CN209553333U - 一种导流罩智能调节系统及自调节导流罩和车辆 - Google Patents

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李锐
王星
武萌
王剑峰
王瀚州
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Abstract

本实用新型涉及一种导流罩智能调节系统及自调节导流罩和车辆，该系统包括控制器、电控导流罩和传感器，传感器包括空速管、后摄像头和超声波测距器，控制器位于驾驶室内部，用于存储和处理传感器的数据，从而控制电控导流罩；电控导流罩安装于驾驶室周围，通过所述控制器调节角度；空速管安装在驾驶室顶部迎风处，用于测量空速；后摄像头安装在所述电控导流罩后端，用于监测电控导流罩调节位置；超声波测距器安装在驾驶室后部，用于测量驾驶室和货箱的距离，同时也用于检测是否空载。该导流罩智能调节系统及自调节导流罩和车辆可达到降风阻、降油耗的作用。

Description

一种导流罩智能调节系统及自调节导流罩和车辆
技术领域
本实用新型涉及导流罩调节系统及导流罩和车辆，特别是一种导流罩智能调节系统及自调节导流罩和车辆。
背景技术
目前载货汽车为了降低风阻，节省油耗，一般都使用了车顶导流罩。车辆行驶时迎风气流沿驾驶室表面流过，在驾驶室后端因曲面转折较大，气流离开驾驶室表面形成乱流1，产生阻力，如图1所示，在此区域形成乱流1从而形成风阻。在空载或货箱高度低于驾驶室时在驾驶室后端安装一个导流罩2，使来自车顶的气流平滑过渡到车辆尾部，减少乱流1区域的空间，如图2所示，乱流1区域减小，从而实现降阻。然而现有的车顶导流罩为固定式或手动调节式，因此调节不便或无法实现最优的降风阻效果。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提出一种导流罩智能调节系统，该系统包括控制器、电控导流罩和传感器，所述传感器包括空速管、后摄像头和超声波测距器，其中，所述控制器位于驾驶室内部，用于存储和处理所述传感器的数据，从而控制所述电控导流罩；所述电控导流罩安装于驾驶室周围，通过所述控制器调节角度；所述空速管安装在驾驶室顶部迎风处，用于测量空速；所述后摄像头安装在所述电控导流罩后端，用于监测所述电控导流罩调节位置；所述超声波测距器安装在驾驶室后部，用于测量驾驶室和货箱的距离，同时也用于检测是否空载。
在一种实施方式中，所述导流罩智能调节系统根据试验数据、实时数据和/或经过机器学习而得出的数据对所述电控导流罩进行控制，从而达到降风阻、降油耗。
在一种实施方式中，所述传感器还包括位于所述电控导流罩底部的导流罩位置传感器，用于精确监测所述电控导流罩调节的高度。
在一种实施方式中，所述控制器为无线控制。
在一种实施方式中，所述电控导流罩安装于驾驶室顶部或后部，所述电控导流罩安装于驾驶室顶部时，用于货箱高度高于驾驶室顶部时减少风阻；所述电控导流罩安装于驾驶室后部时，用于货箱高度低于驾驶室顶部时减少风阻。
在一种实施方式中，所述电控导流罩为两个，一个安装于驾驶室顶部，一个安装于驾驶室后部。
在一种实施方式中，所述电控导流罩为可通过机械、液压、气压进行调节的硬质导流罩，或充气式软质导流罩，当空速不大于60km/h时，导流罩折叠在驾驶室后端，当空速大于60km/h时，导流罩展开。
一种自调节导流罩，其具有上述的导流罩智能调节系统。
一种车辆，其具有上述的自调节导流罩。
本实用新型的导流罩智能调节系统以及自调节导流罩和车辆，对驾驶室和货箱的相对位置、空速、瞬时油耗等参数，通过数据标定或机器学习自动调节导流罩角度，从而实现降风阻、降油耗的作用，从而提高车辆的经济性。
附图说明
图1为无导流罩时驾驶室后部乱流形成风阻的示意图；
图2为空载或货箱高度低于驾驶室顶部时导流罩示意图；
图3为货箱高度高于驾驶室顶部时导流罩示意图；
