CN106627809B - 一种降低车辆风阻系数的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低车辆风阻系数的控制装置，涉及车辆结构领域。该控制装置包括降阻装置和控制单元。降阻装置安装在车辆的前脸处，用于根据行驶工况展开或收起。控制单元与车载电子控制单元相连，用于采集车辆的当前行驶信息并加以处理。当车辆高速运行时控制降阻装置在车辆的前脸处展开形成导流器，以降低车辆在高速运行时的风阻系数。当车辆低速运行时控制降阻装置收起，以恢复车辆的原有造型，其中，所述车辆处于静止状态或低速运行状态时，降阻装置处于收起状态。本发明通过改变车辆造型以阻止车辆前方气流通过发动机散热格栅进入到车辆车罩内，同时改变车辆前脸处气体流场分布，有效的降低车辆在高速运行时的风阻系数。

Description

一种降低车辆风阻系数的控制装置

技术领域

本发明涉及车辆结构领域，特别是涉及一种降低车辆风阻系数的控制装置。

背景技术

随着生活质量的提升，汽车正逐步走入每个人的家庭。汽车行驶过程都需消耗一定的能源，特别是油动车辆，能源消耗大小主要跟车所使用的引擎排量、车重、驱动方式、车辆外型(风阻)等有直接关系，而车辆在高速行驶时所消耗的能源有绝大部分是用来克服车辆外型所带来的空气阻力。

目前汽车市场的降低外形阻力的方案主要有以下几种：

1.封堵雾灯格栅；

2.封堵散热器格栅；

3.增加发动机下护板。

上述技术方案虽有一定的降低风阻的作用，但效果十分有限。因此，如何有效的降低汽车在高速运行时的风阻系数，就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于上述克服现有技术的不足，提供一种降低车辆风阻系数的控制装置。

特别地，本发明提供了一种降低车辆风阻系数的控制装置，用于控制车辆在行驶工况下改变造型，包括：

降阻装置，安装在所述车辆的前脸处，用于根据行驶工况展开或收起；和

控制单元，与车载电子控制单元相连，用于采集所述车辆的当前行驶信息并加以处理，在所述车辆高速运行时控制所述降阻装置在所述车辆的前脸处展开形成导流器，以降低汽车车辆在高速运行时的风阻系数，在所述车辆低速运行时控制所述降阻装置收起，以恢复所述车辆的原有造型；

其中，所述车辆处于静止状态或低速运行状态时，所述降阻装置处于收起状态。

进一步地，所述降阻装置包括：

导流装置，用于改变所述车辆的造型，其中，所述导流装置包括导流罩收放装置和导流罩成型装置；和

驱动装置，与所述导流装置相连，用于给所述导流装置提供动力。

进一步地，所述导流罩收放装置包括：

卷缩器，用于卷收导流罩，包括与所述车辆的前保险杠平行的横轴和至少两个安装于车辆的机罩内用于固定所述横轴的固定件，所述横轴由所述驱动装置驱动并旋转；

导轨，包括左导轨和右导轨，对应安装在所述车辆的发动机散热格栅的两侧，所述左导轨和所述右导轨的一端用于与所述固定件垂直固定连接，另一端固定于所述车辆的前保险杠的下唇处，所述左导轨、所述右导轨及所述卷缩器装配后呈门框状；

导流罩，可卷绕地和可展开地固定在所述卷缩器上，所述导流罩展开后可在所述前脸处形成一个密闭空间，所述导流罩包括主体、拉出部和导向带，所述主体沿拉出方向的末端固定于所述横轴处，所述主体展开后可覆盖至少部分所述前脸，所述拉出部位于所述主体拉出方向的前端边沿，所述导向带对应设置在所述主体沿拉出方向的两侧,与所述左导轨和所述右导轨活动配合，沿所述左导轨和所述右导轨运动。

进一步地，所述导流罩收放装置还包括引导组件，所述引导组件可活动的安装于所述左导轨和所述右导轨处，所述引导组件与所述拉出部固定连接，所述引导组件由所述驱动装置控制，用于引导所述主体沿所述左导轨和所述右导轨运动。

