[發明專利]基于形狀記憶合金的主動變體汽車尾翼機構控制系統及方法

有效

• 申請號: 201710487273.7
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107499398B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 沈傳亮;張永寬;華瑩瑩;葛典典;孫龍;鄭偉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B62D35/00
• 分類號: B62D35/00;B60R16/023
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 朱世林

1.一種基于形狀記憶合金的主動變體汽車尾翼機構控制系統，主要由汽車尾翼（1）和汽車尾氣排氣管（2）組成，其特征在于：

還包括尾翼連續形變產生裝置（3）、汽車環境監測系統（4）、控制系統（5）和尾氣輸送系統（6），所述尾翼連續形變產生裝置（3）與汽車尾翼（1）組合，所述尾氣輸送系統（6）的輸送終端緊靠汽車尾翼（1），汽車環境監測系統（4）與汽車尾翼（1）相連，控制系統（5）由尾氣比例閥系統（7）和主控芯片（8）組成，主控芯片（8）與12V車載直流電源（18）連接，輸入端外接汽車車速信號（23），并且與汽車環境監測系統（4）輸出端連接，主控芯片（8）輸出端與尾氣比例閥系統（7）連接，尾氣比例閥系統（7）內置在尾氣輸送系統（6）中，尾氣輸送系統（6）與汽車尾氣排氣管（2）組合；

所述尾翼連續形變產生裝置（3）由記憶合金絲（11）和復合板材（12）組成，所述記憶合金絲（11）并排鑲嵌在復合板材（12）內部；

所述尾氣比例閥系統（7）由比例閥（15）、比例閥電機（16）和電機控制器（17）組成，主控芯片（8）的輸出端與電機控制器（17）的電信號輸入端連接，電機控制器（17）的電源輸入端通過外接導線與12V車載直流電源（18）連接，電機控制器（17）的輸出端與比例閥電機（16）的輸入端連接，比例閥電機（16）的輸出軸與控制比例閥開合大小的控制裝置（20）連接，所述比例閥（15）安裝在主輸送管道（21）內部。

2.如權利要求1所述的一種基于形狀記憶合金的主動變體汽車尾翼機構控制系統，其特征在于：

所述汽車尾翼（1）由富有彈性的薄鋼板制成的尾翼板（9）和尾翼支架（10）組成，所述尾翼板（9）連接在尾翼支架（10）上。

3.如權利要求1所述的一種基于形狀記憶合金的主動變體汽車尾翼機構控制系統，其特征在于：

所述汽車環境監測系統（4）由溫度傳感器和風速傳感器組成，所述溫度傳感器安裝于尾翼連續形變產生裝置（3）上，溫度傳感器將溫度信號通過導線傳給主控芯片（8），所述風速傳感器安裝于車身，將風速信號通過導線傳給主控芯片（8）。

4.如權利要求1所述的基于形狀記憶合金的主動變體汽車尾翼機構控制系統，其特征在于：

所述尾氣輸送系統（6）由尾氣排氣旁通管、主輸送管道（21）和尾氣輸送支管組成，所述尾氣輸送支管與主輸送管道（21）連接，所述主輸送管道（21）與汽車尾氣排氣管（2）連接，所述尾氣排氣旁通管與汽車尾氣排氣管（2）連接。

5.如權利要求1所述的基于形狀記憶合金的主動變體汽車尾翼機構控制系統，其特征在于：

所述尾氣輸送系統（6）的輸送終端距離汽車尾翼（1）下平面為5mm。

6.如權利要求1至5任一項所述控制系統的控制方法，其特征在于，包括以下實施步驟：

步驟一：風速傳感器檢測相對于汽車的實時風速，并將檢測的實時數據轉換為相應大小的模擬電信號，發送至主控芯片（8）；

步驟二：主控芯片（8）在接收到風速傳感器和汽車車速信號（23）所產生的電信號后，將其轉換為實時風速數據和車速數據，再與主控芯片（8）內設定的相應標準值梯度進行比較，當連續搜集4s數據均穩定在某一標準值梯度范圍內時，主控芯片（8）判定需要啟動控制系統（5），并生成電信號要求比例閥電機（16）打開比例閥（15）到預先設定的對應于標準值梯度的角度；

步驟三：溫度傳感器實時監測記憶合金絲（11）的溫度，當溫度過高時，向主控芯片（8）發出信號，使其關閉比例閥（15），當溫度低于閾值時，溫度傳感器不作任何動作；

步驟四：當步驟一所測數值小于所設標準值的最小值時，主控芯片（8）斷開比例閥電機（16），停止供電，比例閥（15）關閉，尾氣通過尾氣排氣旁通管直接排入大氣；通過記憶合金絲（11）以及復合板材（12）的自行散熱，尾翼連續形變產生裝置（3）不起作用，由于尾翼板（9）自身彈性帶動尾翼連續形變產生裝置（3）以及汽車尾翼（1）恢復到初始形狀。