CN102452312B - 经由使用单根导线的双向通讯控制遮板 - Google Patents

Abstract

一种用于控制车辆中通过格栅开口的气流的遮板系统包括至少一个窗板。遮板系统还包括一机构，该机构配置为为该至少一个窗板选择全开和全闭位置之间的且包括这两个位置在内的一位置，以控制通过格栅开口的气流。遮板系统还包括与该机构操作性地通讯的从属处理器和经由单根导线与从属处理器双向通讯的主控制器。主控制器适于仅使用单根导线经由从属处理器通过对所述机构发出命令来控制至少一个窗板的位置选择。从属处理器适于仅使用单根导线而对主控制器做出响应。还提供一种控制可调整遮板的操作的方法。<pb pnum="1" />

Description

经由使用单根导线的双向通讯控制遮板

技术领域

本发明涉及经由使用单根导线的双向通讯控制遮板。

背景技术

遮板通常是固体且稳定的用于开口的覆盖物。遮板通常包括框架和安装在框架中的窗板或翼板。

窗板可被固定，即具有相对于框架永久设定的角度。窗板也是可操作的，即具有可相对于框架调节的角度，用于允许期望量的光、空气和/或流体从遮板的一侧通过到另一侧。取决于框架的应用和构造，遮板可被安装为适配在开口中，或与开口重叠。除了各种功能性目的外，特别是在架构方面，遮板还可主要出于装饰的原因使用。

在机动车辆中，遮板可用于控制和引导光和/或空气流到各种车辆部件。因此，这杯可用于增强车辆乘客的舒适性，以及用于各种车辆系统。车辆中这种遮板的控制可被机械地或电机械地实现。

发明内容

一种用于控制车辆中通过格栅开口的气流的遮板系统包括至少一个窗板。遮板系统还包括一机构，该机构配置为为该至少一个窗板选择全开和全闭位置之间的且包括这两个位置在内的一位置，以控制通过格栅开口的气流。遮板系统还包括与该机构操作性地通讯的从属处理器和经由单根导线与从属处理器双向通讯的主控制器，即单根导线连接。主控制器适于仅使用单根导线经由从属处理器通过对所述机构发出命令来控制至少一个窗板的位置选择。从属处理器适于仅使用单根导线而对主控制器做出响应。

主控制器还适于命令所述机构来选择少一个窗板的全开位置、或选择全闭位置或保持当前位置(即维持现状)。因而，所述机构可额外地配置为分别就该至少一个窗板具有打开位置、关闭位置和保持当前位置中的一个情况而对主控制器做出响应。

主控制器还可适于产生请求，用于进行与至少一个窗板的位置有关的、来自所述机构的诊断更新。因而，机构可额外地配置为对该请求提供响应，以提供诊断更新，其中响应表明该至少一个窗板的通过位置、失败位置和中间位置位置中的一种。

车辆可包括内燃发动机和用于冷却发动机的气流。车辆可额外地包括风扇，该风扇配置为选择性地运转和停转，适于将气流通过格栅开口抽入。在这种情况下，主控制器可进一步适于选择性地将风扇运转和停转并根据发动机上的负荷而对机构发出命令。

发动机可被循环流过热交换器的流体冷却。车辆可额外地包括传感器，该传感器适于感测流体的额温度并配置为将该温度发送到主控制器。因而，主控制器可进一步适于根据感测的流体温度对机构发出命令

主控制器可进一步适于检测环境温度并响应于环境温度低于预定值而为至少一个窗板选择并锁定预定位置。

至少一个窗板可布置为与格栅开口成一体或邻近格栅开口。

还提供一种使用遮板系统的车辆。

此外，公开一种经由双向通讯控制遮板系统操作的方法。该方法包括使用单根导线对该机构发出命令以选择至少一个窗板的全开位置并响应于该命令使用单根导线通过该机构来选择至少一个窗板的全开位置。方法还包括命令所述机构选择至少一个窗板的全闭位置并响应于该命令使用单根导线通过所述机构来选择至少一个窗板的全闭位置。方法还包括命令所述机构保持至少一个窗板的当前位置并响应于该命令使用单根导线通过所述机构保持至少一个窗板的当前位置。

方法还可包括使用单根导线请求进行与至少一个窗板的位置有关的诊断更新。方法还可包括响应于该请求使用单根导线提供诊断更新，其中诊断更新包括通过响应、失败响应和中间响应中的一种。

根据该方法，命令所述至少一个窗板打开、关闭、和保持当前位置的每一种操作，和请求诊断更新的操作可通过主控制器实现。进而，根据该方法，对命令做出响应以打开、关闭和保持当前位置的每个操作以及对请求做出响应以提供诊断更新可通过与该机构操作性地连接的从属处理器实现。

本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势将通过用于执行本发明的较佳模式的以下详细描述结合附图而显而易见。