进一步地，所述导流罩收放装置还包括固定机构，安装在所述车辆的前保险杠的下唇处，由所述驱动装置控制，用于固定和松脱所述引导组件。

进一步地，所述导流罩成型装置包括：

支撑机构，设置在所述车辆的发动机散热格栅处，与所述车辆的前保险杠平行，所述支撑杆宽度与所述主体宽度一致，用于支撑展开后的所述导流罩；和

导向机构，设置在所述车辆的机罩内，与所述支撑机构固定连接，由所述驱动装置控制，用于推出和收回所述支撑机构。

进一步地，所述驱动装置为电驱动装置或液压驱动装置，布置于所述车辆的机罩内，由所述控制单元控制。

进一步地，所述控制单元可手动设定所述车辆的速度阈值；

可选地，当所述车辆的速度超过所述速度阈值时，所述控制单元控制所述降阻装置由收起状态变为展开状态；

可选地，当所述车辆的速度小于所述速度阈值时，所述控制单元控制所述降阻装置由展开状态变为收起状态；

可选地，所述速度阈值为80km/h～110km/h。

进一步地，所述导流装置处于展开状态时，当所述车辆的速度小于所述速度阈值时，所述控制单元控制所述导流装置收起。

进一步地，所述控制单元可根据司机驾驶意图控制所述降阻装置的收起或展开,所述司机驾驶意图为所述车辆处于临时提速状态或临时减速状态。

进一步地，所述临时提速状态为所述车辆当前行驶速度突然变大，在短时间后又恢复到提速前行驶速度的状况。

进一步地，所述临时减速状态为所述车辆当前行驶速度突然变小，短时间后又恢复到减速前行驶速度的状况。

进一步地，所述控制单元设有手动开关，通过所述手动开关实现收起或展开所述降阻装置。

进一步地，所述降阻装置处于收起状态时，当所述车辆速度超过所述速度阈值时，所述控制单元控制所述降阻装置展开前，发出警告，提醒驾驶人员是否手动展开所述导流装置。

进一步地，所述降阻装置处于展开状态时，当所述车辆速度小于所述速度阈值时，所述控制单元控制所述降阻装置收起前，发出警告，提醒驾驶人员是否手动关闭所述导流装置。

进一步地，本发明的控制装置可以和车辆的定速巡航系统配合使用，在车辆进入定速巡航时，可同时展开导流装置；车辆退出定速巡航时，同时收起导流装置。

本发明的降低车辆风阻系数的控制装置，通过展开导流装置来改变车辆造型，阻止车辆前方气流通过发动机散热格栅进入到车辆车罩内，同时改变车辆前脸处气体流场分布，有效的降低车辆在高速运行时的风阻系数。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。附图中：

图1是按照本发明一实施例的降低车辆风阻系数的控制装置的原理框图；

图2是按照本发明一实施例的未展开导流装置的示意性车辆效果图；

图3是按照本发明一实施例的展开导流装置后的示意性车辆效果图；

图4是按照本发明一实施例的导流装置的示意性结构图。

图中各符号表示含义如下：

1导流装置，2驱动装置

3卷缩器，4导流罩，5固定机构，6支撑机构，7导向机构，8导轨

11车载电子控制单元，12控制单元，13降阻装置

21导流罩收放装置，22导流罩成型装置

31横轴，32固定件

41主体，42拉出部，43导向带

44引导组件

具体实施方式

图1是按照本发明一个实施例的降低车辆风阻系数的控制装置的原理框图。如图1所示，一种降低车辆风阻系数的控制装置用于控制车辆在不同的行驶工况下改变车辆造型，一般可以包括降阻装置13和控制单元12。图2是按照本发明一实施例的未展开导流装置的示意性车辆效果图。如图2所示，降阻装置13安装在车辆的前脸处，用于根据行驶工况展开或收起。控制单元12与车载电子控制单元11(参见图1)相连，用于采集车辆的当前行驶信息并加以处理。当车辆高速运行时控制降阻装置13在车辆的前脸处展开形成导流器，以降低车辆在高速运行时的风阻系数。当车辆低速运行时控制降阻装置13收起，以恢复车辆的原有造型，其中，所述车辆处于静止状态或低速运行状态时，降阻装置13处于收起状态。

