CN103158793A - 汽车车轮舱自动控制系统及自动控制方法 - Google Patents
汽车车轮舱自动控制系统及自动控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103158793A CN103158793A CN2013100840921A CN201310084092A CN103158793A CN 103158793 A CN103158793 A CN 103158793A CN 2013100840921 A CN2013100840921 A CN 2013100840921A CN 201310084092 A CN201310084092 A CN 201310084092A CN 103158793 A CN103158793 A CN 103158793A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- cabin
- controller
- wheel
- automobile
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)
Abstract
本发明提供了一种汽车车轮舱自动控制系统及自动控制方法，系统包括信号输入部分、控制器部分、功率驱动器件和执行部件。一种汽车车轮舱自动控制方法，包括以下步骤：信号输入部分将信号经处理后送到控制器内，所述信号为车速信号、方向盘转角信号和转向灯开关信号；控制器部分处理输入的信号，根据输入的信号判断打开或关闭前轮或后轮的封闭帘盖，并将帘盖开闭信号输出到功率驱动器件；功率驱动器件将控制器输进来的信号进行放大，使得功率驱动器件能驱动大功率负载；执行部件将隐藏在汽车前后叶子板或车轮舱的卷帘或者盖板关闭或打开。本发明节省能源消耗、减少车内噪音、可防止车轮被盗。
Description
技术领域
本发明属于汽车的节能技术领域，特别涉及一种汽车空气动力学的可变调节系统和方法。
背景技术
面对日益严峻的能源问题，如何令一辆汽车变得更加节能是一项非常重要的工作。汽车节能的方法有很多，在汽车发动机方面可以研究如何令发动机的燃烧效率更高，在汽车的传动系统方面可以研究如何令传动系统的损耗更小，而在本发明中主要是从汽车的外观空气动力学方面研究如何令汽车的风阻更低。
当汽车在马路上飞奔时，它实际上是在空气中钻过一个洞。空气虽然看不到，但它确实存在。空气对汽车会产生阻力，这种阻力会消耗汽车的能量或燃油，并影响汽车的速度。据宝马的空气动力学专家称：每减少10%的空气阻力，就会降低2.5%以上的燃油消耗。而在汽车的空气阻力中，汽车的外观形状和车身比例对空气阻力的影响占40%，空气进入车内造成的空气阻力占10%，车身底部带来的空气阻力占20%，车轮和车轮所在空间（也就是车轮舱）对空气阻力的影响要达到惊人的30%。以一辆原本综合油耗为10L/100KM的轿车为例，如果将车轮舱封闭起来即可节省约1L/100KM的油耗，所以本发明的汽车车轮舱自动封闭系统和方法将对减少汽车能源消耗产生巨大的作用。
发明内容
本发明解决了两个技术问题。一是传统汽车的因车轮舱外露而带来的风阻系数增大的问题。二是如果汽车前车轮舱封闭了，如何避免车辆转向时轮胎与封闭帘盖产生干涉的问题。
为了解决现有技术中问题，本发明提供了一种汽车车轮舱自动控制系统，其包括信号输入部分、控制器部分、功率驱动器件和执行部件；
所述信号输入部分将信号经处理后送到控制器内；所述信号为车速信号、方向盘转角信号和转向灯开关信号；
控制器部分处理输入的信号，根据输入的信号判断打开或关闭前轮或后轮的封闭帘盖，并将帘盖开闭信号输出到功率驱动器件；
所述功率驱动器件将控制器输进来的信号进行放大，使得功率驱动器件能驱动大功率负载；
所述执行部件将隐藏在汽车前后叶子板或车轮舱的卷帘或者盖板关闭或打开。
作为本发明的进一步改进，所述信号还包括前微波雷达信号和前视摄像头信号。
作为本发明的进一步改进，转向灯开关信号用于提前通知控制器汽车即将要转向，以便将封闭的汽车前轮舱适时或提前打开；方向盘转角信号用于检测汽车前轮的转向角度，控制器判断该转向角度是否会对汽车前轮舱帘盖相干涉，若即将干涉则将前轮舱封闭帘盖打开，若不会对汽车前轮舱封闭帘盖造成影响则继续保持汽车前轮舱帘盖的封闭状态；前微波雷达信号用于控制器判断汽车所在本车道的路况，若前方有慢车，本系统将会适时或提前打开前轮舱帘盖；前视摄像头以影像的方式提供汽车前方道路情况信息，控制器据此适时或提前打开前轮舱帘盖。
一种汽车车轮舱自动控制方法，包括以下步骤：
