛員不再需要在該優化過程期間控制車速，這提高了安全性以及該優化過程的精度。另外，可響應于包括如下信息的信號來調節空氣偏轉器的位置，該信息與行駛特性的變動有關，這些行駛特性例如為燃料消耗量、車輛速度、發動機轉速、發動機扭矩、發動機功率和發動機節氣門位置。優選地，該響應信號也由車輛行駛控制系統感測，該車輛行駛控制系統例如是巡航控制系統、自適應巡航控制系統或高級駕駛員輔助系統。因此，即使很小的變動也能被檢測到，從而能夠對空氣偏轉器的位置進行優化。優選地，所述車輛控制系統包括“空氣偏轉器調節”模式，在此模式期間，所述響應信號的短期變動被忽略。通常，諸如道路不規則性(例如道路凹凸不平)或陣風等的環境因素會引起所述響應信號的短期擾動，但不久之后它又會返回到其先前的范圍。相反，減小的空氣阻カ會導致響應信號的長期變動。因此，忽略短期變動確保了該響應信號的由環境因素引起的變動不會與由減小的空氣阻カ引起的“真實”變動相混淆。有利地，所述系統可還包括至少ー個檢測單元，該檢測單元尤其是傳感器，用于消除所述響應信號的、由除了空氣阻カ的變動以外的其它影響因素引起的變動。優選地，這些傳感器提供了與環境偏離條件(ambient biasing conditions)有關的信息,例如道路不規則性(道路凹凸不平)或陣風。這種傳感器例如是能夠檢測道路凹凸不平的加速度計或減震器上的傳感器，或者是用于檢測陣風的、優選安裝于卡車側面或車頂的空氣流量計。優選地，這些另外的檢測單元使得能夠從所述響應信號中“清除”由除了空氣阻カ以外的其它條件引起的變動。因此，能夠響應于優選僅針對空氣阻カ的變動而變化的信號來優化空氣偏轉器的位置。根據另ー優選實施例，所述設備還包括用于檢測道路狀況的裝置，尤其是道路的傾角和/或曲率，其中，此檢測裝置的信息用作預覽信息，該預覽信息指示了適合于進行優化過程的條件。優選在行駛期間通過使用例如GPS系統來同時獲得這些預覽信息，或者從該同一道路上的較早的行駛過程中獲取。優選地，所述設備和方法適合于如果該預覽信息指示 了合適的道路狀況，則自動初始化所述優化過程。有利地，對空氣偏轉器的自動調節使得駕駛員能夠保持專注于交通狀況。因此，不會因為駕駛員專注于對空氣偏轉器的優化調節或在詢問過程期間輸入數據而危及安全性。根據另ー個優選實施例，所述檢測單元是也可集成在高級駕駛員輔助系統中的GPS系統或導航系統。優選地，該檢測系統被提供有以GPS數據和/或先前記錄的同一路段的信息的組合為基礎的預覽信息，如果該檢測系統指示了對于完成該優化過程而言足夠長距離的平直道路，則初始化該優化過程。因此，能夠避免該優化過程的中斷或非期望的中止。根據另ー優選實施例，所述設備適合于在經過了一段預定時間和/或檢測到行駛方向的明顯改變時重復該優化過程，其中，優選局部地改變該至少ー個空氣偏轉器的位置。換言之，僅當從上一次優化之后已經過了給定的一段時間，或者通過例如導航系統已檢測到行駛方向的明顯方位改變、優選在給定時段內平均的方位改變(而這又可指示新的側風條件)時，才初始化該優化過程。這將確保該優化過程并非只要存在合適的道路狀況就運行，而是僅以特定的時間間隔運行，該時間間隔例如為從15分鐘到30分鐘，最多達ー小時或數小時，或者，僅在新的行駛狀況要求優化時才運行。有利地，在重復進行的該優化過程期間，不必使空氣偏轉器掃掠過整個設定角度區間，而是僅略微増大當前位置，直至燃料消耗率處于最小值。這種“所謂的”局部優化優選在已經發現接近最佳位置的位置時使用。