采用本发明的降低车辆风阻系数的控制装置，通过展开降阻装置13来改变车辆造型，阻止车辆前方气流通过发动机散热格栅进入到车辆车罩内，同时改变车辆前脸处气体流场分布，有效降低车辆在高速运行时的风阻系数。

图3是按照本发明一实施例的展开导流装置后的示意性车辆效果图。如图3所示，降阻装置13可以包括导流装置1和驱动装置2。导流装置1用于改变车辆的造型，其中，导流装置1可以包括导流罩收放装置21和导流罩成型装置22。驱动装置2与导流装置1相连，用于给导流装置1提供动力。驱动装置2布置于车辆机罩内，由控制单元12控制。驱动装置2可以为电驱动装置，也可以为液压驱动装置，根据具体车型进行配置。

图4是按照本发明一实施例的导流装置的示意性结构图。如图4所示，导流罩收放装置可以包括卷缩器3、导轨8和导流罩4。卷缩器3用于卷收导流罩4，包括与车辆的前保险杠平行的横轴31和至少两个安装于车辆的机罩内用于固定横轴的固定件32。横轴31由驱动装置2(参见图3)驱动并旋转。导轨8包括左导轨和右导轨，对应安装在车辆的发动机散热格栅的两侧。左导轨和右导轨的一端用于与固定件32垂直固定连接，另一端固定于车辆的前保险杠的下唇处。左导轨、右导轨及卷缩器3装配后呈门框状。导流罩4可卷绕地和可展开地固定在卷缩器3上。导流罩4展开后可在前脸处形成一个密闭空间,阻止车辆前方气流通过发动机散热格栅进入到车辆车罩内。导流罩4包括主体41、拉出部42和导向带43。主体41沿拉出方向的末端固定于横轴31处，展开后可覆盖至少部分前脸。所述拉出部42位于主体41拉出方向的前端边沿。所述导向带43对应设置在主体42沿拉出方向的两侧,与左导轨和右导轨活动配合，沿左导轨和右导轨运动。

导流罩收放装置还可以包括引导组件44。所述引导组件44可活动的安装于左导轨和右导轨处。引导组件44与拉出部42固定连接，由驱动装置2控制，用于引导主体41沿左导轨和右导轨运动。引导组件44可以是滑块机构或其他能与导轨产生相对位移的机构。

如图3所示，导流罩收放装置也可以包括固定机构5。固定机构5安装在车辆的前保险杠的下唇处，由驱动装置2控制，用于固定和松脱引导组件44(参见图4)。导流罩成型装置22包括支撑机构6和导向机构7。支撑机构6设置在所述车辆的发动机散热格栅处，与车辆的前保险杠平行。支撑机构6宽度与主体41(参见图4)宽度一致，用于支撑展开后的导流罩4。导向机构7设置在车辆的机罩内，与支撑机构6固定连接，由驱动装置2控制，用于推出和收回支撑机构6。支撑机构6可以为支撑杆，导向机构7可以为伸缩杆。

