CN102745064A - 开闭器控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种控制车辆的可调节开闭器的操作的方法，包括在完全打开和完全闭合位置之间(包括完全打开和完全闭合位置)操作开闭器，以便调节流入车辆的环境空气量。开闭器相对于车辆格栅开口设置，该格栅开口适合接收环境空气流。方法还包括经由湿度传感器感应环境空气中的湿度水平。此外，方法包括当湿度水平达到湿度阈值时，选定开闭器的第一预设位置，以便改变通过开闭器流入车辆的环境空气量。还披露了使用控制器执行这种方法的车辆。

Description

开闭器控制系统和方法

技术领域

本发明涉及开闭器控制系统和方法。

背景技术

开闭器通常是坚固和稳定的开口遮盖物。开闭器通常包括架子和安装在架子中的百叶窗板或板条。

百叶窗板可以是固定的，即具有相对于架子的永久设定角度。百叶窗板也可以是可操作的，即具有相对于架子可调节的角度，用于允许所需量的光、气体和/或液体从开闭器的一侧通过到另一侧。根据应用和架子的结构，开闭器可以被安装适合于开口中或覆盖开口。除了多种功能性用途，特别地在结构上，开闭器还可以主要出于观赏用途而被使用。

在机动车中，开闭器可被用于将空气流控制并指向多种车辆车厢和/或子系统。因此，开闭器可被用于加强一系列车辆系统的运作和车辆乘客的舒适度。但是，当空气流从环境进入车辆时，空气流也可带来潜在地不被一些车辆子系统所需的大量湿气。

发明内容

一种控制车辆的可调节开闭器的操作的方法包括在完全打开和完全闭合位置之间(包括完全打开和完全闭合位置)操作开闭器，以便调节流入车辆的环境空气量。开闭器相对于车辆格栅开口设置，该格栅开口适合接收环境空气流。方法还包括经由湿度传感器感应环境空气中的湿度水平。此外，方法包括当湿度水平达到湿度阈值时，选定开闭器的第一预设位置，以便改变通过开闭器流入车辆的环境空气量。

车辆可包括控制器。在这种情况中，每个所述开闭器的操作和开闭器预设位置的选定可由控制器完成。此外，控制器可调节开闭器机构，该机构被设计用于在完全打开和完全闭合位置之间(包括完全打开和完全闭合位置)调节开闭器。

方法还可包括通过湿度传感器向控制器传达表示感应到的湿度水平的信号。

此外，方法可包括响应低于预设值的环境温度，通过控制器监视环境温度并操作机构以便选定并锁住开闭器的第二预设位置。

车辆还可包括内燃机和进气口，该进气口被设置用于将至少部分量的流入车辆的环境空气引导入发动机。此外，根据本方法，开闭器的第一预设位置的选定可改变注入发动机的至少部分量的流入车辆的环境空气的湿度水平。进气口的特征可在于，没有设置用于将环境空气流和湿气大致分开的挡板(baffle)。

方法还可包括通过控制器监视发动机温度。在这种情况中，开闭器的操作可响应发动机温度的变化来完成。

根据方法，湿度阈值可接近100％的湿度，并且开闭器的第一预设位置可以是完全闭合位置。

开闭器可被设置为与格栅开口一体和邻接格栅开口中的一个。

还披露了使用控制器执行这种方法的车辆。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点。

附图说明

图1是具有以完全闭合状态示出的开闭器的车辆的部分横截面侧视图；

图2是具有图1中示出的开闭器的车辆的部分横截面侧视图，其中示出的开闭器位于中间状态；

图3是具有图1和2中示出的开闭器系统的车辆的部分横截面侧视图，其中示出的开闭器位于完全打开状态；以及

图4是描述了图1-3中示出的控制可调节开闭器的操作的方法的流程图。

具体实施方式

参考附图，其中，相同的附图标记指示相同的部件，图1-3示出了车辆10的部分侧视图。示出的车辆10包括典型地覆盖有网状物的格栅开口12。格栅开口12适合接收环境空气。此外，车辆10包括特别地以内燃机14表示的动力传动系。此外，车辆10的动力传动系可包括变速器，并且如果车辆是混合动力类型，可包括一个或多个马达-发电机(该变速器和马达-发电机均未示出，但其存在可被本领域的技术人员所知)。车辆动力传动系的功率通常被其设计所影响，也被其运行期间动力传动系遇到的多种负载所影响。