例如，在已經更換了掛車之后，使空氣偏轉器掃掠過整個設定角度區間，以使空氣偏轉器適應于新的幾何情況(全局優化)。由此，提供了空氣偏轉器的接近最佳位置的位置。對于此后進行的優化過程(在經過了特定的一段時間和/或行駛方向明顯改變之后)，僅通過使用這種局部的、逐步優化過程來略微改變當前位置。根據另ー優選實施例，所述設備還適合于當檢測到要求制動器長時間接合的道路狀況時，尤其是檢測到下坡行駛時，使至少ー個空氣偏轉器移動到具有高空氣阻カ的位置。由此，這些空氣偏轉器用作輔助制動器，這能夠減小由于過度使用而造成的、基礎制動器的磨損。根據另ー優選實施例，所述設備還包括至少ー個空氣偏轉器位置傳感器，用于感測至少一個空氣偏轉器的位置，其中，該空氣偏轉器的位置能夠無級地調節。這確保了能夠提供空氣偏轉器位置的甚至非常小的角度變動，這又能進ー步減少燃料消耗。所述空氣偏轉器可以僅僅是車頂偏轉器，但通常使用安裝在駕駛室頂部上的車頂偏轉器以及安裝于駕駛室后側的兩個側面偏轉器。另外，一優選實施例還包括人機界面，該人機界面用于向駕駛員告知對所述至少一個空氣偏轉器的優化進行初始化的合適條件，和/或用于請駕駛員啟用車輛行駛控制系統以實現對所述至少一個空氣偏轉器的自動優化。
該人機界面的優點是有吋，駕駛員未意識到合適的道路狀況或只是忘記了開始該優化過程，從而導致車頂偏轉器可能保持在不利的位置。優選地，如果車輛行駛控制系統被激活且檢測到了優選合適的道路狀況，則自動初始化該優化過程。但在車輛行駛控制系統未被激活的情況下，此優化過程不能自動執行，因為車輛的速度未保持恒定。如果所述人機界面提醒駕駛員啟用車輛行駛控制系統，則避免了駕駛員忽略對偏轉器進行調節的問題。有利地，對空氣偏轉器的自動調節也實現了空氣偏轉器的隨時再調節。由此，也能夠考慮到風向的變化以及風速相對于車輛速度的變化。優選地，這種優化過程之間的時間尺度可由駕駛員和/或制造商預先確定。優選地，由于本發明的設備和方法適合于僅在條件合適時才使車輛保持恒定速度并初始化該優化過程，所以，本發明實現了對空氣偏轉器的優化設定。此外，由于該優化過程是在行駛期間執行，所以也能考慮到相對于車輛而言的風向以及風與車輛之間的相對速度。由此，確保了該優化過程不被中斷，或不會由于不精確的信號而導致對偏轉器的錯誤調 節。在說明書、權利要求書和附圖中公開了其他的優點和優選實施例。
在下文中，將借助于附圖來論述本發明方法的優選實施例。其描述僅應視為本發明原理的ー種示例，并非旨在限制權利要求的范圍。各圖為圖I示出了一個示意性流程圖，圖示了本發明方法的優選實施例的各個步驟；并且圖2示出了曲線圖，以圖形方式示出了圖I中描述的方法。
具體實施例方式通常，卡車包括駕駛室和儲物車廂，該儲物車廂尤其是掛車，其中，駕駛室和掛車之間留有一定的空間。掛車的高度和/或寬度與駕駛室的高度和/或寬度可能不同，從而導致卡車或卡車-掛車組合體的空氣動力學特性不是最佳的。為了降低車輛的空氣阻カ并節省燃料，在駕駛室上安裝有車頂偏轉器和側面偏轉器，以針對來流氣流減小掛車的正面面積并獲得流線型更完整的車輛。可能影響空氣阻力的因素主要是風向、相對于車輛的風速、以及某些幾何因素，這些幾何因素即相對于掛車的高度和寬度而言的駕駛室高度和寬度；以及拖車和掛車之間的距離。因此，即使是偏轉器設定值的很小的角度變動，也可能對車輛的總體空氣阻力有明顯影響。根據本發明的優選實施例，每個偏轉器均配備有能夠對空氣偏轉器的設定值進行自動調節的致動器以及用于確定空氣偏轉器的絕對角定向的傳感器。