[发明专利]一种基于空气动力学的车辆制动辅助装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及车载汽车电子控制领域，更具体地说，涉及一种用于车辆制动辅助装置。

【背景技术】

在空气动力学上，有法国物理学家贝尔努依证明的一条理论：空气流速的速度与压力成反比。也就是说，空气流速越快，压力越小；空气流速越慢，压力越大。例如飞机的机翼是上面呈正抛物形，气流较快；下面平滑，气流较慢，形成了机翼下压力大于上压力，产生了升力。

汽车在行驶过程中会遇到空气阻力，这种阻力可分为纵向、侧向和垂直上升3个方面的作用力，并且空气阻力与车速平方成正比，所以车速越快，空气阻力就越大。一般情况，当车速超过60km/h时，空气阻力对汽车的影响表现得就非常明显了。如果轿车外型与机翼横截面形状相似，在高速行驶中由于车身上下两面的气流压力不同，下面大上面小，这种压力差必然会产生一种上升力，车速越快压力差越大，上升力也就越大。这种上升力也是空气阻力的一种，汽车工程界称为诱导阻力，约占整车空气阻力的7％，虽然比例较小，但危害很大。其它空气阻力只是消耗轿车的动力，这个阻力不但消耗动力，还会产生承托力危害轿车的行驶安全，因为当轿车时速达到一定的数值时，升力就会克服车重而将车子向上托起，减少了车轮与地面的附着力，使车子发飘，造成行驶稳定性变差。

为了减少轿车在高速行驶时所产生的升力，汽车设计师除了在轿车外型方面做了改进，将车身整体向前下方倾斜而在前轮上产生向下的压力，将车尾改为短平，减少从车顶向后部作用的负气压而防止后轮飘浮外，还在轿车前端的保险杠下方装上向下倾斜的连接板。连接板与车身前裙板联成一体，中间开有合适的进风口加大气流度，减低车底气压，这种连接板称为导流板。在轿车行李箱盖上后端做成像鸭尾似的突出物，将从车顶冲下来的气流阻滞一下形成向下的作用力，这种突出物称为扰流板。还有一种扰流板是人们受到飞机机翼的启发而产生的，就是在轿车的尾端上安装一个与水平方向呈一定角度的平行板，这个平行板的横截面与机翼的横截面相同，只是反过来安装，平滑面在上，抛物面在下，这样车子在行驶中会产生与升力同样性质的作用力，只是方向相反，利用这个向下的力来抵消车身上的升力，从而保障了行车的安全。

车辆在高速行驶时遇到突发状况紧急制动时，车辆制动距离过长，车身稳定性不足，容易发生侧翻等一系列问题。现有的制动辅助技术主要是ABS(Anti-lockBraking System)防抱死制动系统，通过安装在车轮上的传感器发出车轮将被抱死的信号，控制器指令调节器降低该车轮制动缸的油压，减小制动力矩，经一定时间后，再恢复原有的油压，不断的这样循环(每秒可达5～10次)，始终使车轮处于转动状态而又有最大的制动力矩。这样的制动辅助装置成本高，虽然能够使车轮不发生打滑，但制动距离长时间久，如果前方有物体，不易躲过危险。

2012年8月8日公开的公开号为102627099A的中国发明《一种汽车制动辅助系统》，包括微控制器以及为整个系统供电的电源，还包括车速传感器、制动踏板位置传感器、制动踏板角加速传感器、驱动电路、电动机、空气阻流板以及霍尔传感器；其连接方式为：微控制器的输入端分别连接车速传感器、制动踏板位置传感器、制动踏板角加速度传感器以及霍尔传感器，微控制器的输出端依次通过驱动电路、电动机与空气阻流板相连，电动机的输出端连接霍尔传感器。该发明采用车顶上的空气阻流板来进行辅助制动，能有效地减少轮胎与路面之间的摩擦，对路面不产生破坏且延长了轮胎的使用寿命。但是该发明的空气阻流板是直接与电动机连接，由电动机来控制车顶的空气阻流板实现开启或闭合，这样状态下的空气阻流板受力面积更小，在气流的作用下产生的阻力也更小，辅助汽车制动的效果也就不够理想。而本发明是通过步进电机和液压缸来分别控制前后两个扰流板升起并转动一定角度，受力面积更大，使得气流作用在扰流板上产生的阻力也更大，能更好地使车辆制动。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种基于空气动力学的车辆制动辅助装置，通过高速制动时，强大的气流作用在前、后扰流板，在两个扰流板上产生向下和向后的阻力，使车辆瞬间下降一定的速度，加大车辆对地面的附着力，解决了现有技术用于车辆制动时距离长、时间久、稳定性差的问题。

为达成上述目的，本发明是这样实现的：

一种基于空气动力学的车辆制动辅助装置，所述装置包括，ECU(车载电脑)、至少两连杆机构、一固定轴、一前扰流板、一后扰流板、至少两步进电机、至少三液压缸，一车速传感器、一用于采集轮胎转角的转角传感器、至少两用于采集步进电机转动角度的位置传感器和至少三用于采集液压缸升起高度的压力传感器；