信号输入部分将信号经处理后送到控制器内，所述信号为车速信号、方向盘转角信号和转向灯开关信号；
控制器部分处理输入的信号，根据输入的信号判断打开或关闭前轮或后轮的封闭帘盖，并将帘盖开闭信号输出到功率驱动器件；
功率驱动器件将控制器输进来的信号进行放大，使得功率驱动器件能驱动大功率负载；
执行部件将隐藏在汽车前后叶子板或车轮舱的卷帘或者盖板关闭或打开。
作为本发明的进一步改进，所述信号还包括前微波雷达信号和前视摄像头信号。
作为本发明的进一步改进，车速信号是控制器判断是否需要封闭汽车车轮舱的重要依据，车速高于系统设置值时，封闭汽车车轮舱，车速低于系统设置值时，汽车车轮舱处于打开状态。
作为本发明的进一步改进，转向灯开关信号提前通知控制器汽车即将要转向，以便将封闭的汽车前轮舱适时或提前打开。
作为本发明的进一步改进，方向盘转角信号检测汽车前轮的转向角度，控制器判断该转向角度是否会对汽车前轮舱帘盖相干涉，若即将干涉则将前轮舱封闭帘盖打开，若不会对汽车前轮舱封闭帘盖造成影响则继续保持汽车前轮舱帘盖的封闭状态。
作为本发明的进一步改进，前微波雷达信号用于控制器判断汽车所在本车道的路况，若前方有慢车，适时或提前打开前轮舱帘盖。
作为本发明的进一步改进，前视摄像头以影像的方式提供汽车前方道路情况信息，控制器据此适时或提前打开前轮舱帘盖。
本发明节省能源消耗。据宝马空气动力学专家做过的一个现场对比测试，一个车轮外露的正常汽车模型，其风阻系数为0.28，将车轮包围封闭后的风阻系数马上就降为0.18。据此计算一辆使用传统能源为动力的汽车使用了本发明的汽车车轮舱封闭系统相对于没有使用该系统的汽车能节省约10%以上的燃油消耗。一辆纯电动的新能源汽车使用了本发明的汽车车轮舱封闭系统相对于没有使用该系统的新能源汽车能在同样电池容量情况下多跑约17%的路程。
本发明减少车内噪音。没有使用本发明的汽车车轮舱封闭系统的汽车，由于车轮是外露的，所以汽车在高速行驶时，车轮舱部分将产生大量的紊流而使车内外噪音增大。高档汽车之所以能保证汽车在高速时也能保持比较低的噪音水平，原理是大量使用了吸音材料而达到的。但是如果汽车使用了本发明的汽车车轮舱封闭系统即可大大降低车轮舱处的紊流，使得车内噪音降低。
本发明可防止车轮被盗。我们常常可以在网络或电视上看到一些汽车车轮被盗，车主损失惨重。其实对于车轮防盗，一些大的汽车厂商也想出了一些对策，比如是增加了车轮防盗螺丝等等。但是，只要使用了本发明的汽车车轮封闭系统，则可以通过在停车后车轮封闭帘盖自动封闭，使得贼人无处下手，从而达到车轮防盗的效果。当然，即使要对汽车的轮胎进行维护或保养，也可以很方便的通过控制器将车轮封闭帘盖打开。
附图说明
图1是本发明系统结构框图；
图2是本发明车轮舱打开效果图；
图3是本发明车轮舱封闭效果图；
图4是本发明车轮舱封闭帘盖位置图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
因为汽车上的信号、控制器、功率驱动器件和执行器件的多种多样，所以本汽车车轮自动封闭系统的具体实现形式也可以有多种组合方式。虽然汽车车轮自动封闭系统的具体实现形式有很多，但他们的基本构成如图1所示。
该汽车车轮舱自动控制系统包括信号输入部分、控制器部分、功率驱动器件和执行部件。
所述信号输入部分主要作用是将车速信号、方向盘转角信号、前微波雷达信号、前视摄像头信号和转向灯开关信号经处理后送到控制器内。
对于信号输入处理部分，车速信号、转向灯开关信号和方向盘转角信号都是必须的，前微波雷达信号和前视摄像头信号的加入则可使汽车车轮舱自动控制系统更加智能化，但若处于成本考虑也可不接。车速信号是控制器判断是否需要封闭汽车车轮舱的重要依据，由于风阻是与速度的平方成正比的，汽车在低速的时候风阻并不明显，所以低速时不需要封闭汽车车轮舱；转向灯开关信号用于提前告诉本汽车车轮舱自动封闭系统的控制器汽车即将要转向，以便将封闭的汽车前轮舱适时或提前打开，防止前轮转向时意外刮蹭前车轮舱封闭帘盖；方向盘转角信号用于检测汽车前轮的转向角度，控制器判断该转向角度是否会对汽车前轮舱帘盖相干涉，若即将干涉则将前轮舱封闭帘盖打开，若不会对汽车前轮舱封闭帘盖造成影响则继续保持汽车前轮舱帘盖的封闭状态，以尽最大可能降低风阻；前微波雷达信号用于控制器判断汽车所在本车道的路况，若前方有慢车，本系统将会适时或提前打开前轮舱帘盖，防止汽车变道转向时前轮与前轮舱帘盖干涉；前视摄像头的作用是以影像的方式提供汽车前方道路情况信息，控制器据此适时或提前打开前轮舱帘盖，防止汽车变道转向时前轮与前轮舱帘盖干涉。
所述控制器部分主要作用是根据输入信号决定什么时候将车轮舱帘打开或关闭的信号发送到功率驱动器件。