附图说明

图1是具有可调节遮板系统的车辆的部分侧横截面视图，该遮板处于全闭状态；

图2是具有图1所示遮板系统的车辆的部分侧横截面视图，该遮板处于中间状态；

图3是具有图1和2所示的遮板系统的车辆的部分侧横截面视图，该遮板处于全开状态；以及

图4是用于控制图1-3所示的遮板系统的操作的示例性电路示意图；和

图5是用于控制图1-3所示的遮板系统的操作的方法的流程图。

具体实施方式

参考附图，其中，相同的附图标记指代相同的部件，图1-3显示了车辆10的部分侧视图。车辆10被示出为包括格栅开口12，其典型地用筛网覆盖。格栅开口12适用于接收环境空气。车辆10还包括动力传动系，该动力传动系特别通过内燃发动机14表示。车辆10的动力传动系还可包括变速器，且如果车辆是混合动力类型的则还包括一个或多个电动机-发电机，其没有被示出，但其存在是本领域技术人员都理解的。车辆动力传动系的效率大体可被其设计以及通过动力传动系在其操作期间经历的各种负载所影响。

车辆10还包括空气-流体热交换器16，即散热器，用于使由箭头18和20所示的冷却流体(例如水或特别配方的冷却剂)循环流过发动机14，以从发动机去除热量。进入热交换器16的高温冷却剂通过箭头18表示，回到发动机的降温冷却剂通过箭头20表示。热交换器16位于格栅开口12之后，用于保护热交换器不受各种道路携带和空气携带的尘屑影响。如果例如车辆具有后部或中部发动机构造的话，热交换器16还可定位在任何其他位置，诸如在乘客车厢之后，这是本领域技术人员都能理解的。

如图1-3所示，风扇22定位在车辆10中，在热交换器16之后，从而热交换器16定位在格栅开口12和风扇之间。风扇22能够基于发动机14的冷却需求选择性地运转和停转。取决于车辆10的道路速度，风扇22适于产生或增强通过格栅开口12、朝向和通过热交换器16的空气流或气流24。通过风扇22的作用如此进行产生或增强，在降温冷却剂20回到发动机14之前气流24穿过热交换器16以从高温冷却剂18去除热量。风扇22可电气地或机械地被发动机14直接驱动。车辆10还包括冷却剂传感器26，其被构造为感知高温冷却剂18在其离开发动机14时的温度。

因为风扇22被发动机14驱动，所以风扇的尺寸典型地基于最小风扇而确定，其与可用的格栅开口12组合足以在严酷或高负载条件施加于车辆10时冷却发动机。但是典型地，当格栅开口12的尺寸被设定为适于这些严酷负载条件时，格栅开口在车辆上产生明显的空气动力阻力，此阻力导致发动机14的运行效率的损失。另一方面，如果格栅开口12的尺寸基于更高车辆速度时的空气动力学和操作效率需求来选择，则需要在高负载条件下产生足够气流的风扇22的尺寸会很大，从而风扇在发动机14上产生明显的寄生阻力。因此，用于格栅开口12的可调节或可变尺寸将允许风扇22的尺寸用于发动机14上的最小寄生阻力，并且能够满足高的车辆负载冷却需求。同时，这样的可调节格栅开口12将允许选择更小的风扇，其进一步用于增加动力传动系的运行效率。

图1-3还示出了遮板系统30。遮板系统30固定在车辆10中，用于控制通过格栅开口12的气流24。如图所示，遮板系统30定位在在车辆10前部处的格栅开口12之后且紧邻该格栅开口。如图所示，遮板系统30定位在格栅开口12和热交换器16之间。遮板系统30还可被并入到格栅开口12中并与之成一体。遮板系统30包括至少一个窗板，在此示出为具有三个单独的窗板元件或窗板32、34和36，但窗板的数量可以更少或更多。每个窗板32、34和36被构造为在遮板系统30的操作期间绕各自的枢轴线38、40和42旋转，由此有效地控制格栅开口12的尺寸。遮板系统30适于在窗板32-36全闭位置或状态(如图1所示)(含全闭位置)、并经过中间位置(如图2所示)、到全开位置(如图3所示)(含全开位置)之间操作。当窗板32、34和36处于它们的任意打开位置时，气流24在与热交换器16接触之前穿过窗板32-36的平面。