該致動器可以是電動、氣壓或液壓致動器，且優選適合于針對每個空氣偏轉器被單獨控制。對各個偏轉器的優化優選地在行駛期間執行，且在已知的受控條件下執行，從而能夠確定最小空氣阻力。根據本發明，這些已知的受控條件可通過使用車輛行駛控制系統來提供，該車輛行駛控制系統適合于至少控制車輛的速度，并適合于感測涉及與空氣阻カ有關的信息的行駛特性。這樣的行駛特性例如是燃料消耗量或燃料消耗率、車輛速度、發動機轉速、發動機扭矩、發動機功率或發動機節氣門位置。除了這些已知的受控條件之外，還優選保證該優化過程不會中斷，且不會因為不適合于這種優化過程的道路狀況而失真。這樣的道路狀況例如可以是直接影響車輛的燃料消耗量或需要車速變動的傾斜道路或彎曲道路。因此，本發明的設備包括諸如GPS系統或導航系統的檢測裝置，該檢測裝置檢測適合于此優化過程的道路或路段，即平直的路段。在此優化過程期間，每個偏轉器均掃掠過一定的設定角度區間并記錄指示了空氣阻力的響應信號的相應變動。這樣的信號例如可以是燃料消耗量信號或一般地是巡航控制系統的響應動態。這意味著因為該巡航控制對發動機進行控制使得車輛保持恒定速度，所以，由于不同的設定值而導致的空氣阻カ變動能夠從該巡航控制系統的控制的變動中導出。然而，該響應信號的變動并非必然僅由空氣阻カ的變動而引起。例如環境條件等的其它因素也可以造成該響應信號的變動。例如，道路上的凹凸不平可以對燃料消耗量信號施加快速變化的擾動。因此，本發明的系統還可包括如下輔助系統中的一個或它們的組合傳感器，這些傳感器檢測由除了空氣阻カ以外的其他環境條件引起的變動。根據這些另外的信息，從響應信號中“清除”這些變動并響應于該“進行清除后的”信號的變動來優化空氣偏轉器的設定值。車輛控制系統(例如上述巡航控制的發動機控制系統)在專用的空氣偏轉器調節模式中被接合，在該模式中，快速變化的響應信號(例如燃料消耗率)受到抑制，因此將不會對例如短期陣風或道路凹凸不平等的擾動因素起作用。優選地，這能夠通過調節燃料消耗率控制調節機構的時間常數來實現，使得它僅對“更緩慢的”變化起作用。在下文中，將針對圖I所示的流程圖來描述本發明方法的優選實施例的各個步驟。在本發明方法的第一步驟中，所述檢測裝置指示適合于優化過程的道路狀況。一旦該檢測裝置指示了合適的道路狀況，本發明的設備就檢查車輛行駛控制系統(尤其是巡航控制系統)是否被激活。在該車輛行駛控制系統被激活的情況下，自動初始化該優化過程。優選地，僅當從上一次優化之后已經過了給定的預定時間，或者通過例如導航系統已檢測到行駛方向的明顯方位改變(這又可指示新的側風條件)時，才初始化該優化過程。這將確保該優化過程并非只要存在合適的道路狀況就運行，而是僅以特定的時間間隔運行，例如每15分鐘到60分鐘運行一次，或者，僅在新的行駛狀況要求優化時才運行。優選地，該車輛行駛控制系統將車輛的速度控制為恒定的。然而，應當注意，此上下文中的“恒定”是指處于若干km/h的范圍內，例如±2km/h的范圍內。如上文所述，此范圍是必需的，以消除燃料信號的過大波動。為此，必須記錄精確的車輛速度，并且，應得到優化的燃料消耗率信號不是純粹的燃料消耗率(例如，以g/s為單位)，而是用速度的平方進行歸一化之后的信號。在所述巡航控制系統未被激活的情況下，則通過人機界面來告知卡車駕駛員已經、檢測到適合于對空氣偏轉器進行優化的條件。然后，駕駛員可手動初始化該優化過程，由此通過車輛行駛控制系統控制或監測車輛的速度，或者，駕駛員也可激活所述巡航控制系統，從而能夠自動開始該優化過程。只要該優化過程被初始化，空氣偏轉器就掃掠過一定的設定角度區間，直至達到空氣偏轉器的最佳位置并因此實現車輛的最小空氣阻力。因此，這些偏轉器可以并聯地或串聯地被分別控制。在下文中，將描述全局優化過程的示例性實施例以及局部優化過程的示例性實施例。盡管在下文中描述了使空氣偏轉器掃掠過一定的設定角度區間的某些可能性，但毋庸諱言，也可以使用任何其它的改變過程，并且這也包括在本發明的范圍內。
