汽车车身行驶稳定性的控制系统、控制方法以及汽车

技术领域

本发明属于汽车控制技术领域，更具体的，涉及一种汽车车身行驶稳定性的控制系统、控制方法以及汽车。

背景技术

近年来汽车的主动安全控制备受关注，尤其是在汽车智能驾驶和自动驾驶的背景下，汽车稳定控制系统经过不断发展极大地提升了汽车行驶的安全性能。

高速行驶的汽车当面对强侧风时，尾部迎风侧会形成较强的流向拖拽涡，在产生流向拖拽涡一侧车尾窗会形成相对另一侧车尾窗更强的负压区，汽车车身产生旋转力矩，车速越高，该旋转力矩越大，其对汽车行驶稳定性，尤其是对冰雪等湿滑路面情况，具有很大的安全隐患。

现有技术中，为了消除旋转力矩所产生的影响，多采用增加汽车抓地力的稳定性控制技术，该技术的主要缺陷在于会大幅增加汽车轮胎滚动的摩擦力，不利于汽车的节能、续航。

基于此，本身请提供一种汽车车身行驶稳定性的控制系统、控制方法以及汽车。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种汽车车身行驶稳定性的控制系统、控制方法以及汽车，通过主动吹气的方式，降低产生旋转力矩一侧尾窗附近的表面压强，实现车尾两侧的阻力平衡，消除侧风作用于汽车上的旋转力矩，进而提高汽车行驶的稳定性和安全性。

一方面，本发明提供了一种汽车车身行驶稳定性的控制系统，包括：

汽车尾流控制器；

压力监测装置；

储气装置；以及

两组吹气装置；

压力监测装置包括用于测量车身后背两侧压力值的至少两个传感器，至少两个传感器所产生压力值信号发送至汽车尾流控制器；

储气装置至少包括储气罐、为储气罐供气的气泵、以及控制气泵启闭的充气开关；

两组吹气装置对向分布在车身后背的两侧，吹气装置至少包括具有吹气孔的吹气机构、供气管、以及调整吹气机构中吹气孔的吹气角度的驱动器；汽车尾流控制器根据所获取的压力值信号与汽车的行驶速度调整吹气装置的吹气角度。

在本发明的上述技术方案中，储气装置用于储存具有一定量压力的气体，汽车尾流控制器通过充气开关开启或者关闭气泵，为储气罐提供气体；吹气装置用于进行主动吹气，以降低产生该位置的表面压强，实现车尾两侧的阻力平衡。

其中，汽车尾流控制器根据所获取的压力值信号判定是否需要进行主动吹气过程，即在汽车尾流控制器中设置有设定阈值，当两侧的压力值信号超过设定阈值后，汽车尾流控制器根据压力值信号并同时根据汽车的行驶速度调整吹气装置的吹气角度，以进行降低产生该位置的表面压强。

根据本发明的另一种具体实施方式，汽车尾流控制器通过控制储气罐的压力值调整吹气装置的吹气强度，吹气强度的变化可以快速降低产生旋转力矩一侧位置区域内的表面压强，本方案中吹气强度通过储气罐的压力值大小进行控制，在本发明的其他方案中还可以设置例如调压阀等部件进行实现。

根据本发明的另一种具体实施方式，吹气机构包括圆管、支撑圆管的支座，其中，吹气孔布置在圆管上并与供气管相连通，圆管通过支座安装在车身后背上并在驱动器的驱动下改变吹气角度。

具体的，吹气孔的布置方式优选为按列排布，即同时设置多个吹气孔，多个吹气孔按列排布在圆管上，通过与圆管相连接的供气管相通，在需要吹气时，形成多股平行的气流(持续吹气或者采用脉冲射流)，以完成喷射过程或者持续吹气过程。

根据本发明的另一种具体实施方式，支座为圆筒状，圆管内嵌于支座内并能够相对支座进行自转，其中，在支座上设置有多组角度不同并与吹气孔相匹配的吹气通道。

本方案中，通过圆管的自转，出气孔与不同角度位置的吹气孔相配合以完成主动吹气的过程，优选的，多组角度不同的吹气通道之间存在一定间隔，吹气孔转动至上述间隔时会被支座的壁堵住而不能进行主动吹气的过程。

