一种气流导向装置及汽车

摘要

本发明提供了一种气流导向装置及汽车，该气流导向装置包括：导向机构，包括安装于汽车后尾箱箱盖上用于气流导向的导向板；驱动机构，包括传动系统、驱动电机，驱动电机通过驱动所述传动系统带动导向板转动；控制器，与驱动电机连接，用于获取汽车刹车踏板位置信息、汽车行驶速度信息和汽车油门踏板位置信息，根据汽车刹车踏板位置信息、汽车行驶速度信息和汽车油门踏板位置信息输出控制指令，使导向板呈现与汽车行驶方向的不同夹角。本发明提供的气流导向装置，通过导向板处于与汽车行驶方向呈不同角度的第一状态、第二状态、第三状态和第四状态，实现了在加速过程中减小气流阻力，减速过程中增大气流阻力的效果。

权利要求

1.一种气流导向装置，应用于汽车，其特征在于，所述气流导向装置包括：

导向机构，包括安装于汽车后尾箱箱盖上、用于气流导向的导向板(11)；

驱动机构，包括与所述导向板(11)一端连接的传动系统和与所述传动系统连接的驱动电机(21)，所述驱动电机(21)通过驱动所述传动系统带动所述导向板(11)转动；

信息采集系统，用于获取汽车刹车踏板位置信息、汽车车轮转速信息和汽车油门踏板位置信息；

控制器，与所述驱动电机(21)连接，并接收所述信息采集系统获取的汽车刹车踏板位置信息、汽车车轮转速信息和汽车油门踏板位置信息，其中，根据所述汽车车轮转速信息计算汽车当前行驶速度，当所述汽车当前行驶速度小于第一预设速度值时，判断出汽车处于正常行驶状态，所述控制器向所述驱动电机(21)输出第一指令，所述导向板(11)处于与汽车行驶方向平行的第一状态；

根据所述汽车刹车踏板位置信息计算汽车刹车踏板下行距离，当所述汽车刹车踏板下行距离大于第一预设距离且小于第二预设距离时，判断出汽车处于刹车减速状态，所述控制器向所述驱动电机(21)输出第二指令，所述导向板(11)处于与所述汽车行驶方向之间的角度大于90°的第二状态；

根据所述汽车车轮转速信息计算汽车当前行驶速度，当所述汽车当前行驶速度大于或等于第二预设速度值时，判断出汽车处于超速状态；或根据所述汽车刹车踏板位置信息计算汽车刹车踏板下行距离，当所述汽车刹车踏板下行距离大于或等于第二预设距离时，判断出汽车处于紧急刹车状态，所述控制器向所述驱动电机(21)输出第三指令，所述导向板(11)处于与所述汽车行驶方向垂直的第三状态；

根据所述汽车油门踏板位置信息计算油门踏板下行距离，当所述油门踏板下行距离大于第三预设距离时，判断出汽车处于加速状态，所述控制器向所述驱动电机(21)输出第四指令，所述导向板(11)处于与所述汽车行驶方向之间的角度小于90°的第四状态。

2.根据权利要求1所述的气流导向装置，其特征在于，所述信息采集系统包括：

第一感应单元，与汽车CAN总线模块连接，用于获取所述汽车车轮转速信息，并输送至所述控制器；

第二感应单元，设置于汽车刹车踏板下方的底板上，用于获取所述汽车刹车踏板位置信息，并输送至控制器；

第三感应单元，设置于汽车油门踏板下方的底板上，用于获取所述汽车油门踏板位置信息，并输送至控制器。

3.根据权利要求1所述的气流导向装置，其特征在于，所述传动系统包括齿轮传动组。

4.根据权利要求1所述的气流导向装置，其特征在于，所述导向机构还包括两个相互平行设置于汽车后尾箱箱盖上、用于固定所述导向板(11)的安装支架(12)，所述驱动电机(21)安装于其中一个所述安装支架(12)围设形成的中空结构中。

5.根据权利要求4所述的气流导向装置，其特征在于，所述导向机构还包括设置在所述导向板(11)两端的转轴(13)和设置在两个所述安装支架(12)上相对的位置的轴承(14)；两个所述转轴(13)分别插设于两个所述轴承(14)中。

