一種基于空氣動力學(xué)的車輛制動輔助裝置的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及車載汽車電子控制領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于車輛制動輔助裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]在空氣動力學(xué)上，有法國物理學(xué)家貝爾努依證明的一條理論:空氣流速的速度與壓力成反比。也就是說，空氣流速越快，壓力越小；空氣流速越慢，壓力越大。例如飛機的機翼是上面呈正拋物形，氣流較快；下面平滑，氣流較慢，形成了機翼下壓力大于上壓力，產(chǎn)生了升力。
[0003]汽車在行駛過程中會遇到空氣阻力，這種阻力可分為縱向、側(cè)向和垂直上升3個方面的作用力，并且空氣阻力與車速平方成正比，所以車速越快，空氣阻力就越大。一般情況，當(dāng)車速超過60km/h時，空氣阻力對汽車的影響表現(xiàn)得就非常明顯了。如果轎車外型與機翼橫截面形狀相似，在高速行駛中由于車身上下兩面的氣流壓力不同，下面大上面小，這種壓力差必然會產(chǎn)生一種上升力，車速越快壓力差越大，上升力也就越大。這種上升力也是空氣阻力的一種，汽車工程界稱為誘導(dǎo)阻力，約占整車空氣阻力的7%，雖然比例較小，但危害很大。其它空氣阻力只是消耗轎車的動力，這個阻力不但消耗動力，還會產(chǎn)生承托力危害轎車的行駛安全，因為當(dāng)轎車時速達到一定的數(shù)值時，升力就會克服車重而將車子向上托起，減少了車輪與地面的附著力，使車子發(fā)飄，造成行駛穩(wěn)定性變差。
[0004]為了減少轎車在高速行駛時所產(chǎn)生的升力，汽車設(shè)計師除了在轎車外型方面做了改進，將車身整體向前下方傾斜而在前輪上產(chǎn)生向下的壓力，將車尾改為短平，減少從車頂向后部作用的負氣壓而防止后輪飄浮外，還在轎車前端的保險杠下方裝上向下傾斜的連接板。連接板與車身前裙板聯(lián)成一體，中間開有合適的進風(fēng)口加大氣流度，減低車底氣壓，這種連接板稱為導(dǎo)流板。在轎車行李箱蓋上后端做成像鴨尾似的突出物，將從車頂沖下來的氣流阻滯一下形成向下的作用力，這種突出物稱為擾流板。還有一種擾流板是人們受到飛機機翼的啟發(fā)而產(chǎn)生的，就是在轎車的尾端上安裝一個與水平方向呈一定角度的平行板，這個平行板的橫截面與機翼的橫截面相同，只是反過來安裝，平滑面在上，拋物面在下，這樣車子在行駛中會產(chǎn)生與升力同樣性質(zhì)的作用力，只是方向相反，利用這個向下的力來抵消車身上的升力，從而保障了行車的安全。
[0005]車輛在高速行駛時遇到突發(fā)狀況緊急制動時，車輛制動距離過長，車身穩(wěn)定性不足，容易發(fā)生側(cè)翻等一系列問題?，F(xiàn)有的制動輔助技術(shù)主要是ABS(Ant1-lock BrakingSystem)防抱死制動系統(tǒng)，通過安裝在車輪上的傳感器發(fā)出車輪將被抱死的信號，控制器指令調(diào)節(jié)器降低該車輪制動缸的油壓，減小制動力矩，經(jīng)一定時間后，再恢復(fù)原有的油壓，不斷的這樣循環(huán)(每秒可達5?10次)，始終使車輪處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)而又有最大的制動力矩。這樣的制動輔助裝置成本高，雖然能夠使車輪不發(fā)生打滑，但制動距離長時間久，如果前方有物體，不易躲過危險。
[0006]2012年8月8日公開的公開號為102627099A的中國發(fā)明《一種汽車制動輔助系統(tǒng)》，包括微控制器以及為整個系統(tǒng)供電的電源，還包括車速傳感器、制動踏板位置傳感器、制動踏板角加速傳感器、驅(qū)動電路、電動機、空氣阻流板以及霍爾傳感器；其連接方式為:微控制器的輸入端分別連接車速傳感器、制動踏板位置傳感器、制動踏板角加速度傳感器以及霍爾傳感器，微控制器的輸出端依次通過驅(qū)動電路、電動機與空氣阻流板相連，電動機的輸出端連接霍爾傳感器。該發(fā)明采用車頂上的空氣阻流板來進行輔助制動，能有效地減少輪胎與路面之間的摩擦，對路面不產(chǎn)生破壞且延長了輪胎的使用壽命。但是該發(fā)明的空氣阻流板是直接與電動機連接，由電動機來控制車頂?shù)目諝庾枇靼鍖崿F(xiàn)開啟或閉合，這樣狀態(tài)下的空氣阻流板受力面積更小，在氣流的作用下產(chǎn)生的阻力也更小，輔助汽車制動的效果也就不夠理想。而本實用新型是通過步進電機和液壓缸來分別控制前后兩個擾流板升起并轉(zhuǎn)動一定角度，受力面積更大，使得氣流作用在擾流板上產(chǎn)生的阻力也更大，能更好地使車輛制動。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0007]本實用新型要解決的技術(shù)問題，在于提供一種基于空氣動力學(xué)的車輛制動輔助裝置，通過高速制動時，強大的氣流作用在前、后擾流板，在兩個擾流板上產(chǎn)生向下和向后的阻力，使車輛瞬間下降一定的速度，加大車輛對地面的附著力，解決了現(xiàn)有技術(shù)用于車輛制動時距離長、時間久、穩(wěn)定性差的問題。
[0008]為達成上述目的，本實用新型是這樣實現(xiàn)的:
