【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于汽车尾翼，具体涉及一种电动可调汽车尾翼及其控制方法。
技术介绍
1、汽车尾翼又称“汽车扰流板”，属于汽车空气动力套件中的一部分，主要作用是在高速行驶状况下有效控制气流下压力，相应减小汽车尾部升力，并使风阻力系数相应降低。从而，使汽车在高速行驶状况下具有更好的抓地力，并显著提高汽车的高速行驶稳定性。同时，风阻系数的降低也意味着汽车燃油消耗率下降，燃油经济性提高。
2、目前，大多数尾翼安装后结构与角度固定，不可调节；而汽车在行驶过程中，在低速、中速、高速等不同工况下，空气的阻力系数和升力系数是不同的，且风阻流道也会产生变化。因此，不同的风速风向对汽车行驶造成的影响也是不同的。传统的汽车尾翼因其安装角度固定，不可调整，使其在复杂多变的工况下难以起到有效的作用。
3、为使汽车尾翼和汽车适应不同工况的行驶条件，电动可调汽车尾翼应运而生。电动可调尾翼根据空气动力学的原理，在不同工况下调节为最佳的尾翼攻角，即在该尾翼攻角下保证最佳的风阻系数及提供足够的下压力。
4、现有的可调汽车尾翼，其翼板大多是整体式调节的翼板，因而其只能针对汽车行驶方向的迎风风向进行调节，不能针对侧风、偏向风进行调节。如此，虽然能在迎风工况下提供足够的下压力，保证行驶稳定性，但可能造成阻力系数增大，油耗增加的后果。
5、随着汽车行业的发展，新兴的新能源汽车对燃油经济性和行驶稳定性提出了更高的标准，对汽车零部件的功能提出了更高的要求。本领域目前急需研发一款新型应用于新能源汽车上的新型电动可调汽车尾翼，使其兼顾稳定
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于针对汽车高速行驶的情况，提供一种电动可调汽车尾翼，还提供了一种上述电动可调汽车尾翼的控制系统与方法，以解决汽车尾翼可根据高速情况下加速、匀速、紧急制动和有横向风的工况分别做出针对性的调节，在保证行驶稳定性的同时，也能在一定情况下兼顾汽车减阻，提高燃油经济性的问题，实现改善汽车高速行驶的气动性能的目的。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种电动可调汽车尾翼，主要由主翼1、安装在主翼1两侧的侧翼ⅰ2、侧翼ⅱ3以及位于主翼1下方的两根支撑杆4、底盖5和底座6构成；
4、所述主翼1两侧分别通过一组连接组件与侧翼ⅰ2和侧翼ⅱ3相连，主翼1与侧翼ⅰ2/侧翼ⅱ3之间能够通过销轴的转动而实现相对转动；
5、所述主翼1的下方设有两块与支撑杆4铰链的肋板ⅰ12，主翼1能够相对支撑杆4绕铰链转动；
6、所述支撑杆4固定在底盖5上，底盖5与底座6连接；底盖5与底座6之间的空间装有两组舵机ⅱ10，其分别与两套曲柄ⅱ101及纵拉杆9连接，用于驱动主翼1转动；两块肋板ⅰ12的后端与纵拉杆上端91通过铰链连接，纵拉杆下端92与舵机ⅱ10的曲柄杆ⅱ101通过铰链连接；
7、在主翼1的下方两侧还装有两组舵机ⅰ7，舵机ⅰ7前端连接曲柄ⅰ71的一端，曲柄ⅰ71的另一端通过铰链连接横拉杆8，用于驱动相应的侧翼转动；横拉杆8的另一端与侧翼的下方的肋板ⅱ32通过铰链连接；所述舵机ⅰ7、曲柄ⅰ71、横拉杆8与肋板ⅱ32构成两侧翼的一组驱动机构，两舵机ⅱ10分别对应与两组驱动机构相连，用于驱动主翼1的转动。
8、进一步地，所述每组连接组件均由安装在主翼1上的销轴连接件ⅰ11和安装在侧翼ⅰ2/侧翼ⅱ3上的销轴连接件ⅱ21连接组成。
9、进一步地，所述底盖5上方以及支撑杆4的下方底座上均开有螺纹孔，支撑杆4通过螺钉固定在底盖5上；底盖5的前、后两侧面开有螺纹孔，底盖5通过螺栓与底座6连接；底座6的四角均开有螺栓孔。
10、进一步地，所述底盖5上方开槽，使得纵拉杆下端92可伸入下方壳体与曲柄ⅱ101连接，在驱动主翼1转动过程中，进行上下的运动。
11、进一步地，所述两组舵机ⅱ10自身设有用于固定的肋板，底座6上也设有固定肋板ⅰ61和固定肋板ⅱ62，通过舵机和底座6的固定肋板，用螺钉将舵机ⅱ10固定在底座6上。