6.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括上述权利要求1至5任一项所述的气流导向装置。

说明书

一种气流导向装置及汽车

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车设计和制造领域，特别是涉及一种气流导向装置及汽车。

背景技术

[0002] 在汽车行驶过程中，汽车迎面受到的气流阻力对汽车的耗油量有较大影响，气流阻力越大，汽车的耗油量越大。特别是汽车加速时，如何减小汽车行驶过程中的迎风阻力(简称风阻)是减低油耗的关键手段。现各汽车制造厂都在想尽各种办法降低汽车的迎风阻力。

发明内容

[0003] 为降低汽车行驶过程中的迎风阻力，降低汽车燃油消耗量，本发明提供了一种气流导向装置及汽车。

[0004] 本发明提供了一种气流导向装置，应用于汽车，所述气流导向装置包括：

[0005] 导向机构，包括安装于汽车后尾箱箱盖上、用于气流导向的导向板；

[0006] 驱动机构，包括与所述导向板一端连接的传动系统和与所述传动系统连接的驱动电机，所述驱动电机通过驱动所述传动系统带动所述导向板转动；

[0007] 信息采集系统，用于获取汽车刹车踏板位置信息、汽车车轮转速信息和汽车油门踏板位置信息；

[0008] 控制器，与所述驱动电机连接，并接收所述信息采集系统获取的汽车刹车踏板位置信息、汽车车轮转速信息和汽车油门踏板位置信息，其中，

[0009] 根据所述汽车车轮转速信息计算汽车当前行驶速度，当所述汽车当前行驶速度小于第一预设速度值时，判断出汽车处于正常行驶状态，所述控制器向所述驱动电机输出第一指令，所述导向板处于与汽车行驶方向平行的第一状态；

[0010] 根据所述汽车刹车踏板位置信息计算汽车刹车踏板下行距离，当所述汽车刹车踏板下行距离大于第一预设距离且小于第二预设距离时，判断出汽车处于刹车减速状态，所述控制器向所述驱动电机输出第二指令，所述导向板处于与所述汽车行驶方向之间的角度大于90°的第二状态；

[0011] 根据所述汽车车轮转速信息计算汽车当前行驶速度，当所述汽车当前行驶速度大于或等于第二预设速度值时，判断出汽车处于超速状态；或根据所述汽车刹车踏板位置信息计算汽车刹车踏板下行距离，当所述汽车刹车踏板下行距离大于或等于第二预设距离时，判断出汽车处于紧急刹车状态，所述控制器向所述驱动电机输出第三指令，所述导向板处于与所述汽车行驶方向垂直的第三状态；

[0012] 根据所述汽车油门踏板位置信息计算油门踏板下行距离，当所述油门踏板下行距离大于第三预设距离时，判断出汽车处于加速状态，所述控制器向所述驱动电机输出第四指令，所述导向板处于与所述汽车行驶方向之间的角度小于90°的第四状态。

[0013] 优选地，所述信息采集系统包括：

[0014] 第一感应单元，与汽车CAN总线模块连接，用于获取所述汽车车轮转速信息，并输送至所述控制器；

[0015] 第二感应单元，设置于汽车刹车踏板下方的底板上，用于获取所述汽车刹车踏板位置信息，并输送至控制器；

[0016] 第三感应单元，设置于汽车油门踏板下方的底板上，用于获取所述汽车油门踏板位置信息，并输送至控制器。

[0017] 优选地，所述传动系统包括齿轮传动组。

[0018] 优选地，所述导向机构还包括两个相互平行设置于汽车后尾箱箱盖上、用于固定所述导向板的安装支架，所述驱动电机安装于其中一个所述安装支架围设形成的中空结构中。

[0019] 优选地，所述导向机构还包括设置在所述导向板两端的转轴和设置在两个所述安装支架上相对的位置的轴承；两个所述转轴分别插设于两个所述轴承中。

[0020] 根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种汽车，所述汽车包括上述所述的气流导向装置。

[0021] 本发明提供的气流导向装置，通过导向板处于与汽车行驶方向呈不同角度的第一状态、第二状态、第三状态和第四状态，实现了在加速过程中减小气流阻力，减速过程中增大气流阻力的效果；并且，本发明提供的气流导向装置还能够减少汽车在加速过程中的油耗量，达到节能减排的效果。