在所示的“全局”優化過程的優選實施例的第一步驟中，使偏轉器的角位置從最小角位置改變為最大角位置。同吋，檢測響應動態，例如燃料消耗率的變動和/或車速的變動。通過利用從用于感測環境條件的傳感器中獲得的另外信息或通過直接抑制燃料消耗率控制環的快速波動，從感測到的此信號中連續“清除”掉并非由空氣阻カ引起的變動。利用此過程，偏轉器以相當慢的節奏連續掃掠過一定的可能角位置，例如在30秒內從最小偏轉位置掃掠到最大偏轉位置，并且，通過速度的平方被歸ー化的燃料消耗率信息以例如每0. I秒一次的頻率與關于偏轉位置的信息一起被采樣。在之后的步驟中，該系統確定在空氣偏轉器的哪個位置角度下獲得了最低的、歸一化的燃料消耗率(燃料消耗率除以車輛速度的平方)。這就是所要找到的、空氣偏轉器的最佳位置，空氣偏轉器可通過致動器的相應控制而移動至該最佳位置。換言之，通過使空氣偏轉器掃掠過一定的設定角度區間并記錄所述響應信號的變動來優化空氣偏轉器的位置。在使空氣偏轉器掃掠過該角度區間之后，對所述變動進行評估并檢測出最佳位置。因此，當所述響應信號表明空氣阻カ最小吋，則檢測到了最佳位置。然后，使空氣偏轉器移動到此確定位置，并終止該優化過程。圖2以曲線圖示出了上述優化過程。該圖中的X軸表示時間t，其中，Y軸上記錄了空氣偏轉器的角位置a。曲線2示出了空氣偏轉器的移動，它表明空氣偏轉器先從其當前位置増加到最大角位置，然后又減小到最小角位置。另外，該圖示出了與此同時記錄的燃料消耗率信號(曲線4)和車輛速度(曲線6)。通過將所記錄的燃料消耗率除以車輛速度的平方來歸ー化該燃料消耗率，以提供多信息的燃料消耗率信號(曲線8)。從曲線8中可見，該歸一化的燃料消耗率表明在空氣偏轉器的特定位置處具有明 顯的最小值(FRminX此最小值指示了空氣偏轉器的最佳位置(a _)，空氣偏轉器最終將移動到該最佳位置(a _)處。如果不連續掃掠過一定的角位置，也可以使用逐步優化過程，其中，空氣偏轉器的位置逐步變化，直至不再檢測到燃料消耗率信號的進ー步減小。該逐步式解決方案的優點是不必使空氣偏轉器掃掠過整個設定角度區間，而是僅略微増大當前位置，直至燃料消耗率處于最小值。這種“所謂的”局部優化優選在已經發現接近最佳位置的位置時使用。例如，在已經更換了掛車之后，使空氣偏轉器掃掠過整個設定角度區間，以使空氣偏轉器適應于新的幾何情況(全局優化)。由此，提供了空氣偏轉器的接近最佳位置的位置。對于此后進行的優化過程(在經過了特定的一段時間和/或行駛方向明顯改變之后)，僅通過使用這種局部的、逐步優化過程來略微改變當前位置。還應注意的是，該逐步式解決方案并非必須作為在步驟之間發生中斷的離散步驟來執行，而是也可以作為連續的掃略過程來執行，因為所述響應信號足夠快，足以對變化產生立即響應。因此，能夠或多或少地實時檢測空氣阻カ的減小。在這種局部優化過程的第一步驟中，可以增加所述偏轉器的當前角位置。在下一步驟中，或多或少與此同時地檢測響應動態，例如燃料消耗率的變動或車速的變動。