控制器部分的作用是处理输入的信号，根据输入的信号判断打开或关闭前轮或后轮的封闭帘盖，并将帘盖开闭信号输出到功率驱动器件。控制器的核心器件可以是可编程逻辑器件、单片机、ARM内核芯片和DSP等等，除了核心器件一般还包括电源管理电路、输入处理电路和输出处理电路等等，可以根据需求不同而有所增减。
所述功率驱动器件的作用是将控制器输进来的信号进行放大，使得功率驱动器件能驱动例如电机、空气压缩机、液压泵等大功率负载。功率驱动器件形式多样，它可以是三极管、场效应管（MOS管）、继电器和电磁阀等等。
所述执行部件一般会根据车辆不同而不太相同，是以电动机、气压或者液压为动力，将隐藏在汽车前后叶子板或车轮舱的卷帘或者盖板关闭，使汽车车轮舱封闭起来，以降低汽车的风阻。
执行部件是本汽车车轮舱自动封闭系统的机械动作部分，其主要作用是根据控制器的判断打开或关闭车轮舱密封帘盖。由于汽车的大小、造型都不太一样，所以执行部件的结构或样式都应该根据各车型不一样而独立设计。执行部件的动作的来源可以是电动机、压缩空气和液压等等。执行部件的核心是车轮舱封闭帘盖，封闭帘盖的作用就是将汽车车轮舱封闭起来（封闭非密封），使得汽车从外观上看不到或者只看到一部分的汽车车轮，从而消除了汽车车轮舱外露带来的对风阻系数的影响。封闭帘盖顾名思义既可以是一个可以伸缩和卷起来的帘状物，也可以是一个平时隐藏在车轮舱附近的盖板，在汽车需要封闭车轮舱的时候通过电机、压缩空气或液压将封闭帘盖沿着一个固定的导轨展开，达到封闭车轮舱的目的。
由于汽车后车轮舱封闭起来并不影响行车功能，所以后车轮舱只要在有需要的时候关闭即可。本发明还解决了前轮转向时可能发生的前轮轮胎与执行部件的卷帘或盖板干涉的问题。本发明通过检测车速信号、方向盘转角信号、前微波雷达信号、前视摄像头信号和转向灯开关信号，由控制器判断转向状态或预测驾驶员的转向意图后及时或提前打开前轮封闭帘罩，这样即可避免了前轮轮胎与封闭帘罩干涉的问题。
一种汽车车轮舱自动控制方法，包括以下步骤：
信号输入部分将信号经处理后送到控制器内，所述信号为车速信号、方向盘转角信号和转向灯开关信号；所述信号还可以包括前微波雷达信号和前视摄像头信号。
控制器部分处理输入的信号，根据输入的信号判断打开或关闭前轮或后轮的封闭帘盖，并将帘盖开闭信号输出到功率驱动器件；
功率驱动器件将控制器输进来的信号进行放大，使得功率驱动器件能驱动大功率负载；
执行部件将隐藏在汽车前后叶子板或车轮舱的卷帘或者盖板关闭或打开。
车速信号是控制器判断是否需要封闭汽车车轮舱的重要依据，车速高于系统设置值时，封闭汽车车轮舱，车速低于系统设置值时，汽车车轮舱处于打开状态。
转向灯开关信号提前通知控制器汽车即将要转向，以便将封闭的汽车前轮舱适时或提前打开。
方向盘转角信号检测汽车前轮的转向角度，控制器判断该转向角度是否会对汽车前轮舱帘盖相干涉，若即将干涉则将前轮舱封闭帘盖打开，若不会对汽车前轮舱封闭帘盖造成影响则继续保持汽车前轮舱帘盖的封闭状态。
前微波雷达信号用于控制器判断汽车所在本车道的路况，若前方有慢车，适时或提前打开前轮舱帘盖。
前视摄像头以影像的方式提供汽车前方道路情况信息，控制器据此适时或提前打开前轮舱帘盖。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种汽车车轮舱自动控制系统，其特征在于：其包括信号输入部分、控制器部分、功率驱动器件和执行部件；
所述信号输入部分将信号经处理后送到控制器内；所述信号为车速信号、方向盘转角信号和转向灯开关信号；
控制器部分处理输入的信号，根据输入的信号判断打开或关闭前轮或后轮的封闭帘盖，并将帘盖开闭信号输出到功率驱动器件；
所述功率驱动器件将控制器输进来的信号进行放大，使得功率驱动器件能驱动大功率负载；
所述执行部件将隐藏在汽车前后叶子板或车轮舱的卷帘或者盖板关闭或打开。
2.根据权利要求1所述的汽车车轮舱自动控制系统，其特征在于：所述信号还包括前微波雷达信号和前视摄像头信号。
3.根据权利要求2所述的汽车车轮舱自动控制系统，其特征在于：转向灯开关信号用于提前通知控制器汽车即将要转向，以便将封闭的汽车前轮舱适时或提前打开；方向盘转角信号用于检测汽车前轮的转向角度，控制器判断该转向角度是否会对汽车前轮舱帘盖相干涉，若即将干涉则将前轮舱封闭帘盖打开，若不会对汽车前轮舱封闭帘盖造成影响则继续保持汽车前轮舱帘盖的封闭状态；前微波雷达信号用于控制器判断汽车所在本车道的路况，若前方有慢车，本系统将会适时或提前打开前轮舱帘盖；前视摄像头以影像的方式提供汽车前方道路情况信息，控制器据此适时或提前打开前轮舱帘盖。