此外，车辆10包括空气对流体热交换器16，即用于使以箭头18和20示出的冷却流体(例如水或特殊配方的冷却剂)流通穿过发动机14以便从发动机带走热量的散热器。进入热交换器16的高温冷却剂以箭头18表示，而返回发动机的经降温的冷却剂以箭头20表示。热交换器16被定位在格栅开口12后面，用于针对道路中和气体中携带的碎片保护热交换器。热交换器16也可被定位在任何其他位置，例如在乘客车厢后面(例如如果车辆具有本领域的技术人员所知的后部或中间发动机配置)。

如图1-3所示，风扇22被定位在车辆10中，在热交换器16后面，以使热交换器16被定位在格栅开口12和风扇之间。风扇22可基于发动机14的冷却需求有选择性地打开或关闭。根据车辆10的道路速度，风扇22适合于产生或加强穿过格栅开口12、并朝向和穿过热交换器16的环境空气流或空气流24。因此通过风扇22的作用产生的或加强，空气流24穿过热交换器16，以便在经降温的冷却剂20返回发动机14之前从高温冷却剂18带走热量。此外，车辆10包括冷却剂传感器26，被设置用于在高温冷却剂18离开发动机14时感应其温度。

图1-3还示出了可旋转的或可调节的开闭器30。开闭器30被固定在车辆10中并适合调节通过格栅开口12进入或流入车辆的空气流24的量。如图所示，开闭器30被定位在车辆10前部的格栅开口12之后并与其紧邻。如图所示，开闭器30被定位在格栅开口12和热交换器16之间。开闭器30还可与格栅开口12合并或成为一体。开闭器30包括多个百叶窗板，在此示出为具有三个独立百叶窗板元件32、34和36，但百叶窗板的数量可以更少或更多。

每个百叶窗板32、34和36被设置用于在开闭器30的操作期间绕各自的枢轴38、40和42旋转，从而有效地控制格栅开口12的尺寸和流入车辆的环境空气量。开闭器30适合于通过中间或部分关闭位置(如图2所示)在完全闭合位置或状态(如图1所示)和完全打开位置(如图3所示)之间(包括完全闭合位置和完全打开位置)操作。当百叶窗板元件32、34和36位于其任意打开位置时，空气流24在与热交换器16接触前通过穿过开闭器30的平面进入车辆10。

开闭器30还包括机构44，被设置用于调整开闭器，并从而在完全打开和完全闭合之间(包括完全打开和完全闭合)选定和锁住开闭器的所需位置。机构44被设置用于使百叶窗板32-36协调旋转，即大致一致地旋转，并允许开闭器30旋转到任何可用的位置。机构44可适合于选定并锁住百叶窗板32-36的不连续的中间位置(一个或多个)，或适合于无限地在完全打开和完全闭合之间(包括完全打开和完全闭合)改变百叶窗板的位置。当被任意外部装置(如本领域的技术人员所知的，例如电马达(未示出))起动时，机构44作用以便选定开闭器30所需的位置。车辆10还包括控制器46，该控制器可以是发动机控制器或单独的控制单元，被配置用于操作机构44，以便选定开闭器30的所需位置。如果风扇22是电驱动的，控制器46还可被设置用于操作风扇22和恒温器(未示出)，该恒温器被设置用于调节冷却剂的流通，如本领域的技术人员所知。