12、进一步地，所述主翼1、侧翼ⅰ2、侧翼ⅱ3、横拉杆8、纵拉杆9、两对舵机ⅰ7和两对舵机ⅱ10组成电动可调汽车尾翼的运动部分；所述两组舵机ⅱ10、曲柄ⅱ101、纵拉杆9和固定在主翼1上的肋板ⅰ12共同作为主翼1的驱动机构；舵机ⅱ10转动时，带动曲柄ⅱ101转动，曲柄ⅱ101带动纵拉杆9纵向运动，纵拉杆9穿过底盖5上的运动横槽，拉动肋板ⅰ12绕支撑杆4上的铰链轴转动，使整个翼板共同旋转一个角度；两组舵机ⅰ7、曲柄ⅰ71、横拉杆8和固定在侧翼上的肋板ⅱ32共同作为侧翼的驱动机构；当舵机ⅰ7转动时，将带动曲柄ⅰ71转动，曲柄ⅰ71带动横拉杆8横向运动，横拉杆8连接着肋板ⅱ32带动侧翼转动。
13、进一步地，两侧翼相对主翼板绕销轴连接件ⅰ11和销轴连接件ⅱ21只向下侧同步转动，其可调节的角度在0°-30°之间；主翼1绕支撑杆4铰链轴只从水平方向向上调节，调节角度在0°-20°之间。
14、一种电动可调汽车尾翼的控制系统，包括车速传感器、加速度传感器、风速风向传感器、单片机微控制器和舵机驱动电路板；各传感器均与单片机微控制器相连，用于检测汽车的行驶工况，收集车速信号、加速度信号、风速风向信号，将其传入单片机微控制器；单片机微控制器对信号进行运算处理，根据运算结果发出相关指令传入舵机驱动电路板，舵机驱动电路板驱动舵机ⅰ7/ⅱ10转动相应的角度，带动各传动机构运动，从而带动主翼1和侧翼ⅰ2/侧翼ⅱ3转动相应的角度。
15、一种电动可调汽车尾翼及其控制系统的控制方法，包括以下步骤：
16、a、各传感器检测汽车的行驶工况，收集车速信号、加速度信号、风速风向信号，将其传入单片机微控制器；
17、b、单片机微控制器对信号进行运算处理，判断风速风向是否达到阈值；
18、c、若达到阈值，单片机微控制器发出信号控制舵机转动，使主翼1倾角调节到最大值，侧翼转角为0°；
19、d、若未达到阈值，判断是否需要紧急制动；
20、e、若需要紧急制动，单片机微控制器发出信号控制舵机转动，使主翼1倾角调节到最大值，侧翼转角为0°；
21、f、若不需要紧急制动，判断加速或减速行驶；
22、g、若是加速或减速行驶，判断车速区间，单片机微控制器根据车速大小控制舵机转动，使主翼1调节到相应倾角；判断风速大小，当传感器信号符合匀速行驶工况时，单片机微控制器根据风速大小控制侧翼舵机转动，使侧翼调节到相应转角。
23、进一步地，所述阈值用来界定不同的工况，对加速度信号设定是，当加速度为0或小于一定数值时界定为匀速行驶，当加速度增加到一定范围内时界定为加速工况或非紧急制动的减速工况，当加速度大于一定值时界定为紧急制动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电动可调汽车尾翼，其特征在于：主要由主翼(1)、安装在主翼(1)两侧的侧翼Ⅰ(2)、侧翼Ⅱ(3)以及位于主翼(1)下方的两根支撑杆(4)、底盖(5)和底座(6)构成；
2.根据权利要求1所述的一种电动可调汽车尾翼，其特征在于：所述每组连接组件均由安装在主翼(1)上的销轴连接件Ⅰ(11)和安装在侧翼Ⅰ(2)/侧翼Ⅱ(3)上的销轴连接件Ⅱ(21)连接组成。
3.根据权利要求1所述的一种电动可调汽车尾翼，其特征在于：所述底盖(5)上方以及支撑杆(4)的下方底座上均开有螺纹孔，支撑杆(4)通过螺钉固定在底盖(5)上；底盖(5)的前、后两侧面开有螺纹孔，底盖(5)通过螺栓与底座(6)连接；底座(6)的四角均开有螺栓孔。
4.根据权利要求1所述的一种电动可调汽车尾翼，其特征在于：所述底盖(5)上方开槽，使得纵拉杆下端(92)可伸入下方壳体与曲柄Ⅱ(101)连接，在驱动主翼(1)转动过程中，进行上下的运动。
5.根据权利要求1所述的一种电动可调汽车尾翼，其特征在于：所述两组舵机Ⅱ(10)自身设有用于固定的肋板，底座(6)上也设有固定肋板Ⅰ
6.根据权利要求1所述的一种电动可调汽车尾翼，其特征在于：所述主翼(1)、侧翼Ⅰ(2)、侧翼Ⅱ(3)、横拉杆(8)、纵拉杆(9)、两对舵机Ⅰ(7)和两对舵机Ⅱ(10)组成电动可调汽车尾翼的运动部分；所述两组舵机Ⅱ(10)、曲柄Ⅱ(101)、纵拉杆(9)和固定在主翼(1)上的肋板Ⅰ(12)共同作为主翼(1)的驱动机构；舵机Ⅱ(10)转动时，带动曲柄Ⅱ(101)转动，曲柄Ⅱ(101)带动纵拉杆(9)纵向运动，纵拉杆(9)穿过底盖(5)上的运动横槽，拉动肋板Ⅰ(12)绕支撑杆(4)上的铰链轴转动，使整个翼板共同旋转一个角度；两组舵机Ⅰ(7)、曲柄Ⅰ(71)、横拉杆(8)和固定在侧翼上的肋板Ⅱ(32)共同作为侧翼的驱动机构；当舵机Ⅰ(7)转动时，将带动曲柄Ⅰ(71)转动，曲柄Ⅰ(71)带动横拉杆(8)横向运动，横拉杆(8)连接着肋板Ⅱ(32)带动侧翼转动。
