CN114906238B - 一种汽车尾部主动式可变扩散器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车尾部主动式可变扩散器，包括驱动电机、传动轴和可变机械结构挡板，所述驱动电机通过传动轴控制可变机械结构挡板，可变机械结构挡板水平安装在尾部扩散器的下方，驱动电机的主控芯片接收汽车行车电脑的车速、车轮角度、方向盘角度参数，根据相应参数对可变机械结构挡板进行上下的角度调控。本发明可以增强汽车尾部空气动力学稳定性，从而增强赛用型汽车的高速稳定性，过弯能力，并实现下压力随速、随角度可调，增强赛车性能。可以增加民用车高速行驶时车辆前轮稳定性，提高驾驶者对车辆操控的信心，提高车辆安全性，同时减轻高速时后轮因下压力所产生的磨损，增加轮胎使用寿命。

Description

一种汽车尾部主动式可变扩散器

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体是一种汽车尾部主动式可变扩散器。

背景技术

目前，市面常见的汽车尾部扩散器由碳纤维组成，安装在汽车尾部防撞梁下方，包围排气管，常见于赛车上。目的是将汽车底部的高速空气导向汽车尾翼或尾部正上方，从而使汽车地盘的空气速度加快，降低车底气压，从而使周围慢速空气的大气压强将车子牢牢压在地面。

但是目前的尾部扩散器上扬角度不可变，使得扩散器的空气动力学下压力仅能随车速变化，不能随使用场景变化。例如在直线行驶时，高尾部下压力会让车头翘起，使得前轮抓地力下降，车辆变得不稳定。或是在超高速行驶时扩散器产生的下压力过大，使得汽车底盘接触地面，反而封死了底部空气的流动，使得下压力骤然变小，车辆会突然失去下压力后因悬挂弹簧的压缩弹力弹起，出现“海豚跳”效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车尾部主动式可变扩散器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种汽车尾部主动式可变扩散器，包括驱动电机、传动轴和可变机械结构挡板，所述驱动电机通过传动轴控制可变机械结构挡板，可变机械结构挡板水平安装在尾部扩散器的下方，驱动电机的主控芯片接收汽车行车电脑的车速、车轮角度、方向盘角度参数，根据相应参数对可变机械结构挡板进行上下的角度调控。

作为本发明的进一步技术方案：所述可变机械结构挡板为整体结构。

作为本发明的进一步技术方案：所述可变机械结构挡板根据扩散器的形状定制。

作为本发明的进一步技术方案：当电机主控芯片检测到车辆处于高速、直线行驶时，即车轮角度为0~5度之间，可变机械结构挡板放平，将尾部扩散器区域遮挡。

作为本发明的进一步技术方案：当主控芯片检测到车辆处于低速形式时、或车辆处于高速但前轮角度>5度时，判定车辆此时需要高下压力，因此将用驱动电机将底部水平挡板抬起，与扩散器保持相同角度。

作为本发明的进一步技术方案：所述电机主控芯片按每厘秒进行数据采样。

作为本发明的进一步技术方案：所述电机主控芯片包括前级芯片和主控芯片，汽车通电/启动时，行车电脑通电开机，扩散器电机、控制板通电开机，主控启动对电机、扩散器位置进行上电自检，自检内容主要包含扩散器挡板起始位置、是否卡死、电机工作电压电流等参数，自检通过则由前级芯片开始对行车电脑参数进行捕获、过滤、降频后输出给电机主控芯片，自检不通过则主控对控制板进行看门狗重启，进行三次循环上电自检，如果依然无法通过，则将错误信息和错误信息和错误码报给行车电脑，最终显示在汽车LCD上，告知用户。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明不仅可以用单电机调整整个扩散器角度，还可以采用多个电机对车尾部扩散器角度进行左右分区调控，实现左转弯时左侧下压力>右侧，反之亦然，从而抑制车辆在过弯时因离心力产生的左右姿态摆动。另外，本发明还可以通过检测前轮转向角度判定车辆是否处于直线行驶，从而在直线上彻底关闭扩散器，减小直线上的尾部下压力，减小车轮的摩擦力，增加车轮胎寿命和汽车前轮稳定性。

附图说明

图1为本发明的整体原理图；

图2为主动扩散器的上电逻辑图；

图3为扩散器电机主控MCU控制逻辑图。

图中：1-驱动电机、2-传动轴、3-可变机械结构挡板、4-尾部扩散器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参照图1,一种汽车尾部主动式可变扩散器，包括驱动电机1、传动轴2和可变机械结构挡板3，所述驱动电机1通过传动轴2控制可变机械结构挡板3，可变机械结构挡板3水平安装在尾部扩散器4的下方，驱动电机1的主控芯片接收汽车行车电脑的车速、车轮角度、方向盘角度参数，根据相应参数对可变机械结构挡板3进行上下的角度调控。