根据发动机14的负载以及相应地由传感器26感应到的冷却剂的温度，控制器46被编程以便操作机构44。高温冷却剂18的温度由于发动机14在负载下产生的热量而升高。如本领域的技术人员所知，发动机14上的负载典型地取决于施加于车辆10上的运行条件，例如爬坡和/或牵引拖车。发动机14上的负载通常使发动机的内部温度升高，该温度继而需要依次冷却发动机，以获得所需的性能和稳定性。典型地，冷却剂通过流体泵(未示出)连续地循环在发动机14和热交换器16之间。

当开闭器30完全闭合时，如图1所示，百叶窗板32-36在格栅开口12处提供空气流24的阻碍物。当发动机不需通过格栅开口12冷却时，完全闭合的开闭器30为车辆10提供优化的空气动力特性。开闭器30还可被控制器46操作，以便变化地限制通向热交换器16的即将来临的空气流24，通过将百叶窗板32-36旋转到部分闭合的中间位置，如图2所示。根据编程算法，百叶窗板32-36的适合的中间位置被控制器46选定，以便从而影响所需的发动机14的冷却。当开闭器30完全打开时，如图3所示，每个百叶窗板32-36被旋转到平行于试图穿过开闭器系统平面的空气流24的位置。因此，完全打开的开闭器30被设置用于允许该空气流通过开闭器30的百叶窗板平面的大致无阻的通道。

此外，车辆10包括进气口50。进气口50被设置用于向发动机14引导入至少部分量的通过开闭器30进入车辆10的空气流24。进气口50包括气管52和气箱54。气箱54容纳气体过滤器(未示出)，该过滤器被设置用于去除空气携带的尘埃和碎片，以便阻止这样的污染物进入发动机14的燃烧室。因此，被过滤的和继而引导入发动机14的空气流24在发动机燃烧室(未示出)内部与适当量的燃料混合。

在环境条件包括降水(例如雨和/或雪)的情况中，经由格栅开口12进入车辆10的空气流24可相应地包括相当大量的湿气。在这样的雨天或雪天条件期间，环境空气中的湿度水平接近100％的湿度标记。空气流24中这样高水平的湿度足以导致实际的液体通过进气口50进入发动机14的燃烧室。但是，通常不希望允许大量液体进入发动机14，因为这样的液体可稀释燃烧室内的气体-燃料混合物并不利地影响发动机的运行。此外，由于液体很大程度地不可压缩，燃烧室内的足够大量的液体可引起水锁(hydro-lock)。对于内燃机，水锁是当发动机在其燃烧室的内容物不能被足够地压缩时试图起动而导致的状态，该状态可导致例如连接杆的发动机部件的损伤。

如图1所示，车辆10还包括湿度传感器56。湿度传感器56被设置用于感应环境空气中的湿度水平。湿度传感器56被定位在车辆10的前部，空气流24在该处可直接访问传感器(如图1-3所示)，例如在格栅开口13后面，无论开闭器30是完全闭合或其它状态。尽管没有示出，为了达到所需的结果，湿度传感器56还可位于进气口50中或被设置为光学传感器，该光学传感器用于检测沉积在车辆10的挡风玻璃上的湿气，用于促动车辆挡风玻璃擦拭器。此外，湿度传感器56被设置用于产生表示感应到的湿度水平的信号，并将这样的信号传达到控制器46。

控制器46适合于获得由湿度传感器56产生的信号。此外，控制器被设置用于当感应到的湿度水平达到湿度阈值58时，选定开闭器30的第一预设位置，以便改变从环境直接进入进气口50的空气流24的量。因此，湿度阈值58被编程到控制器46，以使控制器可操作机构44，以便限制空气携带的液体进入进气口50。如果湿度传感器56被设置为上述的光学传感器，车辆挡风玻璃擦拭器的促动和挡风玻璃擦拭器最后促动后流逝的时间可作为控制器46的输入，用于选定开闭器30的位置。控制器46的用于选定开闭器30的位置的附加输入可包括例如车辆速度、环境温度、风扇22的占空比、最后感应到湿度阈值58之后流逝的时间量、和进入进气口50的气体的温度和质量流的可测量值。