[0009]一種基于空氣動力學(xué)的車輛制動輔助裝置，所述裝置包括，E⑶(車載電腦)、至少兩連桿機構(gòu)、一固定軸、一前擾流板、一后擾流板、至少兩步進電機、至少三液壓缸，一車速傳感器、一用于采集輪胎轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角傳感器、至少兩用于采集步進電機轉(zhuǎn)動角度的位置傳感器和至少三用于采集液壓缸升起高度的壓力傳感器；
[0010]其連接方式為:所述車速傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器、位置傳感器和壓力傳感器均與所述ECU的輸入端相連，各所述步進電機和各所述液壓缸均與所述ECU的輸出端相連，各所述連桿機構(gòu)一端分別對應(yīng)與一所述步進電機的輸出軸連接，另一端與所述前擾流板后側(cè)傳動連接，所述前擾流板能繞著所述固定軸轉(zhuǎn)動，且所述固定軸設(shè)于所述前擾流板前側(cè)，各所述液壓缸的活塞桿均與所述后擾流板連接。
[0011]進一步的，所述車速傳感器置于發(fā)動機的飛輪盤上，所述轉(zhuǎn)角傳感器置于方向盤一側(cè)。
[0012]進一步的，所述前擾流板設(shè)于車身前部，且作為引擎蓋的一部分與引擎蓋拼接為一體，所述固定軸兩端固定在發(fā)動機艙前端，各所述步進電機與各所述連桿機構(gòu)均位于發(fā)動機艙內(nèi)。
[0013]進一步的，在各所述步進電機的輸出軸上均安裝一齒輪盤，且各所述步進電機上均設(shè)置一所述位置傳感器，所述步進電機與所述位置傳感器一一對應(yīng)設(shè)置。
[0014]進一步的，所述后擾流板設(shè)于車身后部，且作為后備箱蓋的一部分與后備箱蓋拼接為一體，各所述液壓缸位于后備箱內(nèi)。
[0015]進一步的，各所述壓力傳感器分別置于一所述液壓缸一側(cè)，所述壓力傳感器和所述液壓缸——對應(yīng)設(shè)置。
[0016]進一步的，所述前擾流板與所述后擾流板均是能彎曲的柔性擾流板。
[0017]進一步的，所述裝置還包括一用于采集汽車載人重量的重量傳感器和一風(fēng)速傳感器，所述重量傳感器和風(fēng)速傳感器均與所述ECU的輸入端相連；這樣可以方便車輛載人在風(fēng)力較強的地區(qū)行駛時采集信號。
[0018]采用上述方案后，本實用新型，當(dāng)車輛在高速行駛(車速超過60km/h)，駕駛?cè)藛T遇到緊急情況踩下制動踏板的瞬間，車速傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器、重量傳感器和風(fēng)速傳感器將會把采集到的信號通過輸入端傳遞給ECU，ECU由此輸出脈沖信號來控制各步進電機的步進角和各液壓缸的活塞桿，通過各步進電機輸出不同的步進角帶動輸出軸轉(zhuǎn)動，進而帶動對應(yīng)的連桿機構(gòu)將前擾流板升起并繞著固定軸轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度(各輸出軸轉(zhuǎn)動的角度與前擾流板轉(zhuǎn)動的角度之間的關(guān)系由試驗獲得)，使前擾流板可以彎曲變形，而各步進電機上的位置傳感器會采集隨輸出軸轉(zhuǎn)動的齒輪盤所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，并反饋給ECU，由ECU來判斷前擾流板是否達到目標高度；同時，通過各液壓缸的活塞桿升起不同的高度，使得后擾流板也升起不同的高度并轉(zhuǎn)過一定角度(各活塞桿升起的高度與后擾流板轉(zhuǎn)動的角度之間的關(guān)系由試驗獲得)，而各液壓缸上的壓力傳感器會采集活塞桿的升起高度，并反饋給ECU，由ECU來判斷后擾流板升起的高度是否達標。此時強大的氣流作用在前、后擾流板上，兩個擾流板上均產(chǎn)生向后和向下的阻力，使車輛瞬間下降一定程度的速度并增大車輛對地面的附著力，車速傳感器監(jiān)測此時的車速再反饋給ECU計算，最后通過車輛本身的制動系統(tǒng)，使車輛停下。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過前、后擾流板升起并轉(zhuǎn)動一定角度，在氣流的作用下增大了受力面積，從而產(chǎn)生更大的阻力，能讓車輛在保持穩(wěn)定的情況下，瞬間下降一定的車速，減小了制動距離，縮短了制動時間，對車輛原本的制動系統(tǒng)起到一個很好的輔助效果，避免緊急剎車時因制動距離長、時間久而易產(chǎn)生的危險，提高了汽車的安全性能。
【【附圖說明】】
[0019]下面參照附圖結(jié)合實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0020]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)連接示意圖(前、后擾流板均升起)
[0021]圖2是本實用新型一較佳實施例的前擾流板連接結(jié)構(gòu)主視圖(虛線為前擾流板轉(zhuǎn)動前狀態(tài)，實線為前擾流板轉(zhuǎn)動后狀態(tài))。
[0022]圖3是本實用新型一較佳實施例的前擾流板連接結(jié)構(gòu)側(cè)視圖(虛線為前擾流板轉(zhuǎn)動前狀態(tài)，實線為前擾流板轉(zhuǎn)動后狀態(tài))。
[0023]圖4是本實用新型一較佳實施例的后擾流板連接結(jié)構(gòu)主視圖(后擾流板升起)。
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