当电机主控芯片检测到车辆处于高速、直线行驶时（即车轮角度为0~5度之间，基本处于前进状态），车辆尾部扩散器水平挡板放平，将扩散器区域遮挡，使得空气可以从地盘直接通过，减小地盘的伯努利流体力学效应，汽车底部空气不会被扩散器向后上方吹出，从而减小直线上的尾部下压力，使得车辆车头和车尾下压力保持均衡，四轮受力均匀，延长轮胎寿命，增加牵头轮胎抓地力和稳定性。

当主控芯片检测到车辆处于低速形式时、或车辆处于高速但前轮角度>5度时，判定车辆此时需要高下压力，因此将用驱动电机将底部水平挡板抬起，与扩散器保持相同角度，使得车尾部空气可以被向后上方吹出，在车尾部形成低压区，增加车尾部下压力，尤其可以改善后驱车型在低速或高速过弯时后驱动轮的抓地力，使得车尾部更加稳定。

同时考虑到当前汽车行车电脑的检测时间往往都在毫秒甚至微秒级别，如果直接将信号传输给扩散器挡板电机有可能导致电机高速摆动，从而使扩散器高速上下运动，产生涡流、乱流影响尾部空气动力，因此本发明在电机主控芯片的代码上对汽车行车电脑的数据进行了过滤，将按每厘秒进行数据采样，减少扩散器挡板上下摆动的频率，稳定尾部气流。

实施例二：

请参照图3,

对主动扩散器的上电逻辑进行了展示。主控板将由2部分组成：前级芯片+主控芯片。汽车通电/启动时，行车电脑通电开机，扩散器电机、控制板通电开机，主控启动对电机、扩散器位置进行上电自检，自检内容主要包含扩散器挡板起始位置、是否卡死、电机工作电压电流等参数。自检通过则由前级芯片开始对行车电脑参数进行捕获、过滤、降频后输出给电机主控芯片。自检不通过则主控对控制板进行看门狗重启，进行三次循环上电自检，如果依然无法通过，则将错误信息和错误信息和错误码报给行车电脑，最终显示在汽车LCD上，告知用户。

在图3所示中，主要展示了扩散器电机主控MCU控制逻辑。主控MCU将从前级芯片接收到的参数进行判断，如果在预设限值内，则证明输入信号合法，否则将丢弃参数，重新检测。如果多次检测前级芯片的输入信号超限，则主控芯片重新进行上电自检，并报错误码至行车电脑，显示在汽车LCD上告知用户。

如果信号合法，则主控将对应的前轮转向角、车速、其他参数（如有可变尾翼则计算尾翼角度等）进行计算。如果判断当前处于非驻车状态（例如速度>5km/h），则将计算电压输出至控制电机，随后电机将启动并调整扩散器挡板至相应位置。

以上操作结束后主控返回对前级芯片参数捕获阶段，进行循环检测，频率为厘秒级以确保操动电机不会短时间内频繁动作导致挡板翼尖产生涡流，破坏车辆尾部地盘空气动力学。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种汽车尾部主动式可变扩散器，包括驱动电机、传动轴和可变机械结构挡板，其特征在于，所述驱动电机通过传动轴控制可变机械结构挡板，可变机械结构挡板水平安装在尾部扩散器的下方，驱动电机的主控芯片接收汽车行车电脑的车速、车轮角度、方向盘角度参数，根据相应参数对可变机械结构挡板进行上下的角度调控，所述可变机械结构挡板根据扩散器的形状定制，当电机主控芯片检测到车辆处于高速、直线行驶时，即车轮角度为0～5度之间，可变机械结构挡板放平，将尾部扩散器区域遮挡，当主控芯片检测到车辆处于低速行驶时，或车辆处于高速但前轮角度>5度时，判定车辆此时需要高下压力，因此将用驱动电机将可变机械结构挡板抬起，与扩散器保持相同角度，所述电机主控芯片按每厘秒进行数据采样，电机主控板包括前级芯片和主控芯片，汽车通电/启动时，行车电脑通电开机，扩散器电机、控制板通电开机，主控启动对电机、扩散器位置进行上电自检，自检内容主要包含可变机械结构挡板起始位置、是否卡死、电机工作电压电流参数，自检通过则由前级芯片开始对行车电脑参数进行捕获、过滤、降频后输出给电机主控芯片，自检不通过则主控对控制板进行看门狗重启，进行三次循环上电自检，如果依然无法通过，则将错误信息和错误码报给行车电脑，最终显示在汽车LCD上，告知用户。

2.根据权利要求1所述的一种汽车尾部主动式可变扩散器，其特征在于，所述可变机械结构挡板为整体结构。

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