例如，当湿度阈值58大致接近100％的湿度时，控制器46可经由完全闭合的开闭器30完全地阻止空气流24通过格栅开口12进入车辆10，如图1所示。因此，在这样的环境条件(例如大雨或如果车辆10横穿水淹的道路)期间，开闭器30的完全闭合位置可被选定为开闭器的第一预设位置。此外，当开闭器30的第一预设位置被选定为完全闭合时，大致全部空气流24被阻止通过开闭器进入车辆10。因此，空气流24携带的环境湿气也被限制通过开闭器30直接进入车辆10和通过进气口50引导进入发动机14。如果空气流24中的湿气量低于湿度阈值58但高于一些其他预设中间值(例如在小到中雨的条件期间)，也可选定开闭器30的第二预设位置。开闭器30的第二预设位置可因此是部分闭合位置，如图2所示。

尽管开闭器30的完全闭合位置可大致阻止空气流24通过格栅开口12进入车辆10，仍可通过进气口50获得气体的充足供应。当开闭器30位于完全闭合位置时，进气口50可从发动机箱区域或经由限制由发动机14送入的环境湿气量的间接路径从环境获得发动机气体。由于空气流24被强制通过较不直接的路径进入进气口50，由于空气流被强制急转弯，大部分空气中携带的水从空气流中分离并从而被防止到达发动机14。因此，当开闭器30的位置从完全打开位置(如图1和2所示)改变时，到达进气口50的湿度水平与环境中包括的湿度水平相比发生改变。

以上述增加了的湿度水平通过格栅开口12进入进气口50的空气流24的量的调节可允许进气口的特征在于没有内部挡板。对于内燃机进气口，术语“挡板”包括与气管和/或气箱形成一体的障碍物，以便将进入的环境空气流和其包括的湿气大致分开。典型地，进气口内部的挡板充分急速地限制进入的环境空气流，以使空气流携带的相当重的液体不能以气体的速度改变方向。因此，液体被从空气流分离、遗留，并驻留在挡板附近，以便通过一些额外设置的装置从进气口清除或排出。

可为车辆10的动力传动系的冷却考虑环境温度接近和低于冰点的情况。当环境温度低于预设值，即接近或低于冰点时，发动机14的充分冷却可通过在部分地限制状态或在完全闭合状态中的格栅开口12实现。同时，百叶窗板32-36和机构44可能在这样的低温下结冰并堵塞。因此，为了防止开闭器30堵塞在一些不必要的位置，当环境温度低于预设值时，开闭器30的适当的第二预设位置可被选定并锁住，而无关于车辆速度和负载。格栅开口12可根据车辆10的动力传动系的冷却需求经由开闭器30的预设位置位于完全打开和完全限制状态之间(包括完全打开和完全限制状态)的任何位置。

开闭器30的第二预设锁住位置或多个不连续的锁住位置可在车辆10的测试和开发期间以经验建立，其中该不连续的锁住位置仍可允许接近和低于冰点的环境温度下动力传动系的充分冷却。控制器46可被用于经由温度传感器48监视环境温度，并响应低于预设值的环境温度，经由机构44调节和锁住开闭器30的位置。与开闭器30的第一预设位置相似，第二预设锁住位置可以是图1所示的完全闭合位置。

图4示出了控制开闭器30的操作的方法60，如上文结合图1-3所述。方法开始于框62并接着进行到框64，框64包括在完全打开和完全闭合位置之间(包括完全打开和完全闭合位置)操作开闭器30，以便调节进入车辆10的环境空气流24的量。在框64中，控制器46可负责操作开闭器30。框64之后，方法到达框66。在框66中，方法包括经由湿度传感器56感应空气流24的湿度水平。此外，在框66中，湿度传感器56可向控制器46传达表示感应到的湿度水平的信号。