根据本发明的另一种具体实施方式，还可以增设吹气开关以控制开启或者关闭主动吹气的过程。

根据本发明的另一种具体实施方式，吹气孔的吹气方向为朝向汽车的行驶方向的内侧，具体的，吹气孔的吹气方向为朝向汽车的行驶方向的内侧后方，这里的内侧是指以车头为前方、车身的左侧或者右侧，与汽车行驶相垂直的方向为0°方向，与汽车行驶相反的方向为90°方向。

另一方面，本发明提供了一种汽车车身行驶稳定性的控制方法，包括以下步骤：

提供至少两个传感器分别测量汽车车身后背面两侧的压力值；

提供能够产生一定压力气体的储气装置；

提供具有可调吹气方向的吹气装置；

允许汽车尾流控制器获取汽车车身后背面两侧的压力值；

允许汽车尾流控制器获取汽车的行驶速度；

当两侧的压力值的差值超过设定阈值后，汽车尾流控制器控制储气装置向吹气装置供气，并同时根据压力值差值的大小与行驶速度控制吹气装置的吹气角度与吹气强度。

根据本发明的另一种具体实施方式，在储气装置与吹气装置之间设置供气管，在供气管设置有用于调节流量的调节阀。

根据本发明的另一种具体实施方式，吹气装置的吹气角度至少具有朝向汽车行驶方向的内侧的主分量，其中，吹气角度至少具有朝向汽车行驶方向内侧的第一吹气方向，为了便于制造及安装，吹气装置可以偏置，即允许其具有较小的、非朝向汽车行驶方向内侧的次分量。

根据本发明的另一种具体实施方式，吹气装置以脉冲射流的方式朝向指定方向吹出气体。

再一方面，本发明提供了一种汽车，包括前述的汽车车身行驶稳定性的控制系统。

本发明具备以下有益效果：

本发明通过主动吹气的方式调整车尾两侧的阻力平衡，消除侧风作用于汽车上的旋转力矩，进而提高汽车行驶的稳定性和安全性，而且本发明不会大幅增加汽车的轮胎滚动摩擦力，具有节能高效、延长续航里程等优点。

此外，本发明的吹气装置能够调整吹气角度与吹气强度，能够更快速的消除侧风作用于汽车上的旋转力矩，在不同车况情形下均可以做出快速的反应，汽车行驶的稳定性更佳。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明汽车车身行驶稳定性的控制系统的框架示意图；

图2是本发明汽车车身行驶稳定性的控制系统的气路流程图；

图3是本发明汽车车身行驶稳定性的控制系统中吹气机构的示意图；

图4是本发明汽车车身行驶稳定性的控制系统中圆管的结构示意图；

图5是本发明汽车车身行驶稳定性的控制系统中支座的结构示意图。

具体实施方式

一种汽车车身行驶稳定性的控制系统，，包括汽车尾流控制器10、压力监测装置20、储气装置30、两组吹气装置40。

如图1所示，压力监测装置20包括至少两个传感器21，至少两个传感器21分别设置在车身后背两侧用于直接测量车身后背两侧的压力值，至少两个传感器21所产生压力值信号发送至汽车尾流控制器10。

如图2所示，储气装置30包括储气罐31、气泵32、充气开关33，储气罐31用作储存一定压力的气体，气泵32用于向储气罐31进行供气，充气开关33用作控制气泵32的启闭。

在其他示例中储气罐31出口处还可以设置有稳压阀，以使得储气罐31 能够排出稳定压力、流速的气流。

两组吹气装置40对向分布在车身后背的两侧，如图2所示，吹气装置40至少包括具有吹气孔41的吹气机构42、供气管43、以及调整吹气机构 42中吹气孔41的吹气角度的驱动器44，吹气机构42包括圆管421、支撑圆管421的支座422，其中，吹气孔41布置在圆管421上并与供气管43相连通，圆管421通过支座422安装在车身后背上，驱动器44安装在支座422上，用于驱动圆管421进行自转。