4.一种汽车车轮舱自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
信号输入部分将信号经处理后送到控制器内，所述信号为车速信号、方向盘转角信号和转向灯开关信号；
控制器部分处理输入的信号，根据输入的信号判断打开或关闭前轮或后轮的封闭帘盖，并将帘盖开闭信号输出到功率驱动器件；
功率驱动器件将控制器输进来的信号进行放大，使得功率驱动器件能驱动大功率负载；
执行部件将隐藏在汽车前后叶子板或车轮舱的卷帘或者盖板关闭或打开。
5.根据权利要求4所述的汽车车轮舱自动控制方法，其特征在于：所述信号还包括前微波雷达信号和前视摄像头信号。
6.根据权利要求4所述的汽车车轮舱自动控制方法，其特征在于：车速信号是控制器判断是否需要封闭汽车车轮舱的重要依据，车速高于系统设置值时，封闭汽车车轮舱，车速低于系统设置值时，汽车车轮舱处于打开状态。
7.根据权利要求4所述的汽车车轮舱自动控制方法，其特征在于：转向灯开关信号提前通知控制器汽车即将要转向，以便将封闭的汽车前轮舱适时或提前打开。
8.根据权利要求4所述的汽车车轮舱自动控制方法，其特征在于：方向盘转角信号检测汽车前轮的转向角度，控制器判断该转向角度是否会对汽车前轮舱帘盖相干涉，若即将干涉则将前轮舱封闭帘盖打开，若不会对汽车前轮舱封闭帘盖造成影响则继续保持汽车前轮舱帘盖的封闭状态。
9.根据权利要求5所述的汽车车轮舱自动控制方法，其特征在于：前微波雷达信号用于控制器判断汽车所在本车道的路况，若前方有慢车，适时或提前打开前轮舱帘盖。
10.根据权利要求5所述的汽车车轮舱自动控制方法，其特征在于：前视摄像头以影像的方式提供汽车前方道路情况信息，控制器据此适时或提前打开前轮舱帘盖。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310084092.1A CN103158793B (zh) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | 汽车车轮舱自动控制系统及自动控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310084092.1A CN103158793B (zh) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | 汽车车轮舱自动控制系统及自动控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103158793A true CN103158793A (zh) | 2013-06-19 |
| CN103158793B CN103158793B (zh) | 2016-04-27 |
Family
ID=48582424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310084092.1A Active CN103158793B (zh) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | 汽车车轮舱自动控制系统及自动控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103158793B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10953928B2 (en) | 2018-04-03 | 2021-03-23 | Paccar Inc | Articulated wheel fairing for the steer axle |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7364220B2 (en) * | 2004-07-01 | 2008-04-29 | Khosrow Shahbazi | Aerodynamic drag reduction systems |
| CN101973275A (zh) * | 2010-09-28 | 2011-02-16 | 朱晓义 | 汽车或火车运行系统及其罩体 |
| CN102336225A (zh) * | 2010-07-16 | 2012-02-01 | 科达汽车公司 | 乘用车中的空气动力学性能 |
| CN102785660A (zh) * | 2012-08-17 | 2012-11-21 | 毛振刚 | 车辆防碰撞预警装置 |