遮板系统30还包括机构44，其被构造为选择用于窗板32-36的、在全开和全闭之间的期望位置(含这两个位置)。机构44被构造为使得窗板32-36相继地旋转，即大体是协调的，并允许窗板旋转到任何可实现位置。机构44可被适于选择和锁定窗板32-36的任何个别的中间位置(一个或多个)，或窗板在全开和全闭之间(含这两个位置)的无限地变化的位置。机构44在被适当装置启动时用于选择窗板32-36的期望位置，这是本领域的技术人员能够理解的，诸如被电动机驱动(未示出)。车辆10还包括主控制器46，其可以是发动机控制器或单独的控制单元，其被构造为调节机构44用于选择窗板32-36的期望位置。主控制器46还可被构造为操作风扇22(如果风扇是电驱动的)、恒温器(未示出)，该恒温器被构造为调节冷却剂的循环流动，这是本领域的技术人员所能理解的。

主控制器46被编程为根据发动机14上的负载并相应地根据传感器26感测的冷却剂温度来调节机构44。高温冷却剂18的温度由于发动机14在负载下产生的热而增加。如本领域的技术人员已知的，发动机上的负载典型地取决于施加在车辆10上的运行状态，诸如上山和/或拉动拖车。发动机14上的负载通常使发动机内部温度升高，这又需要针对期望的性能和可靠性来冷却发动机。在离开发动机14之前，冷却剂在发动机内部流动，以便从关键发动机部件(诸如轴承，没有示出但是为本领域的技术人员所熟知)最有效地去除热量。通常，冷却剂通过流体泵(未示出)而在发动机14和热交换器16之间连续地循环流动。

当窗板32-36全闭时，如图1所示，窗板在格栅开口12处阻挡气流24。当发动机通过格栅开口12的冷却不需要时，具有全闭的窗板32-36的遮板系统30提供用于车辆10的优化的空气动力学性能。遮板系统30还可被主控制器46调节，以通过将窗板32-36旋转到中间位置(如图2所示，其中窗板被部分地关闭)而可变地限制即将到来的气流24进入到热交换器16。窗板32-36的适当的中间位置通过主控制器46并根据编程算法而被选择，以由此影响发动机14的期望冷却。当窗板32-36全开(如图3所示)时，每个窗板被旋转到与气流24平行的位置，力图穿过遮板系统平面。由此，全开窗板32-36被构造为允许这样的空气流大体不受限地通过遮板系统30的窗板平面。

遮板系统30影响发动机14的冷却，且由此还影响通过发动机产生的废气排放。通常，会需要按照各种政府规则和规定监视遮板系统30的操作，如车载诊断标准(On-Board Diagnostic standards：OBD)。如本领域技术人员所知的，OBD标准需要车辆包括针对某些关键系统的自诊断和报告能力。为此，主控制器46被编程为监测遮板系统30的操作，以验证来自主控制器的命令已经造成了来自窗板32-36的所需响应。

因而，当窗板32-36的位置被对机构44产生命令的主控制器46所改变时，该机构适于针对窗板是否已经采取了所命令的位置而向主控制器产生响应。为了产生这种响应，机构44布置为操作性地与从属处理器(slaveprocessor)48通讯。从属处理器48可并入到机构44中或可以是单独的装置。从属处理器48适于仅基于自主控制器46接收的命令经由机构44而改变窗板32-36的位置。此外，主控制器46适于接收来自从属(？)处理器(slaveprocessor)48的与窗板32-36的相应状态有关的讯息。

如图4所示的示例性电路51所示，主控制器46经由单根导线50与从属处理器48通讯，即单根导线连接，从而主控制器和从属处理器适于双向通讯。因而，用于窗板32-26位置选择的命令通过主控制器46实现，该主控制器仅使用单根导线50经由双向通讯而与从属处理器48通讯。同样，从属处理器48适于仅使用同一单根导线50经由双向通讯并就窗板32-36对该命令做出的响应的状态而对主控制器46做出响应。本文所用术语双向通讯是指用同一单根导线50从主控制器46通讯到从属处理器48以及反向通讯。

主控制器46还适于将命令发送到从属处理器48，用于让机构44选择全开，或全闭位置，或全开和全闭位置之间的任何预定中间位置。在适当时候，主控制器46额外地适于将命令发送到从属处理器48，用于让机构44保持窗板32-26的当前位置，即维持现状。从属处理器48还适于分别就窗板32-26已经打开或关闭或已经保持在当前位置的情况而对主控制器46做出响应。

主控制器46还适于将请求发送到从属处理器48用于进行与窗板32-26的位置有关的、来自机构44的诊断更新。此外，从属处理器48可适于提供对来自主控制器46的请求的响应，以提供诊断更新。在这种情况下，来自从属处理器48的响应表明窗板32-26的通过(passing)位置、失败(failing)位置、和中间位置中的一种。

