CN103991381A

CN103991381A - 车辆用活动开闭器的冻结检测装置

Info

Publication number: CN103991381A
Application number: CN201410044871.3A
Authority: CN
Inventors: 冈本洋平
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2034-02-07
Also published as: US20140230760A1; DE102014101870B4; JP5775536B2; DE102014101870A1; JP2014159250A; CN103991381B; US9103265B2

Abstract

本发明提供一种车辆用活动开闭器的冻结检测装置，其即使在活动开闭器冻结的情况下，也可以抑制发动机室内的温度上升，从而有效地保护配置在热源周围的部件避免热损害。在外界气温T_out小于或等于冻结判定温度TSL（S2）、且为高负载（S5）的情况下，E/G_ECU（21）输出打开信号，使活动开闭器（11）进行打开动作，将车速风导入发动机室（3）内，防止热损害。另一方面，在虽然从E/G_ECU21输出打开信号，但活动开闭器（11）不进行动作的情况下，判定为冻结固着（S7），在显示器中进行警告显示，促使驾驶员注意。

Description

车辆用活动开闭器的冻结检测装置

技术领域

本发明涉及一种对活动开闭器的冻结进行检测的车辆用活动开闭器的冻结检测装置。

背景技术

众所周知，在汽车等车辆中，从在设置于车辆前部的前保险杠及前格栅等上形成的开口部，导入由于行驶而产生的车速风（冷却风），将导入的车速风引导至设置在发动机室前部的散热器及空调用冷凝器等热交换器，从而将它们冷却。

但是，如果将行驶时产生的车速风经过热交换器向发动机室引导，则其在发动机室内产生湍流而成为空气阻力，导致燃料消耗恶化。由此，优选使通过热交换器的车速风为必要的最小限度。

作为对通过热交换器的车速风进行控制的技术，例如在专利文献1（日本特开2007－1503号公报）中公开了下述技术，即，在前格栅和热交换器之间安装活动开闭器，在开闭器控制装置中，与车速及冷却水温度等相对应而使该活动开闭器进行开闭动作，从而控制车速风的通风量。

如果使用该开闭器控制装置，则在冬季等冷态时而发动机变冷时，使活动开闭器全闭，可以限制通过热交换器的车速风，抑制发动机室内的环境气温下降，防止从发动机、油盘、以及交流发电机及压缩机等辅助类的热损失。并且，通过使活动开闭器全闭，可以限制导入发动机室内的车速风，抑制发动机室内的湍流的产生，降低空气阻力，改善燃料消耗。

另一方面，在夏季等车速风温度较高，发动机温度较高时，使活动开闭器全开，将车速风积极地引入发动机室内，从而将热交换器冷却，并且可以将发动机、油盘、以及交流发电机及压缩机等辅助类正常地冷却，防止热损害。

专利文献1：日本特开2007－1503号公报

在外界气温比开始冻结的温度（冻结温度）低（以下称为“低外气温度”）的情况下，在上述的开闭器控制装置中，使活动开闭器进行全闭动作，防止发动机室内的过冷却，并且使车室内温度快速上升。

但是，在低转速高负载运转及在上坡路上连续行驶等高负载运转状态持续的情况下，即使是低外气温度下的行驶，发动机温度及变速器温度也容易上升。因此，为了防止由于发动室内的温度上升而引起的热损害，在发动机室内的温度超过规定阈值的情况下，即使是低外气温度下的行驶，开闭器控制装置也使活动开闭器进行打开动作。

但是，在低外气温度下的行驶中，活动开闭器容易冻结，存在即使从开闭器控制装置对设置在活动开闭器上的致动器输出用于使其进行打开动作的驱动信号，活动开闭器也无法打开的情况。如果驾驶员未注意活动开闭器已冻结而继续高负载运转，则发动机室内会一直维持较高的温度，设置在发动机及传动装置等热源周围的橡胶制及树脂制的部件会受到热损害而促进寿命恶化，使用年数会缩短。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种车辆用活动开闭器的冻结检测装置，其即使在活动开闭器冻结的情况下，也可以抑制发动机室内的温度上升，从而有效地保护配置在热源周围的部件避免热损害。