7.根据权利要求1所述的一种电动可调汽车尾翼，其特征在于：两侧翼相对主翼板绕销轴连接件Ⅰ(11)和销轴连接件Ⅱ(21)只向下侧同步转动，其可调节的角度在0°-30°之间；主翼(1)绕支撑杆(4)铰链轴只从水平方向向上调节，调节角度在0°-20°之间。
8.根据权利要求1所述的一种电动可调汽车尾翼的控制系统，其特征在于：包括车速传感器、加速度传感器、风速风向传感器、单片机微控制器和舵机驱动电路板；各传感器均与单片机微控制器相连，用于检测汽车的行驶工况，收集车速信号、加速度信号、风速风向信号，将其传入单片机微控制器；单片机微控制器对信号进行运算处理，根据运算结果发出相关指令传入舵机驱动电路板，舵机驱动电路板驱动舵机Ⅰ(7)/Ⅱ(10)转动相应的角度，带动各传动机构运动，从而带动主翼(1)和侧翼Ⅰ(2)/侧翼Ⅱ(3)转动相应的角度。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种电动可调汽车尾翼及其控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的电动可调汽车尾翼及其控制系统的控制方法，其特征在于：所述阈值用来界定不同的工况，对加速度信号设定是，当加速度为0或小于一定数值时界定为匀速行驶，当加速度增加到一定范围内时界定为加速工况或非紧急制动的减速工况，当加速度大于一定值时界定为紧急制动工况；对车速信号的设定是，当车速小于60Km/h时界定为中低速行驶，当车速大于60Km/h时，每增加5Km/h为一个梯度；对于风速风向传感器，当风速大于一定数值并且风向达到一定角度时，界定为横向风危险工况。
...【技术特征摘要】
1.一种电动可调汽车尾翼，其特征在于：主要由主翼(1)、安装在主翼(1)两侧的侧翼ⅰ(2)、侧翼ⅱ(3)以及位于主翼(1)下方的两根支撑杆(4)、底盖(5)和底座(6)构成；
2.根据权利要求1所述的一种电动可调汽车尾翼，其特征在于：所述每组连接组件均由安装在主翼(1)上的销轴连接件ⅰ(11)和安装在侧翼ⅰ(2)/侧翼ⅱ(3)上的销轴连接件ⅱ(21)连接组成。
3.根据权利要求1所述的一种电动可调汽车尾翼，其特征在于：所述底盖(5)上方以及支撑杆(4)的下方底座上均开有螺纹孔，支撑杆(4)通过螺钉固定在底盖(5)上；底盖(5)的前、后两侧面开有螺纹孔，底盖(5)通过螺栓与底座(6)连接；底座(6)的四角均开有螺栓孔。
4.根据权利要求1所述的一种电动可调汽车尾翼，其特征在于：所述底盖(5)上方开槽，使得纵拉杆下端(92)可伸入下方壳体与曲柄ⅱ(101)连接，在驱动主翼(1)转动过程中，进行上下的运动。
5.根据权利要求1所述的一种电动可调汽车尾翼，其特征在于：所述两组舵机ⅱ(10)自身设有用于固定的肋板，底座(6)上也设有固定肋板ⅰ(61)和固定肋板ⅱ(62)，通过舵机和底座(6)的固定肋板，用螺钉将舵机ⅱ(10)固定在底座(6)上。
6.根据权利要求1所述的一种电动可调汽车尾翼，其特征在于：所述主翼(1)、侧翼ⅰ(2)、侧翼ⅱ(3)、横拉杆(8)、纵拉杆(9)、两对舵机ⅰ(7)和两对舵机ⅱ(10)组成电动可调汽车尾翼的运动部分；所述两组舵机ⅱ(10)、曲柄ⅱ(101)、纵拉杆(9)和固定在主翼(1)上的肋板ⅰ(12)共同作为主翼(1)的驱动机构；舵机ⅱ(10)转动时，带动曲柄ⅱ(101)转动，曲柄ⅱ(101)带动纵拉杆(9)纵向运动，纵拉杆(9)穿过底盖(5)上的运动横槽，拉动肋板ⅰ(12)绕支撑杆(4)上的铰链轴转动，使整个翼板共...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵利飞，张浚宁，胡兴军，刘科，吴慧琳，孟莹，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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