图4为货箱高度高于驾驶室顶部时导流罩角度调节局部放大示意图；
图5为货箱高度高于驾驶室顶部时导流罩实际角度局部放大示意图；
图6为车顶导流罩智能调节系统结构示意图；
图7为车顶导流罩智能调节系统后摄像头监测局部放大示意图；
图8为后摄像头监测画面放大示意图；
其中：1—乱流；2—导流罩；3—驾驶室；4—货箱；5—货箱转折点；6—后摄像头；7—空速管；8—超声波测距器；α、β—导流罩与驾驶室的角度；l—驾驶室后端距货箱的距离；v—空速。
具体实施方式
图2为空载或货箱4高度低于驾驶室3顶部时导流罩2示意图。图中α为导流罩2与驾驶室3后端的角度，在0°～90°调节，v为空速，当空速较低时导流罩折叠在驾驶室后端，当车辆持续高速行驶(例如空速大于60km/h)，导流罩展开到适当的角度以降低风阻。在车辆使用前先启用机器学习，在一段稳定的平直路面使车辆定速巡航，同时将导流罩缓缓打开，同时记录导流罩的张开角度α和空速v以及瞬时油耗的变化，生成一条瞬时油耗变化曲线。然后在以5km/h或10km/h的增量直至最高设计时速分别测量多条油耗变化曲线，最后得到一条最佳工作区间，待机器学习完成后，车辆可以根据不同的时速将导流罩2的张开角度在最佳工作区间调节。
如图3所示，一种导流罩智能调节系统、自调节导流罩及车辆，该系统包括控制器、电控导流罩2和传感器，所述传感器包括空速管7、后摄像头6和超声波测距器8，其中，所述控制器位于驾驶室内部，用于存储和处理所述传感器的数据，从而控制所述电控导流罩2；所述电控导流罩安装于驾驶室3周围，其为电动推杆电机驱动，通过所述控制器控制电机的旋转圈数，根据电机的旋转圈数来调节所述电动推杆伸长范围，从而调节电控导流罩2的角度；所述空速管7安装在驾驶室3顶部迎风处，用于测量空速；所述后摄像头6安装在所述电控导流罩2后端，用于监测所述电控导流罩2调节位置；所述超声波测距器8安装在驾驶室后部，用于测量驾驶室3和货箱4的距离，同时也用于检测是否空载。
所述导流罩智能调节系统根据试验数据标定或实时数据、大数据经过机器学习对所述电控导流罩进行控制，从而达到降风阻、降油耗。
在一种实施方式中，所述传感器还包括位于所述电控导流罩底部的导流罩位置传感器，用于精确监测所述电控导流罩调节的高度。
在一种实施方式中，所述控制器可以为无线控制。
在一种实施方式中，所述电控导流罩安装于驾驶室顶部，用于货箱高度高于驾驶室顶部时减少风阻。
在一种实施方式中，所述电控导流罩安装于驾驶室后部，用于货箱高度低于驾驶室顶部时减少风阻。
在一种实施方式中，所述电控导流罩为两个，一个安装于驾驶室顶部，一个安装于驾驶室后部。
在一种实施方式中，所述电控导流罩为可通过机械、液压、气压进行调节的硬质导流罩，或充气式软质导流罩，当空速不大于60km/h时，导流罩折叠在驾驶室后端，当空速大于60km/h时，导流罩展开到适当的角度以降低风阻。
一种导流罩智能调节方法，其具有上述的自调节导流罩，在车辆使用前先启用机器学习，在一段稳定的平直路面使车辆定速巡航，同时将导流罩缓缓打开，同时记录导流罩的张开角度和空速以及瞬时油耗的变化，生成一条瞬时油耗变化曲线；然后再以5km/h或10km/h的增量直至最高设计时速分别测量多条油耗变化曲线，最后得到一条最佳工作区间，待机器学习完成后，车辆可以根据不同的时速将导流罩的张开角度在最佳工作区间调节，当换用不同规格的推杆电机需重新进行机器学习，所述控制器对所述传感器的数据进行存储及处理，并控制所述电控导流罩。
图4为货箱4高度高于驾驶室3顶部时导流罩示意图。图中β为导流罩和驾驶室顶盖的角度，调节范围为0°～60°，v为空速，l为驾驶室后端距货箱的距离。
当导流罩2角度调节合适时，气流流到货箱转折点5后到达水平面，此时风阻最低，当角度小时气流冲击到货箱的立面，形成阻力，当角度大时，导流罩2自身引起的阻力增加，如图4所示。