如图1-3所述，控制器46的用于选定开闭器30的位置的输入可包括额外的可测量的或感应到的值。这些值可包括车辆速度、环境温度、风扇22的占空比、感应到湿度阈值58之后和/或挡风玻璃擦拭器最后起动后流逝的时间量、以及进入进气口50的空气的温度和质量流的数据。

框66之后，方法进行到框68。在框68中，方法包括当湿度水平达到湿度阈值58时选定开闭器30的第一预设位置。因此，选定开闭器30的第一预设位置允许方法改变通过格栅开口12进入车辆10的环境空气流的量。根据本方法，控制器46可负责选定开闭器30的第一预设位置，以便改变通过开闭器直接进入车辆10的环境空气流24的量。

如结合图1-3所述，车辆10包括具有进气口50的发动机14。因此，改变或限制通过开闭器30直接进入车辆10的环境空气流24的量还可改变进入进气口50的空气流的路径。因此，引导进入发动机14的湿度水平与环境空气中包括的湿度水平相比也将被降低。此外，如上文指出，由于通过格栅开口12进入车辆10的空气流24在特征为高湿度的环境条件中可被开闭器30阻挡，进气口50的特征可以在于没有内部挡板。

尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (10)

1.一种控制车辆的可调节开闭器的操作的方法，所述方法包括：

在完全打开和完全闭合位置之间且包括在完全打开和在完全闭合位置处操作开闭器，以便调节流入车辆的环境空气量，其中该开闭器相对于适合用于接收流入车辆的环境空气的格栅开口设置；

经由湿度传感器感应环境空气的湿度水平；以及

当湿度水平达到湿度阈值时，选定开闭器的第一预设位置，以便改变通过开闭器流入车辆的环境空气量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆包括控制器，并且其中所述操作开闭器和选定开闭器的预设位置的每一个都由控制器实现。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述开闭器包括一机构，所述机构被设置用于在完全打开和完全闭合位置之间且包括在完全打开和在完全闭合位置处调节所述开闭器，并且其中所述机构由控制器调节。

4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括由湿度传感器向控制器传达表示感应到的湿度水平的信号。

5.根据权利要求3所述的方法，进一步包括，响应于低于预设值的环境温度，通过控制器监视环境温度并操作所述机构，以便选定并锁住所述开闭器的第二预设位置。

6.根据权利要求2所述的方法，其中所述车辆包括内燃机和进气口，所述进气口被设置用于向发动机引导入至少部分量的流入车辆的环境空气，并且其中开闭器的第一预设位置的所述选定额外地改变引导入发动机的至少部分量的流入车辆的环境空气的湿度水平。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述进气口的特征在于没有设置用于把环境空气流和湿气大致分开的挡板。

8.一种车辆，包括：

适用于接收流入车辆的环境空气的格栅开口；

相对于格栅开口设置的可调节开闭器，其中所述开闭器包括机构，所述机构被设置用于在完全打开和完全闭合位置之间且包括在完全打开和在完全闭合位置处调节开闭器，以便有选择地限制或不限制格栅开口，用于调节流入车辆的环境空气量；

内燃机；

进气口，被设置用于向发动机引导入至少部分量的流入车辆的环境空气的；

湿度传感器，被设置用于感应环境空气的湿度水平并产生表示感应到的湿度水平的信号；以及

控制器，其适合于：

操作所述机构；

获得表示感应到的湿度水平的信号；并且

当湿度水平达到湿度阈值时，经由所述机构选定开闭器的第一预设位置，以便改变引导入发动机的至少部分量的流入车辆的环境空气的湿度水平。

9.根据权利要求8所述的车辆，其中所述进气口的特征在于没有设置用于将环境空气和湿气大致分开的挡板。

10.根据权利要求8所述的车辆，进一步包括被设置用于感应发动机温度并向控制器传达感应到的发动机温度的传感器，并且其中响应于发动机温度的变化，控制器额外地被设置用于监视发动机温度并操作所述机构。

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