根据本发明的车辆用活动开闭器的冻结检测装置具有：外界气温检测单元，其检测外界气温；负载判定单元，其基于设置在发动机室内的热源的负载状态，判定是高负载还是低于高负载；开闭器，其对在前述发动机室的前部开口的外气导入口进行开闭；驱动单元，其驱动前述开闭器；控制单元，其控制前述驱动单元；以及动作检测单元，其检测前述驱动单元的动作状态，前述控制单元具有：打开动作指示单元，其在由前述外界气温检测单元检测出的外界气温小于或等于冻结判定温度、且由前述负载判定单元判定为高负载的情况下，向前述驱动单元输出打开信号；冻结判定单元，其在从前述打开动作单元已向前述驱动单元输出打开信号时，前述动作检测单元未检测出该驱动单元动作的情况下，推定为冻结；以及警告显示指示单元，其在由前述冻结判定单元判定为冻结的情况下，使显示部进行警告显示。

发明的效果

根据本发明，由于在推定为活动开闭器冻结的情况下，使显示部进行警告显示，促使驾驶员注意，因此，之后通过驾驶员进行低于高负载的运转，可以抑制发动室内的温度上升，从而有效地保护配置在热源周围的部件避免热损害。

附图说明

图1是车辆的车体前部的侧视剖面图。

图2是车辆控制系统的整体结构图。

图3是表示低外气温·高负载判定程序的流程图。

图4是报告活动开闭器的冻结固着的示例，（a）是表示检测出冻结时的显示例的说明图，（b）是表示促使驾驶员注意的显示例的说明图。

标号的说明

3发动机室

5发动机

6a散热器

6b冷却风扇

7冷凝器

8a前格栅

8b下部外气导入口

11活动开闭器

12百叶窗

13各种传感器类

15冷媒压力传感器

16外界气温传感器

17驱动电动机

17a全开位置指标

17b全闭位置指标

18动作检测传感器

21发动机控制单元

22变速器控制单元

23空调控制单元

24仪表控制单元

25开闭器控制单元

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。如图1所示，设置在汽车等车辆的车体前部1的发动机室3，其上部由可自由开闭的前盖4封闭。另外，在发动机室3内搭载发动机5，在该发动机5上连接未图示的变速器（在本实施方式中为自动变速器）。此外，虽未图示，但在发动机室3的后方，隔着搁脚板而设置驾驶室。

另外，在发动机室3的前部配置散热器6a，该散热器6a设置在散热单元6中。并且，在该散热器6a的前部配置空调装置的冷凝器7，在后部设置散热器风扇6b。另外，在车体前部1的前端，即，在散热单元6的前方设置前保险杠8。此外，散热器风扇6b按照来自后述的空调控制单元（A/C_ECU）的控制信号进行动作。

作为前保险杠8，在其上部设置具有上部外气导入口的前格栅8a，在下部开设下部外气导入口8b。另外，在下部外气导入口8b中按规定设置众所周知的活动开闭器11。该活动开闭器11设置为，具有形成为与下部外气导入口8b的内周大致相同形状的矩形框状的通风道框架11a，该通风道框架11a的后部包围散热器6a及冷凝器7的下部。并且，在该通风道框架11a上，可自由转动地支撑百叶窗12的车宽方向两端的轴部（未图示），该轴部经由连杆机构与作为驱动单元的驱动电动机17（参照图2）连接，该百叶窗12控制外气的通风量。此外，该驱动电动机17是基于来自后述的开闭器控制单元（开闭器_ECU）25的信号而在0～90°之间往复转动的可逆电动机，利用该驱动电动机17的转动，百叶窗12进行全闭/全开动作。