气流流过导流罩后并不会沿着直线前进，而是略有弯曲，当空速不同时其弯曲程度也会有所差异，所以顶部导流罩的最佳调节角度并不在其平面与货箱转折点5相交之处，而是会略向上调节一些，如图5所示，驾驶室与货箱的距离l也会影响这条气流曲线和货箱转折点5的交点。
当车辆接上挂车后牵引车即调节导流罩角度，使其延伸面与货箱转折点5相交，在车辆使用前先启用机器学习，在一段稳定的平直路面使车辆定速巡航，同时缓慢增加导流罩的角度直至最大设计角度，同时记录导流罩的张开角度β和空速v以及瞬时油耗的变化，生成一条瞬时油耗变化曲线。然后在以5km/h或10km/h的增量直至最高设计时速分别测量多条油耗变化曲线，最后得到一条最佳工作区间，再换用不同高度和与驾驶室后端距离不同的货箱进行相同的学习，待机器学习完成后，车辆可以根据不同的时速和不同的挂载将导流罩的张开角度在最佳工作区间调节。
如图6所示，控制器对传感器的数据进行存储及处理，并控制电控导流罩2，所述传感器包括空速管7、后摄像头6和超声波测距器8。空速管7安装在驾驶室顶部迎风处，用于测量空速。超声波测距器8安装在驾驶室3后部，用于测量驾驶室3和货箱4的距离，同时也用于检测是否空载(测距值超过一定范围)。电控导流罩2为电动推杆电机驱动，根据其旋转圈数可以得到其伸长范围(控制器并不读取角度，而是直接通过电机的工作圈数来控制，当换用不同规格的推杆电机需重新进行机器学习)，控制器对各传感器的数据进行存储及处理，并控制电控导流罩2。
其中后摄像头6安装在导流罩2后端，如图7、8所示，通过其画面提取出货箱转折点5的位置，当其位于正中位置，则表明导流罩2对齐了货箱转折点5。
本实用新型的导流罩智能调节系统以及自调节导流罩和车辆，对驾驶室和货箱的相对位置、空速、瞬时油耗等参数，通过数据标定或机器学习自动调节导流罩角度，从而实现降风阻、降油耗的作用，从而提高车辆的经济性。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种导流罩智能调节系统，其特征在于，该系统包括控制器、电控导流罩和传感器，所述传感器包括空速管、后摄像头和超声波测距器，其中，
所述控制器位于驾驶室内部，用于存储和处理所述传感器的数据，从而控制所述电控导流罩；
所述电控导流罩安装于驾驶室周围，通过所述控制器调节角度；
所述空速管安装在驾驶室顶部迎风处，用于测量空速；
所述后摄像头安装在所述电控导流罩后端，用于监测所述电控导流罩调节位置；
所述超声波测距器安装在驾驶室后部，用于测量驾驶室和货箱的距离，同时也用于检测是否空载。
2.根据权利要求1所述的导流罩智能调节系统，其特征在于，所述导流罩智能调节系统根据试验数据、实时数据和/或经过机器学习而得出的数据对所述电控导流罩进行控制。
3.根据权利要求1所述的导流罩智能调节系统，其特征在于，所述传感器还包括位于所述电控导流罩底部的导流罩位置传感器，用于精确监测所述电控导流罩调节的高度。
4.根据权利要求1所述的导流罩智能调节系统，其特征在于，所述控制器为无线控制。
5.根据权利要求1所述的导流罩智能调节系统，其特征在于，所述电控导流罩安装于驾驶室顶部或后部，所述电控导流罩安装于驾驶室顶部时，用于货箱高度高于驾驶室顶部时减少风阻；所述电控导流罩安装于驾驶室后部时，用于货箱高度低于驾驶室顶部时减少风阻。
6.根据权利要求1所述的导流罩智能调节系统，其特征在于，所述电控导流罩为两个，一个安装于驾驶室顶部，一个安装于驾驶室后部。
7.根据权利要求1所述的导流罩智能调节系统，其特征在于，所述电控导流罩为可通过机械、液压、气压进行调节的硬质导流罩，或充气式软质导流罩，当空速不大于60km/h时，导流罩折叠在驾驶室后端，当空速大于60km/h时，导流罩展开。
8.一种自调节导流罩，其特征在于，其具有根据权利要求1～7任一项所述的导流罩智能调节系统。
9.一种车辆，其特征在于，其具有根据权利要求8所述的自调节导流罩。
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