控制单元12可手动设定车辆的速度阈值，该速度阈值可根据驾驶人员的驾驶习惯设定，以便提高用户体验。

可选地，当车辆的速度超过速度阈值时，控制单元12控制所述降阻装置13由收起状态变为展开状态。

可选地，当车辆的速度小于速度阈值时，控制单元12控制所述降阻装置13由展开状态变为收起状态。

可选地，速度阈值为80km/h～110km/h。

在本发明的一实施例中，导流装置1中的卷缩器6设置在车辆机罩内，固定机构7安装在所述前保险杠的下唇处，导流罩成型装置22设置在车辆机罩内。在行驶过程中，开启控制单元12，设定车辆展开导流装置1的速度为90km/h。行驶过程中，控制单元12从车载电子控制单元11处读取车辆的当前行驶速度，当车辆行驶速度超过车辆预定速度90km/h时，控制单元12发出信号，控制驱动装置2展开导流装置1。驱动装置2驱动引导组件44沿导轨8向固定机构5方向运动，同时驱动卷缩器3转动。此时，导流罩4沿导轨8运动，直到引导组件44到达固定机构5处，然后驱动装置2驱动固定机构5固定住引导组件44。最后驱动装置2驱动支撑机构6向车前方运动，使导流罩4向前凸起，与车辆原外形形成一个新的流线型导流结构，阻止车辆前方气流通过发动机散热格栅进入到车辆车罩内，同时改变车辆前脸处气体流场分布，以降低车辆风阻系数。

当车辆导流装置1处于展开状态下，车速逐渐降低并小于车辆预定速度90km/h时，控制单元12发出收起信号，控制驱动装置2收起导流装置1。驱动装置2先将导流罩成型装置22收回，然后驱动固定机构5松开导流罩4，最后驱动卷缩器3收回导流罩4，使车辆回到原始造型，保证车辆在低速时的散热需求。

进一步地，控制单元12可根据司机驾驶意图控制导流装置1的收起或展开,司机驾驶意图为车辆处于临时提速状态或临时减速状态。

当导流装置1处于未展开状态时，车辆当前行驶速度突然变大，然后又在短时间后又恢复到提速前的行驶速度。此时，控制单元12判断车辆处于提速状态，不会发出信号，导流装置1仍处于未展开状态。

当导流装置1处于展开状态时，车辆当前行驶速度突然减小，在短时间后又恢复到提速前的行驶速度。此时，控制单元12判断车辆处于临时减速状态，不会发出信号，导流装置1仍处于展开状态。

在一实施例中，当车辆以不超过90km/h的速度行驶，同时导流装置1处于未展开状态时，由于特殊原因，需要提速。在提速过程中，车辆以超过90km/h的速度行驶，行驶时间不超过一分钟后，行驶速度又降到90km/h以下，在此过程中，导流装置1仍处于未展开状态。

当车辆以超过90km/h的速度行驶，同时导流装置1处于展开状态时，由于特殊原因，需要减速。在减速过程中，车辆以小于90km/h的速度行驶，行驶时间不超过一分钟，行驶速度又提高到90km/h以上，导流装置1。

上述情况可避免车辆在行驶过程中由于超车等突发状况下速度频繁发生变化而导致的导流装置1频繁操作，提高用户驾驶体验。

进一步地，控制单元12设有手动开关，通过手动开关可收起或展开导流装置1。

导流装置1处于收起状态时，当车辆速度超过速度阈值时，控制单元12控制所述降阻装置13展开前，发出警告，提醒驾驶人员是否手动展开降阻装置13。

导流装置1处于展开状态时，当车辆速度小于速度阈值时，控制单元12控制降阻装置13收起前，发出警告，提醒驾驶人员是否手动关闭降阻装置13。

作为本发明的控制装置的另一种实施例，卷缩器3可以设置在车辆前保险杠的下唇处，固定机构5设置在车辆机罩内。

本发明的控制装置可以安装在车辆需要改变造型的位置，尤其是在车辆的前端和尾端均可安装该控制装置。

本发明中的另一种实施方式中，导流装置1包括一个能移动的设于车辆机罩内的导流罩4、设置于发动机散热格栅两侧的导轨8和能滑动的设于导轨8上且与导流罩4相连的引导组件44。导轨8的一端固定于车辆机罩内，另一端固定于前保险杠的下唇处。导流罩4沿运动方向的两端分别设置有引导组件44，用于展开和收回导流罩4。导流罩4未展开时，平铺于于车辆机罩内的导轨8处。

进一步地，本发明的控制装置可以和定速巡航系统配合使用，在车辆进入定速巡航时，可同时展开导流装置1；车辆退出定速巡航时，同时收起导流装置1。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种降低车辆风阻系数的控制装置，用于控制车辆在不同的行驶工况下改变车辆造型，包括：