然后，通過利用從用于感測環境條件的傳感器中獲得的另外信息，從該感測到的信號中“清除”并非由空氣阻カ引起的變動。在下ー步驟中，根據該“進行清除后”的響應信號是否表明空氣阻カ減小，來維持空氣偏轉 器的位置或使空氣偏轉器返回到其前一位置。在檢測到空氣阻カ減小的情況下，維持該空氣偏轉器的位置并設定表明已發生位置改動的標志。然后，所述控制系統重復這種增加角位置的步驟，以檢測出最佳設定值。此重復過程繼續執行，直至不再檢測到空氣阻カ的進ー步減小。當不再檢測到空氣阻カ的進ー步減小時，維持最后ー個表明空氣阻カ減小的位置，并終止該優化過程。在増加角位置之后，當響應信號第一次表明空氣阻カ已增大時，使空氣偏轉器直接返回到其前一位置。在此情況下，不設定表明已發生位置改動的標志。這確保了該優化過程不會終止，而是控制所述系統以減小空氣偏轉器的角位置，以檢測這種角位置的減小是否可以導致空氣阻カ減小。這種角位置減小步驟與上述角位置増加步驟類似地執行。在空氣偏轉器的角位置的減小表明空氣阻カ減小的情況下，該角位置減小過程被迭代進行，直至不再檢測到空氣阻カ的進ー步減小。然后，使空氣偏轉器返回到其最后一次的存儲位置，并終止該優化過程。毋庸諱言，也可以在開始時先執行角位置減小步驟，之后再執行角位置増加步驟。毋庸諱言，上述“局部”優化過程也可用于整個設定角度區間的掃掠，并且，可以改變上述“全局”優化過程以使空氣偏轉器的當前位置僅略微改變。如上所述，可并聯或串聯地調節這些空氣偏轉器。如果這些空氣偏轉器被并聯地優化，則也可例如通過可由制造商執行的設計實驗方法來預先限定車頂空氣偏轉器角度和側面空氣偏轉器角度的離散組合。在該優化過程期間，車頂空氣偏轉器和側面空氣偏轉器然后被設定為離散的、預定的設定角度的組合，并且，從響應函數的車載分析中獲取最佳的組合。除了可以減小車輛的空氣阻カ之外，也存在希望增大空氣阻カ的、其他可能的應用。這種故意的増大例如在如下情況中是有利的即，如果例如在長時間下坡行駛期間，空氣偏轉器應用作“空氣制動器”以輔助車輛的制動器。由此，可減少基礎制動器的磨損。對于此應用，檢測單元(例如導航系統)適合于檢測即將到來的下坡行駛。在檢測到下坡行駛時，車輛行駛控制系統監測車輛的速度和制動行為。通常，駕駛員通過選擇低檔位來下坡行駛，并使用完全施加的發動機制動來下坡行駛。僅當發動機制動仍然不夠時，才使用所述基礎制動器。這種制動行為防止了基礎制動器的過度使用和磨損。優選地，如果在檢測到即使完全施加發動機制動仍存在車速增加時、使空氣偏轉器移動到具有高空氣阻カ的位置，則能夠進ー步減小所述基礎制動器的磨損。該增加的空氣阻カ通常足以使車輛變得足夠慢，從而不需要使用所述基礎制動器。有利地，在該優化過程期間，尤其在全局優化過程期間，已經檢測到具有最高空氣阻カ的位置。因此，空氣偏轉器能夠無延遲地移動到該最佳的“空氣制動器”位置一旦車輛行駛控制系統和/或導航系統檢測到車輛不再下坡行駛，或者下坡行駛的坡度已降低到僅使用發動機制動就已足夠時，則使空氣偏轉器移動到其先前的減小空氣阻力的位置。由于本發明不僅考慮到駕駛室高度和掛車高度之間的差異，而且考慮到了所有相關因素(尤其是諸如風向以及卡車與空氣之間的相対速度等的因素)，所以能夠進ー步優化其設定值。另外，由于該優化過程被自動初始化或告知駕駛員適合于該優化過程的道路狀況，所以避免了如下的潛在問題即，駕駛員忽略對偏轉器的調節并因此在具有不利的設定值的情況下駕駛。