另外，作为控制发动机5的控制单元的发动机控制单元

（E/G_ECU）21、控制未图示的自动变速器的变速器控制单元（TCU）22、控制空调装置的空调装置控制单元（A/C_ECU）23、控制设置在驾驶室前部的仪表板等上的组合仪表全体及作为显示部的多功能显示器（MFD）27的仪表控制单元（仪表_ECU）24、以及活动开闭器控制单元（开闭器_ECU）25，通过CAN（Controller Area Network）等车内LAN26可彼此自由通信地连接。此外，这些ECU21～25由具有ROM、RAM等存储器及CPU的微处理器构成，在ROM中存储控制程序及各种对应图等固定数据。

另外，E/G_ECU21在进行发动机5整体的控制的基础上，还具有进行活动开闭器11的开闭控制的功能。也就是说，在该E/G_ECU21中，基于利用各种传感器类13检测出的参数（例如，利用作为负载检测单元的水温传感器检测出的冷却水温度）、利用E/G_ECU21求出的基本燃料喷射量、利用与TCU22连接的作为负载检测单元的油温传感器14检测出的自动变速器的油温、利用与A/C_ECU23连接的冷媒压力传感器15检测出的冷媒压力、以及利用与仪表_ECU24连接的作为外界气温检测单元的外界气温传感器16检测出的外界气温等参数，使设置在活动开闭器11上的百叶窗12进行开闭动作。并且，在发动机室3内比较冷时，使百叶窗12全闭，限制通过热交换器（散热器6a、冷凝器7）的车速风，防止热交换器的过度冷却。并且，由于通过使百叶窗12全闭而抑制导入发动机室的车速风，抑制发动机室内的湍流的产生，因此空气阻力（CD值）降低，燃料消耗下降。另一方面，在夏季等车速风温度较高、热源（发动机5、自动变速器等）的温度较高时，通过将百叶窗12打开，从而将车速风积极地向发动机室3内取入，使热交换器（散热器6a、冷凝器7）的冷却效率提高，并且将热源（发动机5、自动变速器、交流发电机及压缩机等辅助类等）正常地冷却，防止热损害。并且，通过将这些热源冷却，从而保护设置在其周围的橡胶制及树脂制等耐热性较低的部件避免热损害。

开闭器_ECU25按照来自E/G_ECU21的开闭指令信号，对驱动电动机17输出正转/反转的驱动信号。如图2所示，在驱动电动机17的电动机轴上，成对地设置霍尔元件等作为动作检测单元的动作检测量传感器18，另外，在电动机轴上固定设置由磁铁等构成的全开位置指标17a和全闭位置指标17b。驱动电动机17在从图1中由实线所示的大致垂直的全闭位置，至该图中由点划线所示的水平的全开位置之间往复转动。在开闭器_ECU25中，预先存储驱动电动机17在全闭位置和全开位置之间往复的转动角，驱动电动机17利用来自开闭器_ECU25的打开信号或关闭信号，使百叶窗12进行关闭动作或打开动作。此外，在下述中，为了方便，将驱动电动机17的关闭动作称为正转，将打开动作称为反转。

全开位置指标17a和全闭位置指标17b是驱动电动机17刚要达到全开位置或全闭位置之前的角度，例如，在使全闭位置的角度为0°，全开位置的角度为90°的情况下，将全开位置指标17a设置在1～3°的位置，将全闭位置指标17b设置在87～89°的位置。因此，开闭器_ECU25，在对驱动电动机17输出正转/反转的驱动信号之后，如果从动作检测传感器18输入脉冲，则判定百叶窗12正常地全闭或全开，所述脉冲表示动作检测传感器18根据磁场变化等检测出了各位置指标17a、17b通过。

另外，例如，在常温下的行驶中，在虽然开闭器_ECU25对驱动电动机17输出正转/反转的驱动信号，但未从动作传感器18输入两个脉冲或任一个脉冲的情况下，均判定百叶窗12不正常地动作，向E/G_ECU21输出错误信号。E/G_ECU21接收来自开闭器_ECU25的错误信号，执行预先设定的失效保护。

通常，在低外气温度下的行驶中，为了防止发动机室3内的过度冷却，使活动开闭器11的百叶窗12进行关闭动作，但即使在低外气温度下的行驶中，由于在高负载运转时发动机室3内容易高温化，因此有时必须使百叶窗12进行打开动作。

在使百叶窗12进行打开动作时，在构成活动开闭器11的百叶窗12及各支撑部件因冻结固着而无法动作的情况下，由于该状态是暂时的，只要外界气温上升，冻结融解，其功能就可恢复，因此E/G_ECU21为了防止发动机室3内的高温化，向驾驶员报告活动开闭器11已冻结固着，促使其注意。

由E/G_ECU21执行的冻结固着的判定，具体地说，按照图3所示的低外气·高负载判定程序进行处理。在该程序中，首先在步骤S1中，读入由外界气温传感器16读入的外界气温T_out，然后在步骤S2中，将外界气温T_out与预先设定的冻结判定温度TSL（例如，-5～-3[℃]左右）进行比较。并且，在T_out＞TSL的情况下，判定无冻结的可能性，跳转至步骤S11。另一方面，在T_out≤TSL的情况下，判定具有冻结的可能性，前进至步骤S3。

在步骤S3中，由于外界气温T_out为低温，因此对开闭器_ECU25输出开闭器关闭信号。这样，开闭器_ECU25使活动开闭器11的驱动电动机17正转，使百叶窗12进行全闭动作。

然后，前进至步骤S4，读入负载检测参数。作为该负载检测参数，是为了判定发动机5及变速器等热源是否由于高负载运转而高温化而读入的，例如是输入至E/G_ECU21中的由各种传感器类检测出的参数（由水温传感器检测出的冷却水温度等）、由E/G_ECU21求出的燃料消耗率、由油温传感器14检测出的自动变速器的油温等。

然后，前进至步骤S5，将读入的各负载检测参数与预先分别设定的高负载判定值进行比较。并且，在各负载检测参数中的至少一个持续超过高负载判定值大于或等于规定时间的情况下，判定为高负载，前进至步骤S6。另一方面，在判定为低于高负载（不是高负载）的情况下，跳转至步骤S11。此外，该步骤S5中的处理与本发明的负载判定单元相对应。

如果前进至步骤S6，则对开闭器_ECU25输出开闭器打开信号。这样，开闭器_ECU25使活动开闭器11的驱动电动机17反转，使百叶窗12进行全开动作。此外，该步骤S6中的处理与本发明的打开动作指示单元相对应。

然后，前进至步骤S7，通过检测是否从开闭器_ECU25输出错误信号，判定百叶窗12是否利用设置在活动开闭器11上的驱动电动机17的动作而全开。开闭器_ECU25，在接收来自E/G_ECU21的打开信号而向驱动电动机17输出驱动信号后，从由霍尔元件等构成的动作检测传感器18，读入动作检测传感器18检测到两个位置指标17a及17b的通过时输出的脉冲。在驱动电动机17进行反转动作而使百叶窗12全开的情况下，从动作检测传感器18首先输出表示检测到全闭位置指标17b通过的脉冲，然后输出表示检测到全开位置指标17a通过的脉冲。

因此，开闭器_ECU25，在接收到这两个脉冲的情况下，判定为百叶窗12全开，对E/G_ECU21输出正常信号。另一方面，在未接收到表示检测到全闭位置指标17b通过的脉冲信号的情况下，或者，在接收到表示检测到全闭位置指标17b通过的脉冲，但未接收到表示检测到全开位置指标17a通过的脉冲的情况下，推定为百叶窗12冻结固着，对E/G_ECU21输出错误信号。

在上述的步骤S7中，在从开闭器_ECU25接收到错误信号的情况下，推定活动开闭器11已冻结固着，分支至步骤S8。另一方面，在接收到正常信号的情况下，判定为活动开闭器11的百叶窗12正常地开闭，前进至步骤S11。此外，该步骤S7中的处理与本发明的冻结判定单元相对应。

如果前进至步骤S8，则对A/C_ECU23输出散热器风扇接通信号。这样，A/C_ECU23使散热器风扇6b接通，将车速风积极地取入发动机室3内而冷却。此外，该步骤S8中的处理与本发明的散热器风扇动作指令单元相对应。

然后，前进至步骤S9中，对仪表_ECU24输出警告显示信号。这样，仪表_ECU24对MFD27输出警告显示的信息，前进至步骤S10。在图4中例示了在MFD27上显示的警告的内容。在该示例中，首先，如该图（a）所示，将报告活动开闭器11已冻结的画面显示规定时间，然后，如该图（b）所示，将报告可能过热的画面闪烁显示规定时间。此外，该步骤S9中的处理与本发明的警告显示指示单元相对应。

并且，如果前进至步骤S10，则设置冻结推定标志F（F←1），返回至步骤S5，再次进行高负载判定。因此，步骤S8、S9的处理直至从高负载状态变换为低于高负载为止一直进行。

另一方面，如果从步骤S2、S5或步骤S7前进至步骤S11，则检查冻结推定标志F的值，在F=1的情况下，前进至步骤S12，另外，在F=0的情况下，直接退出程序。

在步骤S12中，对A/C_ECU23输出散热器风扇关闭信号，使散热器风扇6b停止。并且前进至步骤S13，解除对MFD27的警告显示，然后，在步骤S14中将冻结推定标志F清零（F←0），退出程序。

驾驶员通过观察在MFD27上显示的警告，将变速器降档，或将变速模式切换为以高变速比行驶的运动模式等，使发动机负载降低，抑制发动机室内的温度上升。其结果，可以有效地保护配置在发动机5及变速器等热源周围的部件避免热损害。

此外，本发明并不限于上述实施方式，例如，报告冻结固着的警告，在由MFD27显示的基础上，还可以由声音进行。另外，驱动单元并不限于驱动电动机17，也可以是螺线管。并且，开闭器_ECU25基于来自E/G_ECU21的开闭信号使活动开闭器11动作，但也可以利用开闭器_ECU25本身控制活动开闭器11的动作。因此，在该情况下，开闭器_ECU25成为控制单元。

Claims

1.一种车辆用活动开闭器的冻结检测装置，其特征在于，具有：

外界气温检测单元，其检测外界气温；

负载判定单元，其基于设置在发动机室内的热源的负载状态，判定是高负载还是低于高负载；

开闭器，其对在前述发动机室的前部开口的外气导入口进行开闭；

驱动单元，其驱动前述开闭器；

控制单元，其控制前述驱动单元；以及

动作检测单元，其检测前述驱动单元的动作状态，

前述控制单元具有：

打开动作指示单元，其在由前述外界气温检测单元检测出的外界气温小于或等于冻结判定温度、且由前述负载判定单元判定为高负载的情况下，向前述驱动单元输出打开信号；

冻结判定单元，其在从前述打开动作单元已向前述驱动单元输出打开信号时，前述动作检测单元未检测出该驱动单元动作的情况下，推定为冻结；以及

警告显示指示单元，其在由前述冻结判定单元判定为冻结的情况下，使显示部进行警告显示。

2.根据权利要求1所述的车辆用活动开闭器的冻结检测装置，其特征在于，

前述控制单元具有散热器风扇动作指令单元，在前述冻结判定单元判定为冻结的情况下，该散热器风扇动作指令单元使散热器风扇进行接通动作。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用活动开闭器的冻结检测装置，其特征在于，

前述控制单元使由前述警告显示指示单元进行的警告显示持续，直至前述负载检测单元判定为低于高负载为止。