| CN102892664A (zh) * | 2010-04-23 | 2013-01-23 | 爱迪生2有限责任公司 | 运载工具车轮与车桥系统 |
-
2013
- 2013-03-15 CN CN201310084092.1A patent/CN103158793B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7364220B2 (en) * | 2004-07-01 | 2008-04-29 | Khosrow Shahbazi | Aerodynamic drag reduction systems |
| CN102892664A (zh) * | 2010-04-23 | 2013-01-23 | 爱迪生2有限责任公司 | 运载工具车轮与车桥系统 |
| CN102336225A (zh) * | 2010-07-16 | 2012-02-01 | 科达汽车公司 | 乘用车中的空气动力学性能 |
| CN101973275A (zh) * | 2010-09-28 | 2011-02-16 | 朱晓义 | 汽车或火车运行系统及其罩体 |
| CN102785660A (zh) * | 2012-08-17 | 2012-11-21 | 毛振刚 | 车辆防碰撞预警装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10953928B2 (en) | 2018-04-03 | 2021-03-23 | Paccar Inc | Articulated wheel fairing for the steer axle |
| US11820436B2 (en) | 2018-04-03 | 2023-11-21 | Paccar Inc | Articulated wheel fairing for the steer axle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103158793B (zh) | 2016-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205400946U (zh) | 一种汽车发动机智能防进水进气道 | |
| CN203460823U (zh) | 汽车启动自动关门装置 | |
| CN106627054A (zh) | 一种车载太阳能充电车窗及其车窗空调系统 | |
| CN204650227U (zh) | 隧道监控系统 | |
| CN103158793B (zh) | 汽车车轮舱自动控制系统及自动控制方法 | |
| CN202743000U (zh) | 铰接式客车用电控装置 | |
| CN204360568U (zh) | 一种高速公路连续上坡路段客货分道警示系统 | |
| CN207867268U (zh) | 一种具有车门开闭语音控制系统的无人巴士 | |
| CN103979025B (zh) | 车厢尾部引流侧板及引流框及车辆 | |
| CN105365717A (zh) | 一种可降低风阻的汽车扰流装置 | |
| CN202952941U (zh) | 汽车防碰撞装置 | |
| CN105216576A (zh) | 基于温度感应的车载空调辅助方法 | |
| CN201694053U (zh) | 差速锁控制装置 | |
| CN203876857U (zh) | 一种车厢尾部引流侧板及引流框及车辆 | |
| CN201400253Y (zh) | 一种电动警务车 | |
| CN203623499U (zh) | 车灯控制装置 | |
| CN202448996U (zh) | 通风系统气动压力保护装置 | |
| CN101446395A (zh) | 一种路灯感应器 | |
| CN105201662A (zh) | 一种商用车用柴油机智能启停控制装置 | |
| CN207207887U (zh) | 一种车辆感应式车辆防追尾设备 | |
| CN205959421U (zh) | 交通灯提示装置 | |
| CN203050357U (zh) | 一种公共汽车车门安全启闭控制装置 | |
| CN204037529U (zh) | 一种汽车刹车淋水系统 | |
| CN202148764U (zh) | 一种新型汽车车门自动关闭装置 | |
| CN201646544U (zh) | 汽车侧车灯的控制装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |