CN103042911B - 进气百叶窗系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种进气百叶窗系统及其操作方法。所述进气百叶窗系统包括：控制器；传感器，当温度接近或低于冻结温度时，所述传感器将冻结信号提供给控制器；电动机，打开和关闭所述进气百叶窗系统的多个叶片。所述电动机从控制器接收低电流信号，从而以第一水平的扭矩操作所述系统，当控制器接收到冻结信号时，所述电动机从控制器接收高电流信号，从而以第二水平的扭矩操作所述系统。来自车辆的风挡刮水器系统的降水信号被提供给控制器，以提供在车辆环境中存在降水的指示。所述控制器可仅在冻结信号和降水信号被提供给控制器时给电动机提供高电流信号。

Description

进气百叶窗系统及其操作方法

技术领域

本公开涉及用于进气百叶窗（active grille shutter）的致动器和操作控制器，所述进气百叶窗打开以将气流提供给车辆的发动机室，所述进气百叶窗关闭以给车辆提供更好的空气动力特性和提高的燃料经济性。

背景技术

车辆格栅被设置为在车辆被驱动时将气流引导到车辆的发动机室中。假如足够的冷却气流被提供到发动机室，则关闭格栅的叶片还会有利于减小空气阻力并提高燃料经济性。在某些情况下，例如，当环境空气和发动机冷时，减少进入到发动机室中的气流以允许发动机更加快速地暖机并通过加热和空气调节系统尽快提供暖空气会是有利的。

进气百叶窗由驱动齿轮组的电动机操作。冰雪可能会积聚在活动叶片上，阻碍进气百叶窗的操作，并且会使进气百叶窗变得无法操作。当进气百叶窗在冻结温度或冻结温度附近处于完全关闭的状态时，以及当进气百叶窗遭受雨雪冰冻时，进气百叶窗非常容易冻住。

本公开致力于解决上述问题以及与进气百叶窗系统的操作有关的其他问题。

发明内容

根据本公开的一方面，提供一种双扭矩致动器，当条件有利于在进气百叶窗的活动叶片上积聚冰雪时，所述双扭矩致动器施加更大的力以操作进气百叶窗系统。由致动器施加的增大的力用于使积聚的冰雪脱离，并确保系统的操作不受阻碍。

在高温条件下使用施加增大的力的致动器会使系统的塑料部件的循环寿命降低。具体地讲，当使叶片运动的塑料齿轮组在较高的温度条件下操作时，使用提供足以使积聚的冰雪脱离的扭矩的电动机来驱动齿轮组会损坏齿轮组。提出的双扭矩致动器可以是这样一种电动机，当条件有利于冰雪积聚时，所述电动机被供以提高的电流水平，当条件不利于冰雪积聚时，所述电动机被供以降低的电流水平。在较低的扭矩水平下，塑料部件的磨损减轻，并可确保系统的寿命周期更长。

进气百叶窗系统由控制模块进行控制，所述控制模块根据车辆操作条件将两种不同的信号提供给系统。当条件有利于冰雪积聚时，可提供高电流。在其他时候可提供低电流。所述控制模块可以是发动机动力系控制模块（PCM）。当温度接近或低于冻结温度时，PCM可从环境温度传感器接收信号，以使控制器产生高电流信号。当风挡刮水器致动时，PCM还可从风挡刮水器系统接收信号，以指示道路上存在有利于冰雪积聚的降水或湿气。输入到控制器的可指示可能的冻结条件的其他输入也可被提供给PCM。

根据本公开的一方面，提供一种进气百叶窗系统，所述进气百叶窗系统包括：控制器；温度传感器，当环境温度接近或低于冻结温度时，所述温度传感器将冻结信号提供给控制器；致动器，以第一水平的力打开和关闭所述进气百叶窗系统的多个叶片，当控制器接收到冻结信号时，所述致动器响应于来自控制器的信号施加第二水平的力。

根据进气百叶窗的实施例的其他方面，所述致动器可以是电动机。来自控制器的信号可以是高电流信号，所述高电流信号的电流比以第一水平的力操作叶片的低电流信号的电流高。当环境温度信号也作为产生高电流信号的条件被提供给控制器时，控制器可从车辆的风挡刮水器系统接收信号，以提供在车辆环境中存在降水的指示。

根据本公开的另一方面，提供一种进气百叶窗（AGS）系统，所述AGS系统包括：控制器；传感器，当温度接近或低于冻结温度时，所述传感器将冻结信号提供给控制器；电动机，打开和关闭AGS系统。所述电动机从控制器接收低电流信号，从而以第一水平的力操作所述系统，当控制器接收到冻结信号时，所述电动机从控制器接收高电流信号，从而以第二水平的力操作所述系统。

根据进气百叶窗系统的其他方面，设置多个叶片以及驱动所述叶片来打开和关闭所述系统的齿轮组。第一水平的力是由电动机提供的第一水平的扭矩，第二水平的力是由电动机提供的第二水平的扭矩。降水信号可从车辆的风挡刮水器系统被提供到控制器，以提供在车辆环境中存在降水的指示。所述控制器可被编程为仅在冻结信号和降水信号被提供给控制器时提供高电流信号。

根据本公开的另一方面，公开了一种操作进气百叶窗系统的方法，所述方法包括下述步骤：感测环境温度；当环境温度低于临界温度值时，将冻结信号提供给控制器。将第一水平的力施加到致动器，以使所述进气百叶窗系统的多个叶片在打开位置和关闭位置之间移位。作为对控制器接收到冻结信号的响应，将第二水平的力施加到致动器，以使所述多个叶片在打开位置和关闭位置之间移位。

根据公开的方法的其他方面，所述致动器可以是电动机，所述电动机从控制器接收信号，所述信号是高电流信号，所述高电流信号的电流比以第一水平的力操作所述叶片的低电流信号的电流高。操作进气百叶窗系统的方法还可包括下述步骤：将由车辆的风挡刮水器系统提供的湿气信号提供给控制器，以提供在车辆环境中存在降水的指示。所述控制器接收所述湿气信号作为响应于来自控制器的信号施加第二水平的力的条件。

鉴于附图和下面对本公开示出的实施例进行的详细描述，本公开的上述方面和其他方面将会被更好地理解。

附图说明

图1是设置有进气百叶窗系统的车辆的侧视图；

图2是设置有进气百叶窗系统的车辆的局部图解截面图；

图3是设置有进气百叶窗系统的车辆的控制系统的简化流程图。

具体实施方式

参照附图公开示出的实施例。然而，应该理解的是，公开的实施例意在仅仅是可以以各种及替代的形式实施的示例。附图未必按比例绘制，一些特征可能会被夸大或最小化，以示出特定组件的细节。公开的具体结构和功能上的细节不应该被解释为限制，而应该被解释为用于教导本领域技术人员如何实施本发明的代表性基准。

参照图1，车辆总体上由标号10指示。在车辆10的前端12，示出了覆盖格栅开口16的格栅14。

参照图2，图解地示出了车辆10的前端12，以示出具有格栅14的进气百叶窗（AGS），其中，以实线示出了处于关闭位置的格栅14，以虚线示出了处于打开位置的格栅14。在关闭位置，以实线示出了格栅的叶片20，在打开位置，以虚线示出了格栅的叶片20。当格栅14打开时，最大的气流通过叶片20被提供到发动机室22中。为了提高燃料经济性，叶片20可被关闭（如实线所示），以引导空气以更好的空气动力特性越过车辆10。发动机24被示出为位于发动机室22中，发动机24具有需要冷却并且需要被保护以免在发动机室22中被过度加热的组件。叶片20可被关闭，从而通过允许在发动机室内积聚热而提高加热器性能。当发动机冷却剂在低温条件下变暖时，来自冷却剂的热被提供给如本领域所公知的车辆的HVAC系统。尽管图2示出了位于发动机室中的发动机，但是进气百叶窗系统也可结合电池驱动的车辆、燃料电池车辆或混合动力车辆使用，以使这些系统的操作优化到使得这些系统也受发动机室22内的温度影响的程度。

电动机28打开和关闭叶片20，并与齿轮减速器或齿轮组30协同操作。电动机28是一种可操作以通过齿轮组30提供至少两个水平的扭矩的电动机。当环境温度高于冻结温度时，电动机28可被供以某一水平的电流，并提供低水平扭矩。在低水平的电动机扭矩下，齿轮组30内的齿轮受到较低水平的扭矩，并可预计齿轮组30内的齿轮在耐久性试验和实际使用中提供相对长的循环寿命。当环境温度接近或低于冻结温度时，呈降水形式或来自道路的湿气可能会在叶片20上冻结并积聚。冰或雪在叶片20上的积聚会导致叶片不能动弹。如果叶片20在关闭位置不能动弹，则提供到发动机室22的空气可能不足以适当地冷却发动机24及其相关组成部件。在恶劣的天气条件下，电动机28可被供以更高的电流，以将水平提高的扭矩提供给齿轮组30，从而有效地克服冰雪在叶片20上的积聚，并允许叶片20自由地打开和关闭。