优选的，本示例中的驱动器44采用伺服电机。

其中，为了简化结构，本示例采用内外双层管嵌套的方式布置圆管421 与支座422，如图5所示，支座422为圆筒状，圆管421内嵌于支座422内，在驱动器44的驱动下圆管421能够相对支座422进行自转。

进一步地，如图4、图5所示，圆管421上设置有多个呈一列分布的吹气孔41，支座422上设置有多组角度不同并与吹气孔41相匹配的吹气通道 45，例如设置角度不同的三组吹气通道45，圆心管的自转能够改变其上的吹气孔41的位置，进而实现从不同的吹气通道45中进行主动吹气。

具体的，多组角度不同的吹气通道45之间存在一定间隔，吹气孔41 转动至上述间隔时会被支座422的壁堵住而不能进行主动吹气的过程。

其中，本示例中还设置有仪表显示器50，汽车尾流控制器10通过获取仪表显示器50所显示的充气压力，进行自动或者手动开启或者关闭充气开关33。

本示例控制系统的一种实时调整过程为：

汽车行驶时，汽车尾流控制器10根据压力监测装置20中的传感器21 所监测的数据、结合当前的汽车行驶速度进行判定是否需要开启吹气装置 40，当汽车行驶速度超过设定阈值(即在高速行驶下才启用吹气装置40) 并且车身后背两侧出现压力差时，汽车尾流控制器10控制开启压力较小一侧的吹气装置40，同时开启驱动器44驱动圆管421自转至合适的角度，开始主动吹气以加强压力较小一侧的尾流强度，减少车身后背两侧的压力差。

在上述过程中，可以根据汽车行驶速度与压力差进行协同控制吹气装置40的吹气强度、吹气角度，具体是依据行驶速度越快、压力差越大，吹气强度越高，以持续保证车身的稳定性。

通过汽车中央计算处理元件进行汽车尾部两侧压差的实时监测，通过压差的正负来控制两侧的吹气装置40的工作，如当压差为正时(汽车尾部左侧压力小于右侧，即车尾左侧形成较大回流区)，此时右侧吹气孔41工作，减小右侧压力，使汽车尾部左右压力保持平衡。反之，则左侧吹气孔工作。吹气的角度和吹气量则是通过阈值触发方法来控制，当压差超过设定阈值25％(即当高压侧压力是低压侧的1.25倍时)，不足50％时，吹气角度为90°，吹气量为最大吹气量的25％；当压差超过设定阈值50％但不足 100％时，吹气角度为45°，吹气量为最大吹气量的50％；当压差超过设定阈值100％时，吹气角度为0°，吹气量为最大吹气量。

一种汽车车身行驶稳定性的控制方法，包括以下步骤：

提供至少两个传感器21分别测量汽车车身后背面两侧的压力值；

提供能够产生一定压力气体的储气装置30；

提供具有可调吹气方向的吹气装置40；允许汽车尾流控制器10获取汽车车身后背面两侧的压力值；

允许汽车尾流控制器10获取汽车的行驶速度；

当两侧的压力值的差值超过设定阈值后，汽车尾流控制器10控制储气装置30向吹气装置40供气，并同时根据压力值差值的大小与行驶速度控制吹气装置40的吹气角度与吹气强度。

其中，本示例还可以在储气装置30与吹气装置40之间设置供气管43，在供气管43设置调节阀，以进行流量的调节。

本示例中吹气装置40的吹气角度至少具有朝向汽车行驶方向的内侧的主分量，其中，吹气角度至少具有朝向汽车行驶方向内侧的第一吹气方向，为了便于制造及安装，吹气装置40可以偏置，即允许其具有较小的、非朝向汽车行驶方向内侧的次分量。

具体的，吹气装置40以脉冲射流的方式朝向指定方向吹出气体，以快速减少车身后背两侧的压力差。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。