空气动力致动命令的确定制造技术

一种车辆具有第一部分和第二部分，其中前空气动力元件位于第一部分中且后空气动力元件位于第二部分中。前空气动力元件和后空气动力元件各自可单独移动至相应收起位置与相应完全伸展位置之间的相应展开位置。控制器可操作地连接至前空气动力元件和后空气动力元件中的每一个并且具有处理器和有形的非瞬态存储器。控制器被编程为至少部分地基于先前时间步骤(n‑1)的至少一个车辆状态参数和先前时间步骤(n‑1)的后空气动力元件的检测位置(Dr，n‑1)来获得当前时间步骤(n)的前空气动力元件的前目标位置(Tf，n)。

【技术实现步骤摘要】

本公开总体涉及空气动力致动命令的确定，并且更具体地涉及无需预测模型的确定空气动力元件的目标位置。
技术介绍
移动装置能够转动使其移动的气流，由此产生升力。空气动力元件可在诸如车辆的装置中使用，以实现用来提升车辆牵引能力和转弯能力的下压力。空气动力元件还可用来减小阻力、降低风噪以及防止导致出现空气动力不稳定性的其他原因。
技术实现思路
车辆具有第一部分和第二部分，其中，前空气动力元件位于第一部分中并且后空气动力元件位于第二部分中。前后空气动力元件均可独立地移动到相应的收起位置与完全伸展位置之间的相应的展开位置。控制器可操作地与前后空气动力元件中的每一个连接，并且具有处理器和有形的非瞬态存储器。控制器被编程为至少部分地基于先前时间步骤(n-1)的至少一个车辆状态参数以及先前时间步骤(n-1)的后空气动力元件的检测位置(Dr，n-1)来获得当前时间步骤(n)的前空气动力元件的前目标位置(Tf，n)。确定当前时间步骤(n)的前空气动力元件的前目标位置(Tf，n)包括获得当前时间步骤(n)的前空气动力元件的期望前部升力因子(Lf，n)。可以通过位置传感器获得先前时间步骤(n-1)的后空气动力元件的检测位置(Dr，n-1)。确定当前时间步骤(n)的前空气动力元件的前目标位置(Tf，n)包括获得用于前后空气动力元件相应的展开位置的预定义组合的前部特征数据集。获得先前时间步骤(n-1)的车辆状态参数可包括获得先前时间步骤(n-1)的车辆本体侧倾角(Rn-1)。获得先前时间步骤(n-1)的车辆状态参数可包括获得先前时间步骤(n-1)的俯仰角(Pn-1)。先前时间步骤(n-1)的车辆状态参数可包括先前时间步骤(n-1)的侧风角(Wn-1)。侧风角(Wn-1)定义为车辆的中心纵向轴线和外部气流方向之间的角度。第一行车传感器可以可操作地连接到控制器且配置为检测前部行车高度。前部行车高度可定义为前车轴中心和地平面之间的距离。车辆状态参数可包括前部行车高度。第二行车传感器可以可操作地连接到控制器且配置为检测后部行车高度。后部行车高度可定义为前车轴中心和地平面之间的距离。车辆状态参数可包括后部行车高度。控制器可编程为至少部分地基于先前时间步骤(n-1)的前空气动力元件的检测位置(Dr，n-1)、先前时间步骤(n-1)的至少一个车辆状态参数、当前时间步骤(n)的后主动空气动力元件的期望后部升力因子(Lr，n)以及用于前后空气动力元件相应的展开位置的预定义组合的后部特征数据集确定当前时间步骤(n)的后空气动力元件的后目标位置(Tr，n)。从以下结合附图对实施本公开的最佳方式进行的详细描述中能够很容易了解到本公开的上述特征和优点以及其它特征和优点。附图说明图1示出了具有前主动空气动力元件和后主动空气动力元件的装置的示意性局部侧视图；图2示出了图1中装置的示意性平面图；图3示出了用于确定图1中前空气动力元件的前目标位置的方法的流程图；以及图4示出了用于确定图1中后空气动力元件的后目标位置的方法的流程图。具体实施方式参考附图，其中，在所有的几个视图中，相同的参考数字代表相同或相似的部件，图1示出了装置10的示意性局部侧视图。在所示实施例中，装置10为车辆12。然而，应当理解，装置10可以是载客车辆、高性能车辆、工业车辆、机器人、农机具、运动相关设备或者任意其他类型的可移动装置。