参照图3，示出了用于进气百叶窗的电动机28的简化的控制系统。风挡刮水器控制器34可与环境空气温度传感器36一起向控制器38提供信号。当环境空气温度传感器36感测到空气温度处于接近或低于冻结温度的临界温度值时，发送到控制器的信号可被用于使控制器将更高电流的信号发送到AGS电动机28，以确保冰雪将不会积聚且不会导致叶片20（在图2中示出）在一个位置不能动弹。

风挡刮水器控制器34也可向控制器提供信号，该信号用于指示呈降水形式或者从道路上的其他车辆喷洒的湿气的水平是否足以导致在叶片20上积聚冰，即，该信号将指示是否存在足够的湿气。

控制器38通常将较低水平的电流提供给AGS电动机28，基于另一控制算法对控制器38进行控制，例如，基于在于2011年8月9日提交的第13/205,907号同时待决的申请中公开的控制算法对控制器38进行控制。该控制算法的公开通过引用被包含于此。

尽管在上面描述了示例性实施例，但是这些实施例并非意在描述了本发明所有可能的形式。相反，在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应该理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变。另外，实现的各个实施例的特征可被结合，以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (9)

1.一种进气百叶窗系统，该进气百叶窗系统用于具有刮水器控制器的车辆，所述进气百叶窗系统包括：

控制器；

温度传感器，当车辆环境中的环境空气温度达到或低于冻结温度时，所述温度传感器将冻结信号提供给所述控制器；

来自所述刮水器控制器的湿气信号，该湿气信号被提供给所述控制器，以提供在环境空气中存在湿气的指示；

致动器，以第一水平的力打开和关闭多个叶片，当所述控制器接收到冻结信号和湿气信号时，所述致动器响应于来自所述控制器的信号施加第二水平的力。

2.如权利要求1所述的进气百叶窗系统，其中，所述致动器是电动机。

3.如权利要求2所述的进气百叶窗系统，其中，来自所述控制器的信号是高电流信号，所述高电流信号的电流比以第一水平的力操作所述叶片的低电流信号的电流高。

4.一种进气百叶窗系统，该进气百叶窗系统用于具有刮水器控制器的车辆，所述进气百叶窗系统包括：

控制器；

传感器，当车辆环境中的环境空气温度达到或低于冻结温度时，所述传感器将冻结信号提供给所述控制器；

来自所述刮水器控制器的湿气信号，该湿气信号被提供给所述控制器，以提供在环境空气中存在湿气的指示；

电动机，打开和关闭所述系统，所述电动机从所述控制器接收低电流信号，从而以第一水平的力操作所述系统，当所述控制器接收到冻结信号和湿气信号时，所述电动机接收高电流信号，从而以第二水平的力操作所述系统。

5.如权利要求4所述的进气百叶窗系统，所述进气百叶窗系统还包括多个叶片以及驱动所述叶片来打开和关闭所述系统的齿轮组。

6.如权利要求4所述的进气百叶窗系统，其中，第一水平的力由电动机提供的第一水平的扭矩提供，第二水平的力由电动机提供的第二水平的扭矩提供。

7.一种操作进气百叶窗系统的方法，该进气百叶窗系统用于具有刮水器控制器的车辆，所述方法包括下述步骤：

感测环境温度；

当环境温度低于临界温度值时，将冻结信号提供给控制器；

将来自所述刮水器控制器的湿气信号提供给所述控制器，以提供在环境空气中存在湿气的指示；

将第一水平的力施加到致动器，以使多个叶片在打开位置和关闭位置之间移位；

响应于所述控制器接收到冻结信号和湿气信号，将第二水平的力施加到致动器，以使多个叶片在打开位置和关闭位置之间移位。

8.如权利要求7所述的操作进气百叶窗系统的方法，其中，所述致动器是电动机。

9.如权利要求8所述的操作进气百叶窗系统的方法，其中，来自所述控制器的信号是高电流信号，所述高电流信号的电流比以第一水平的力操作所述叶片的低电流信号的电流高。