附图说明

[0022] 图1为本发明实施例所述的气流导向装置的结构示意图；

[0023] 图2为本发明实施例所述的气流导向装置安装于汽车上的侧视图；

[0024] 图3为本发明实施例所述的导向板处于第一状态时的结构示意图；

[0025] 图4为本发明实施例所述的导向板处于第二状态时的结构示意图；

[0026] 图5为本发明实施例所述的导向板处于第三状态时的结构示意图；

[0027] 图6为本发明实施例所述的导向板处于第四状态时的结构示意图。

[0028] 附图标记说明：导向板11，安装支架12，转轴13，轴承14，驱动电机21，主动轮221，从动轮222。

具体实施方式

[0029] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

[0030] 参见图1与图2，本发明提供了一种气流导向装置，应用于汽车，所述气流导向装置包括：

[0031] 导向机构，包括安装于汽车后尾箱箱盖上、用于气流导向的导向板11；

[0032] 驱动机构，包括与所述导向板11一端连接的传动系统和与所述传动系统连接的驱动电机21，所述驱动电机21通过驱动所述传动系统带动所述导向板11转动；

[0033] 信息采集系统，用于获取汽车刹车踏板位置信息、汽车车轮转速信息和汽车油门踏板位置信息；

[0034] 控制器，与所述驱动电机21连接，并接收所述信息采集系统获取的汽车刹车踏板位置信息、汽车车轮转速信息和汽车油门踏板位置信息，其中，

[0035] 根据所述汽车车轮转速信息计算汽车当前行驶速度，当所述汽车当前行驶速度小于第一预设速度值时，判断出汽车处于正常行驶状态，所述控制器向所述驱动电机21输出第一指令，所述导向板11处于与汽车行驶方向平行的第一状态；

[0036] 根据所述汽车刹车踏板位置信息计算汽车刹车踏板下行距离，当所述汽车刹车踏板下行距离大于第一预设距离且小于第二预设距离时，判断出汽车处于刹车减速状态，所述控制器向所述驱动电机21输出第二指令，所述导向板11处于与所述汽车行驶方向之间的角度大于90°的第二状态；

[0037] 根据所述汽车车轮转速信息计算汽车当前行驶速度，当所述汽车当前行驶速度大于或等于第二预设速度值时，判断出汽车处于超速状态；或根据所述汽车刹车踏板位置信息计算汽车刹车踏板下行距离，当所述汽车刹车踏板下行距离大于或等于第二预设距离时，判断出汽车处于紧急刹车状态，所述控制器向所述驱动电机21输出第三指令，所述导向板11处于与所述汽车行驶方向垂直的第三状态；

[0038] 根据所述汽车油门踏板位置信息计算油门踏板下行距离，当所述油门踏板下行距离大于第三预设距离时，判断出汽车处于加速状态，所述控制器向所述驱动电机21输出第四指令，所述导向板11处于与所述汽车行驶方向之间的角度小于90°的第四状态。

[0039] 其中，第一预设速度值、第二预设速度值为汽车所处的不同道路规定的相应限速值；第二预设距离是指刹车踏板下行距离处于最大的时对应的数值，第一预设距离的设置是为了保证判断汽车进入刹车减速状态的准确性，避免误操作，第三预设距离的是指是为了保证判断汽车进入加速状态的准确性，第一预设速度值、第二预设速度值、第一预设距离、第二预设距离、第三预设距离，在设计制作时已输入至控制器中。控制器可以控制驱动电机21正向旋转或反向旋转，例如，导向板11处于第一状态时，需要控制导向板11旋转至第二状态，此时，控制器控制驱动电机21正向旋转使得导向板11转动至第二状态；或者，导向板11处于第二状态时，需要控制导向板11旋转至第二状态，此时，控制器控制驱动电机21反向旋转使得导向板11转动至第一状态。