车辆12可以呈现为多种不同的形式，并包括多个以及/或者可替换的部件和设备。尽管附图中示出了示例车辆12，但是，附图中示出的部件并不是用来进行限制。实际上，可以使用附加的或可替换的部件以及/或者实施方式。参考图1，第一空气动力元件14位于车辆12的第一部分16中。第二空气动力元件18位于车辆12的第二部分20中。在所示实施例中，第一部分16与车辆12的前部相关，第二部分20与车辆12的后部相关，第一空气动力元件14称为前空气动力元件14，第二空气动力元件18称为后空气动力元件18。在一个示例中，第一部分16和第二部分20由线A-A分隔开。在另一个实施例中，第一部分16和第二部分20由线B-B分隔开。在又一个实施例中，第一部分16和第二部分20由线C-C分隔开。图2为车辆12的示意性平面图。参考图1和图2，前空气动力元件14可移动到收起位置24和完全位置26之间的任意前部展开位置。前空气动力元件14可沿着一维路径28(可以是直线或曲线)展开，从而该空气动力元件的位置表示为完全展开的百分比。类似地，后空气动力元件18可移动到收起位置32和完全伸展位置34之间的任意后部展开位置。后空气动力元件18可沿着一维路径36(可以是直线或曲线)展开，从而该空气动力元件的“位置”表示为完全展开的百分比。在所示示例中，100％展开指的是相应的完全伸展位置26，34，而0％展开指的是相应的收起位置24，32。然而，应当理解，每个位置可表示在三维空间坐标系、球坐标系(r、θ、)、或者任何其他的适于当前应用的多维坐标系中。例如，前空气动力元件14和后空气动力元件18的位置可分别表示在如(xf、yf、zf)和(xr、yr、zr)的笛卡尔坐标以及如(rf、θf、)和(rr、θr、)的球坐标中。参考图1，前空气动力元件14和后空气动力元件18可分别由前壳体15和后壳体19支撑，从而当处于相应的收起位置24、32时，前空气动力元件14和后空气动力元件18至少部分地在相应的前壳体15和后壳体19内部。前空气动力元件14和后空气动力元件18可使用本领域技术人员已知的任意类型的致动机构(未示出)，以使它们沿着相应的路径28，36移动，这些致动机构包括但不限于：形状记忆合金、液压阀、线性致动器、旋转致动器以及任意类型的电机。参考图1，前空气动力元件14和后空气动力元件18可以安置在车辆本体38的任意部位上，包括但不限于：侧面40、顶部主体42以及底部主体44。参考图2，车辆12可包括方向盘46、可操作地连接到前胎50的前车轴48以及可操作地连接到后胎54的后车轴52。参考图2，车辆12可包括相应的位置传感器56、58，以实时检测前空气动力元件14和后空气动力元件18的相应位置。前空气动力元件14和后空气动力元件18的位置可以在车辆12的动力学中起着显著作用，并且可以用作各种控制算法的输入，从而改进车辆12的运行。然而，多个主动空气动力元件与车辆状态特性之间的关系是循环的并且由递归方程控制。例如，前部升力或沿垂直轴Z的力是前空气动力元件14的位置和前部车辆行车高度80的函数(图1中所示且下文详述)以及后空气动力元件18的位置和后部车辆行车高度82的函数(图1中所示且下文详述)。继而，前部车辆行车高度80和后部车辆行车高度82各自是前部升力和后部升力二者以及其它车辆输入的函数。对于给定的下压力目标，方程组必须不断地实时求解以实现期望空气动力。车辆空气动力学模型可以涉及使用空气动力致动器模型和底盘模型来预测空气动力元件的位置，从而实现期望致动命令。然而，这需要在线预测模型或迭代求解器和极大的计算量。参考图1至图2，控制器60可操作地连接至前空气动力元件14和后空气动力元件18以及车辆12的各种其它部件。控制器60可以是车辆12的其它控制模块的整体部分或操作地连接至车辆12的其它控制模块的单独模块。