降阻装置(13)，安装在所述车辆的前脸处，用于根据行驶工况展开或收起；和

控制单元(12)，与车载电子控制单元(11)相连，用于采集所述车辆的当前行驶信息并加以处理，在所述车辆高速运行时控制所述降阻装置(13)在所述车辆的前脸处展开形成导流器，以降低车辆在高速运行时的风阻系数，在所述车辆低速运行时控制所述降阻装置(13)收起，以恢复所述车辆的原有造型；

其中，所述车辆处于静止状态或低速运行状态时，所述降阻装置(13)处于收起状态；

所述降阻装置(13)包括：

导流装置(1)，用于改变所述车辆的造型，其中，所述导流装置(1)包括导流罩收放装置(21)和导流罩成型装置(22)；和

驱动装置(2)，与所述导流装置(1)相连，用于给所述导流装置(1)提供动力；

所述导流罩收放装置(21)包括：

卷缩器(3)，用于卷收导流罩(4)，包括与所述车辆的前保险杠平行的横轴(31)和至少两个安装于车辆的机罩内用于固定所述横轴(31)的固定件(32)，所述横轴(31)由所述驱动装置(2)驱动并旋转；

导轨(8)，包括左导轨和右导轨，对应安装在所述车辆的发动机散热格栅的两侧，所述左导轨和所述右导轨的一端用于与所述固定件(32)垂直固定连接，另一端固定于所述车辆的前保险杠的下唇处，所述左导轨、所述右导轨及所述卷缩器(3)装配后呈门框状；

导流罩(4)，可卷绕地和可展开地固定在所述卷缩器(3)上，所述导流罩(4)展开后可在所述前脸处形成一个密闭空间，所述导流罩(4)包括主体(41)、拉出部(42)和导向带(43)，所述主体(41)沿拉出方向的末端固定于所述横轴(31)处，所述主体(41)展开后可覆盖至少部分所述前脸，所述拉出部(42)位于所述主体(41)拉出方向的前端边沿，所述导向带(43)对应设置在所述主体(41)沿拉出方向的两侧,与所述左导轨和所述右导轨活动配合，沿所述左导轨和所述右导轨运动；

所述导流罩成型装置(22)包括：

支撑机构(6)，设置在所述车辆的发动机散热格栅处，与所述车辆的前保险杠平行，所述支撑机构(6)宽度与所述主体(41)宽度一致，用于支撑展开后的所述导流罩(4)；和

导向机构(7)，设置在所述车辆的机罩内，与所述支撑机构(6)固定连接，由所述驱动装置(2)控制，用于推出和收回所述支撑机构(6)。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述导流罩收放装置(21)还包括引导组件(44)，所述引导组件(44)可活动的安装于所述左导轨和所述右导轨处，所述引导组件(44)与所述拉出部(42)固定连接，所述引导组件(44)由所述驱动装置(2)控制，用于引导所述主体(41)沿所述左导轨和所述右导轨运动。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述导流罩收放装置(21)还包括固定机构(5)，安装在所述车辆的前保险杠的下唇处，由所述驱动装置(2)控制，用于固定和松脱所述引导组件(44)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述驱动装置(2)为电驱动装置或液压驱动装置，布置于所述车辆的机罩内，由所述控制单元(12)控制。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制单元(12)可手动设定所述车辆的速度阈值。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，当所述车辆的速度超过所述速度阈值时，所述控制单元(12)控制所述降阻装置(13)由收起状态变为展开状态。

7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，当所述车辆的速度小于所述速度阈值时，所述控制单元(12)控制所述降阻装置(13)由展开状态变为收起状态。

8.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述速度阈值为80km/h～110km/h。

9.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制单元(12)可根据司机驾驶意图控制所述降阻装置(13)的收起或展开,所述司机驾驶意图为所述车辆处于临时提速状态或临时减速状态。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制单元(12)设有手动开关，通过所述手动开关实现收起或展开所述降阻装置(13)。