[0040] 参照图3，在信号采集系统获取到汽车车轮转速信息后并将该信息传输至控制器，控制器对获取到的信息进行转换计算获得汽车当前行驶速度值，再对汽车当前行驶速度与第一预设速度比较，当比较出出汽车当前行驶速度值小于第一预设速度值时，也即判断出此时汽车处于正常行驶状态，此时控制器控制驱动电机21转动使导向板11转动至处于与汽车行驶方向平行的第一状态，此时导向板11基本不改变汽车的迎风阻力。由于导向板11对车顶过来的气流起导向作用使整车运行更加平稳。

[0041] 参照图5，在信号接收系统获取到汽车车轮转速信息后并将该信息传输至控制器，控制器对获取到的信息进行转换计算获得汽车当前行驶速度值，再对汽车当前行驶速度与第二预设速度比较，当比较出汽车当前行驶速度值大于或等于第二预设速度值时，也即判断出此时汽车处于超速状态，控制器控制驱动电机21转动使导向板11转动至处于与汽车行驶方向垂直的第三状态。例如高速公路上行驶时，汽车快车道上行驶的最高速度不应超过120公里/小时，也即此时第二预设速度值为120公里/小时，控制器通过对车轮转速信息值转换后得到汽车当前行驶速度值为140公里/小时，为了快速的将汽车行驶速度降低到120公里/小时范围以下并且保证汽车在减速过程中不出现危险，控制器向驱动电机21发出转动第三指令，使导向板11运动至处于与汽车行驶方向垂直的第三状态，由于导向板11与汽车行驶方向垂直时受到的气流阻力最大，也即汽车受到的气流阻力最大，从而迫使汽车速度在最快时间内降低到限定速度范围一下。

[0042] 参照图4，信号接收系统获取到汽车刹车踏板位置信息后并将该信息传输至控制器，控制器对获取到的信息进行转换计算获得汽车刹车踏板下行距离，并将刹车踏板下行距离与第一预设距离和第二预设距离做比较，当比较出刹车踏板下行距离大于第一预设距离且小于第二预设距离时，则认为此时汽车处于刹车减速阶段，控制器控制驱动电机21转动，使导向板11转动至与汽车行驶方向呈大于90°的第二状态，此时导向板11受到的气流阻力增大，进而增大了汽车的制动力，从而加快了汽车速度的降低。并且，随着每次刹车踏板的下行距离的不同，导向板11与汽车行驶方向形成的角度值大小也不同，刹车踏板的下行距离越小，导向板11与汽车行驶方向形成的角度越大，也即此时导向板11与汽车行驶方向形成的角度值越靠近180°，相应地，刹车踏板的下行距离越大，导向板11与汽车行驶方向形成的角度则越小，也即导向板11与汽车行驶方向形成的角度值越靠近90°，但仍大于90°。参照图5，当刹车踏板下行距离值达到最大刹车下行距离时，也即达到第二预设距离时，导向板11则处于与汽车行驶方向垂直的第三状态，此时，由于汽车受到的阻力最大，能够最快时间内迫使汽车速度降低。

[0043] 参照图6，在驾驶员想对汽车加速时，信号采集系统获取到油门踏板位置信息，控制器对接收到的油门踏板位置信息进行转换计算得到油门踏板的下行距离，控制器对油门踏板的下行距离与第三预设距离进行对比，当判断出油门踏板的下行距离大于第三预设距离时，则可以认为此时汽车行驶速度处于加速状态，此时控制器控制驱动电机21转动，使得导向板11处于与汽车行驶方向呈小于90°的第四状态，此时导向板11的迎风力作用在导向板11向上的分力使得汽车受到的阻力减小；并且，随着驾驶员每次踩踏油门踏板的力度的不同，油门踏板的下行距离也不相同，导向板11与汽车行驶方向形成的角度值大小也不同，驾驶员踩踏油门踏板的力度越大，油门踏板的下行距离越大，导向板11与汽车行驶方向形成的角度越小，也即此时导向板11与汽车行驶方向形成的角度值越靠近0°，相应地，驾驶员踩踏油门踏板的力度越小，油门踏板的下行距离越小，导向板11与汽车行驶方向形成的角度则越大，也即导向板11与汽车行驶方向形成的角度值越靠近90°，但仍小于90°。如此有利于减轻汽车的载重趋势，进而达到节油的目的。

[0044] 本发明提供的气流导向装置，通过导向板11处于与汽车行驶方向呈不同角度的第一状态、第二状态、第三状态和第四状态，实现了在加速过程中减小气流阻力，减速过程中增大气流阻力的效果；并且，本发明提供的气流导向装置还能够减少汽车在加速过程中的油耗量。

[0045] 优选地，所述气流导向装置还包括：

[0046] 所述信息采集系统包括：

[0047] 第一感应单元，与汽车CAN总线模块连接，用于获取所述汽车车轮转速信息，并输送至所述控制器；

[0048] 第二感应单元，设置于汽车刹车踏板下方的底板上，用于获取所述汽车刹车踏板位置信息，并输送至控制器；

[0049] 第三感应单元，设置于汽车油门踏板下方的底板上，用于获取所述汽车油门踏板位置信息，并输送至控制器。

[0050] 具体地，第一感应单元为感应器、第二感应单元、第三感应单元则可以为感应开关，也可以为感应器。

[0051] 当驾驶员踩下刹车踏板，第二感应单元将感应到的刹车踏板位置信息传输至控制器，控制器对获得的信息进行转换分析，并对转换分析后形成的刹车踏板的下行距离与第一预设距离、第二预设距离进行比较，当判断出刹车踏板的下行距离大于第一预设距离且小于第二预设距离时，也即判断出此时汽车处于刹车减速状态，此时，控制器做出第二指令，使得导向板11向第二状态转动。

[0052] 当驾驶员踩踏油门踏板时，第三感应单元将感应到的油门踏板位置信息传输至控制器，控制器对获得的信息进行转换分析计算出油门踏板的下行距离，当判断出油门踏板下行距离小于第三预设距离时，也即判断出当前行驶速度处于加速状态时，此时，控制器输出第四指令，使得导向板11向第四状态转动的指令。

[0053] 参照图1，所述传动系统包括齿轮传动组。齿轮传动组的设置是为了实现驱动电机21控制导向板11的转动，齿轮传动组包括与驱动电机21的输出轴啮合的主动轮221，和与导向板11一体连接的从动轮222，其中，主动轮221与从动轮222相互啮合。从动轮222与导向板
11一体连接便可通过从动轮222的转动带动导向板11的转动。

[0054] 所述导向机构还包括两个相互平行设置于汽车后尾箱箱盖上、用于固定所述导向板11的安装支架12，所述驱动电机21安装于其中一个所述安装支架12围设形成的中空结构中。安装支架12的设置是为了使导向板11能够稳固的固定在汽车后尾箱箱盖上。

[0055] 所述导向机构还包括设置在所述导向板11两端的转轴13和设置在两个所述安装支架12上相对的位置的轴承14；两个所述转轴13分别插设于两个所述轴承14中。具体地，转轴13和轴承14的设置是为了使得导向板11的转动更加顺滑。制造时，两个安装支架12相对位置上分别设有安装孔，两个轴承14分别插设于两个安装孔中，导向板11通过固定在其两端的转轴13插设于轴承14中，并且转轴13的其中一部分通过轴承14露出，通过转轴13与轴承14的配合使得导向板11被稳固地固定在两个安装支架12之间，再将齿轮传动组的从动轮222套设于其中一个转轴13外露于轴承14外的部分上，保证导向板11能够随着从动轮222一体转动。

[0056] 本发明提供的气流导向装置，本发明提供的气流导向装置，通过导向板11处于与汽车行驶方向呈不同角度的第一状态、第二状态、第三状态和第四状态，实现了在加速过程中减小气流阻力，减速过程中增大气流阻力的效果；并且，本发明提供的气流导向装置还能够减少汽车在加速过程中的油耗量。通过驱动电机21驱动齿轮传动组的转动进而带动导向板11的转动，转轴13与轴套14的配合使得导向板11的转动更加顺滑。并且，本发明提供的气流导向装置结构简单，成本较低，制作工艺为极为容易。

[0057] 具体地，本发明中利用齿轮传动组进行传动的方式还可以替换为链条传动、齿条传动、皮带传动等。本领域技术人员应当了解采用链条传动、齿条传动和皮带传动的设置方式，在此不再赘述。

[0058] 根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种汽车，所述汽车包括上述所述的气流导向装置。

[0059] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。