图4额外地显示了主控制器46，其包括脉宽调制器(PWM)52，该脉宽调制器是主控制器的计时器输入通道，其交替地接收和发送脉宽调制信号。如图所示，主控制器46还包括PWM输出装置54，该输出装置是开关，该开关适于产生方波信号并提供到地(ground)56的低阻抗通过(low impedancepass)。如图所示，从属处理器48还包括脉宽调制器(PWM)58，该脉宽调制器是从属处理器的计时器输入通道，该计时器输入通道交替地从PWM52接收脉宽调制信号和向PWM52发送脉宽调制信号。如图所示，从属处理器48包括PWM输出装置60，该输出装置是类似于PWM输出装置54的开关且类似地适于产生方波信号并提供到地56的低阻抗通过。从属处理器48额外地包括电阻器62，该电阻器连接到能量存储装置64，如电池。

如图4所示，PWM输入装置52和58经由单根导线50连接，用于双向通讯。通讯通道(如通过单根导线50提供)总是开放的且在主控制器46和从属处理器48之间的信息流动是连续的。进而，根据所示的电路51的构造，主控制器46用作“主”模块，而从属处理器48用作“从属”模块。换句话说，机构44的操作完全取决于主控制器46，且机构可以在没有来自主控制器的合适命令时不采取任何动作。单根导线50和双向通讯能实现主控制器46和从属处理器48之间的这种主-从关系，这符合许多政府规定。

图5显示了方法70，用于经由双向通讯来控制遮板系统30的操作，如参照图1-4所示的。方法在框72开始且随后前进到框74，其中该方法包括经由主控制器46监测窗板32-36的当前位置和操作。在框74之后，方法前进到框76。在框76中，方法包括使用单根导线50通过从属处理器48命令所述机构44选择窗板32-36的全开位置。在框76之后，方法前进到框78，其中方法包括响应于命令而使用单根导线50经由从属处理器48通过机构44选择窗板32-36的全开位置。

在框78之后，方法前进到框80，其中方法包括使用单根导线50命令所述机构44选择窗板32-36的全闭位置。从框80，方法前进到框82，其中方法包括响应于命令而使用单根导线50通过从属处理器48选择窗板32-36的全闭位置。在框82之后，在框84中方法包括使用单根导线50命令所述机构44保持窗板32-36的当前位置。从框84，方法前进到框86。在框86，方法包括响应于命令而使用单根导线50通过从属处理器48保持窗板32-36的当前位置。

此外，在框86之后，方法可前进到框88。在框88，方法可包括使用单根导线50通过主控制器46请求进行与窗板32-36的位置有关的诊断更新。在框88之后，方法可前进到框90，其中方法包括响应于请求而使用单根导线50通过从属处理器48提供诊断更新，如参照图4所述的。

尽管用于执行本发明的较佳模式已经被详细描述，本发明所述的本领域的技术人员将意识到用于执行本发明的替换设计和实施例，用于在所附权利要求的范围内执行本发明。

Claims (7)

1.一种用于控制车辆中流过格栅开口的气流的遮板系统，遮板系统包括：

至少一个窗板；

机构，配置成为该至少一个窗板选择全开和全闭位置之间的且包括这两个位置在内的位置，以控制流过格栅开口的气流；

从属处理器，操作地与所述机构通讯；和

主控制器，经由单根导线与从属处理器双向通讯且被使用一算法编程以调节该机构；

其中，主控制器适于通过仅使用单根导线经由从属处理器命令所述机构来根据被编程的算法控制该至少一个窗板的位置的选择；和

其中从属处理器适于仅使用单根导线对主控制器做出响应，且其中

主控制器还适于向从属处理器发出请求，用于做出与该至少一个窗板的位置有关的、来自该机构的诊断更新，且从属处理器还适于提供对该请求的响应，以提供该诊断更新，其中所述响应表明该至少一个窗板的通过位置、失败位置和中间位置中的一个。

2.如权利要求1所述的遮板系统，其中主控制器还适于向从属处理器发出命令，用于让所述机构选择该至少一个窗板的全开位置或全闭位置中的一个、或保持该至少一个窗板的当前位置，且从属处理器还适于就该至少一个窗板处于打开、关闭、和保持当前位置中的一种情况对主控制器做出响应。

3.如权利要求1所述的遮板系统，其中车辆包括内燃发动机且气流用于冷却该发动机。

4.如权利要求3所述的遮板系统，其中车辆包括风扇，该风扇配置为选择性地运转和停转且适于将气流通过格栅开口抽入，且主控制器还适于选择性地使风扇运转和停转并根据发动机上的负荷来对该机构发出命令。

5.如权利要求3所述的遮板系统，其中发动机被循环流过热交换器的流体冷却，车辆包括传感器，该传感器适于感测流体的温度并配置为将该温度传送给主控制器，且主控制器还适于根据感测的流体温度对该机构发出命令。

6.如权利要求1所述的遮板系统，其中主控制器还适于检测环境温度  并响应于低于预定值的环境温度来选择和锁定该至少一个窗板的预定位置。

7.如权利要求1所述的遮板系统，其中至少一个窗板布置为与格栅开口成一体或邻近该格栅开口。