参考本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有第一部分和第二部分的车辆，所述车辆包括：位于所述第一部分中的前空气动力元件；位于所述第二部分中的后空气动力元件；其中所述前空气动力元件和所述后空气动力元件各自可单独移动至相应收起位置与相应完全伸展位置之间的相应展开位置；以及控制器，其可操作地连接至所述前空气动力元件和所述后空气动力元件中的每一个并且具有处理器和有形的非瞬态存储器；其中所述控制器被编程为至少部分地基于先前时间步骤(n‑1)的至少一个车辆状态参数和所述先前时间步骤(n‑1)的所述后空气动力元件的检测位置(Dr，n‑1)来获得当前时间步骤(n)的所述前空气动力元件的前目标位置(Tf，n)。

【技术特征摘要】
2015.09.17 US 62/219814;2016.07.14 US 15/2102031.一种具有第一部分和第二部分的车辆，所述车辆包括：位于所述第一部分中的前空气动力元件；位于所述第二部分中的后空气动力元件；其中所述前空气动力元件和所述后空气动力元件各自可单独移动至相应收起位置与相应完全伸展位置之间的相应展开位置；以及控制器，其可操作地连接至所述前空气动力元件和所述后空气动力元件中的每一个并且具有处理器和有形的非瞬态存储器；其中所述控制器被编程为至少部分地基于先前时间步骤(n-1)的至少一个车辆状态参数和所述先前时间步骤(n-1)的所述后空气动力元件的检测位置(Dr，n-1)来获得当前时间步骤(n)的所述前空气动力元件的前目标位置(Tf，n)。2.一种用于在具有控制器的车辆中确定在当前时间步骤(n)的相应前空气动力元件和后空气动力元件的相应前目标位置和后目标位置[(Tf，n)、(Tr，n)]的方法，所述前空气动力元件和所述后空气动力元件各自可单独移动至相应收起位置与相应完全伸展位置之间的相应展开位置，所述方法包括：经由位置传感器获得先前时间步骤(n-1)的所述后空气动力元件的检测位置(Dr，n-1)；经由所述控制器获得所述先前时间步骤(n-1)的至少一个车辆状态参数；经由所述控制器获得用于所述前空气动力元件和所述后空气动力元件的所述相应展开位置的预定义组合的前部特征数据集；经由所述控制器获得所述当前时间步骤(n)的所述前空气动力元件的期望前部升力因子(Lf,n)；经由所述控制器至少部分地基于所述先前时间步骤(n-1)的所述后空气动力元件的所述检测位置(Dr，n-1)、所述期望前部升力因子(Lf,n)、所述先前时间步骤(n-1)的所述至少一个车辆状态参数以及所述前部特征数据集来获得所述当前时间步骤(n)的所述前空气动力元件的所述前目标位置(Tf,n)；以及基于所述前目标位置(Tf,n)控制所述前空气动力元件。3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：经由所述位置传感器获得所述先前时间步骤(n-1)的所述前空气动力元件的检测位置(Df，n-1)；经由所述控制器获得所述当前时间步骤(n)的所述后空气动力元件的期望后部升力因子(Lr,n)；经由所述控制器至少部分地基于所述先前时间步骤(n-1)的所述前空气动力元件的所述检测位置(Df，n-1)、所述期望后部升力因子(Lr，n)、所述先前时间步骤(n-1)的所述至少一个车辆状态参数以及所述后部特征数据集来获得所述当前时间步骤(n)的所述后空气动力元件的所述后目标位置(Tr，n)；以及基于所述后目标位置(Tr，n)控制所述后空气动力元件。4.根据权利要求2所述的方法，其中获得所述先前时间步骤(n-1)的所述至少一个车辆状态参数包括：获得所述先前时间步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·摩根，M·L·怀特，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US