本發明的方法和設備的另ー優點是即使對于不具有預定幾何特性的運輸車輛、例如木材運輸、轎車運輸或集裝箱貨物運輸的情況，也確保了空氣偏轉器的最佳設定值。這些運輸車輛過去常常在不具有調節好的空氣偏轉器的情況下行駛，因為它們不具有預定的設定值。通過使用本發明的方法和設備，即使與已知方法相比，也能大大降低燃料消耗。當與駕駛員完全忽略對偏轉器進行調節時的情況相比，例如與更換了具有不同高度的另ー掛車時的情況相比，燃料節約潛能明顯更高。有利地，通過使用與合適的道路狀況有關的預覽信息，減少了被中斷的優化的次數并提高了系統的益處。
權利要求
1.用于對至少ー個空氣偏轉器的位置進行優化的設備，所述至少ー個空氣偏轉器用于在行駛期間弓丨導車輛周圍的氣流，尤其是卡車或卡車-掛車組合體周圍的氣流，所述設備包括 -用于引導所述車輛周圍的氣流的所述至少一個空氣偏轉器； -至少ー個致動器，所述至少一個致動器用于使所述至少一個空氣偏轉器在至少兩個位置之間移動；以及 -至少ー個控制器，所述至少一個控制器用于根據指示了所述車輛的空氣阻カ的控制信號來控制每個所述致動器，并由此控制所述空氣偏轉器的位置， 其特征在干， 所述設備還包括車輛行駛控制系統，所述車輛行駛控制系統至少用于控制所述車輛的行駛速度，其中，所述設備適合于在所述車輛行駛控制系統控制所述車輛的速度的情況下，啟動對所述至少ー個空氣偏轉器的優化。
2.根據權利要求I所述的設備，其中，所述控制信號是感測所述車輛的行駛特性的所述車輛行駛控制系統的響應信號，其中優選地，所述響應信號包括與如下組中的至少ー項的變動有關的信息燃料消耗率、車輛速度、發動機轉速、發動機功率、發動機節氣門位置、發動機扭矩。
3.根據權利要求I或2所述的設備，其中，所述車輛行駛控制系統是駕駛員輔助系統，尤其是巡航控制系統、自適應巡航控制系統或高級駕駛員輔助系統。
4.根據權利要求2和3所述的設備，其中，所述車輛行駛控制系統還包括空氣偏轉器調節模式，在所述空氣偏轉器調節模式期間，所述響應信號的短期變動被忽略。
5.根據前述權利要求中的任一項所述的設備，其中，所述設備還包括至少ー個檢測單元，所述檢測単元優選為傳感器，用于檢測影響所述響應信號的、除了空氣阻カ以外的環境條件，其中優選地，所述設備適合于從所述響應信號中“清除”由所述至少一個檢測單元檢測到的環境條件所弓I起的變動。
6.根據前述權利要求中的任一項所述的設備，其中，所述設備還包括用于檢測道路狀況的裝置，尤其是道路的傾角和/或曲率，并且其中，所述控制信號還包括與從所述檢測裝置獲得的所述道路狀況有關的信息。
7.根據權利要求6所述的設備，其中，所述檢測裝置是優選集成到所述車輛行駛控制系統中的GPS系統和/或導航系統。
8.根據權利要求6或7所述的設備，其中，所述設備適合于在檢測到平直的道路或路段時，啟動對所述至少ー個空氣偏轉器的位置的優化。
9.根據前述權利要求中的任一項所述的設備，其中，所述設備還適合于在經過了一段預定時間和/或檢測到行駛方向的明顯改變時，重復所述優化過程，其中優選地，使所述至少ー個空氣偏轉器的位置在當前位置附近變化。
10.根據權利要求6至9中的任一項所述的設備，其中，所述設備還適合于在檢測到要求制動器長時間接合的道路狀況時，尤其是檢測到下坡行駛時，使所述至少一個空氣偏轉器移動到具有高空氣阻カ的位置。
11.根據前述權利要求中的任一項所述的設備，其中，所述至少一個空氣偏轉器包括一個車頂偏轉器和兩個側面偏轉器，其中，每個偏轉器均包括致動器和/或控制器，以便分別控制每個偏轉器。
12.根據前述權利要求中的任一項所述的設備，還包括人機界面，所述人機界面用于向所述駕駛員告知對所述至少ー個空氣偏轉器的優化進行初始化的合適條件，和/或用于請所述駕駛員啟用所述車輛行駛控制系統以允許所述至少ー個空氣偏轉器的自動優化。
13.用于對至少ー個空氣偏轉器的位置進行優化的方法，所述至少ー個空氣偏轉器用于在行駛期間弓I導車輛周圍的氣流，尤其是卡車或卡車-掛車組合體周圍的氣流，其中，所述至少一個空氣偏轉器的位置由致動器決定，所述致動器響應于控制信號而被控制，所述方法包括如下步驟 -通過車輛行駛控制系統控制所述車輛的速度，以在所述優化期間提供恒定的車輛速度； -感測所述控制信號，所述控制信號指示了所述車輛的空氣阻カ； -改變所述至少一個空氣偏轉器的位置，直至所述控制信號表明所述車輛的空氣阻カ最小。
14.根據權利要求13所述的方法，還包括如下步驟檢測適合于對所述至少一個空氣偏轉器的位置進行優化的道路狀況。
15.根據權利要求14所述的方法，還包括如下步驟當檢測到合適的道路狀況時，尤其是檢測到足夠平和/或直的道路或路段時，初始化所述優化，優選自動地初始化所述優化。
16.根據權利要求13至15中的任一項所述的方法，還包括如下步驟在經過了一段預定時間和/或檢測到行駛方向的明顯改變時，重復所述優化過程，其中優選地，使所述至少一個空氣偏轉器的位置在當前位置附近變化。
17.根據權利要求14至16中的任一項所述的方法，還包括如下步驟當檢測到要求制動器長時間接合的道路狀況時，尤其是檢測到下坡行駛時，使所述至少一個空氣偏轉器移動到具有高空氣阻カ的位置。
18.根據權利要求13至17中的任一項所述的方法，其中，所述控制信號是所述車輛行駛控制系統的響應信號，所述響應信號包括與如下組中的至少ー項的變動有關的信息燃料消耗率、車輛速度、發動機轉速、發動機功率、發動機節氣門位置。
19.根據權利要求18所述的方法，其中，優選地，通過忽略所述響應信號的短期變動和/或通過由傳感器單元提供與環境條件有關的另外信息，從所述響應信號中“清除”由空氣阻力以外的其它環境條件弓I起的變動。
20.根據權利要求13至19中的任一項所述的方法，還包括如下步驟當檢測到合適的道路狀況時，告知駕駛員對所述至少ー個空氣偏轉器的位置進行優化的、合適的道路狀況。
21.根據權利要求20所述的方法，還包括如下步驟請所述駕駛員手動初始化所述優化和/或啟用車輛行駛控制系統以便能夠自動初始化所述優化。
22.根據權利要求13至21中的任一項所述的方法，所述方法由根據權利要求I至12中的任一項所述的設備執行。
全文摘要
本發明公開了用于對至少一個空氣偏轉器的位置進行優化的設備和方法，該空氣偏轉器用于在行駛期間引導車輛周圍的氣流，尤其是卡車或卡車-掛車組合體周圍的氣流，其中，該至少一個空氣偏轉器的位置由致動器確定，該致動器響應于所感測到的、指示了車輛的空氣阻力的控制信號而被控制，其中，車輛的速度通過車輛行駛控制系統來控制，以在所述優化期間提供恒定的車輛速度，并且其中，改變該至少一個空氣偏轉器的位置，直至控制信號表明車輛的空氣阻力最小。
文檔編號B62D35/00GK102656081SQ200980162934
公開日2012年9月5日 申請日期2009年12月15日 優先權日2009年12月15日
發明者安德斯·滕斯塔姆 申請人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司