CN106627105A - 一种用于车辆的通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的通风系统，包括：入风口，用于接收外部空气；第一风道，与所述入风口相连通并通向所述发动机舱；导流开关，用于选择性地关闭和打开所述第一风道；其中，在所述第一风道打开时所述外部空气经由第一风道进入所述发动机舱。本发明提供了可以同时兼顾散热效率和风阻系数的合理有效的通风管理手段。可以降低车辆高速时的风阻，进而降低高速时的油耗。同时可以提升低速时发动机舱内的气流流通性，降低发动机舱内的热害风险。

Description

一种用于车辆的通风系统

技术领域

本发明涉及车辆领域，特别是涉及一种用于车辆的通风系统。

背景技术

随着国家对车辆油耗和排放的要求愈来愈苛刻，各车辆厂对降低油耗和排放也越来越重视。涡轮增压、缸内直喷等新技术由此广泛使用，随之而来的是发动机排温升高使得发动机舱热管理的风险增加。由于发动机排温升高，使得舱内需要增加隔热措施，不利于车辆的轻量化和低成本化。并且，车辆低速行驶时，由于风流减小使得发动机无法及时散热，导致发动机综合性能下降，影响其正常使用。此外，车辆高速行驶时，虽然风流较大，但是风阻系数也同时增大，对油耗影响显著。

因此，提高发动机舱的散热效率可以降低成本，提升发动机的综合性能。减小车辆的风阻系数可以节约燃油，减小噪声，保护环境。当前发动机舱的风流主要是由车辆的进气格栅进入，经由散热器，再从发动机舱的空隙流出。该种方式，虽然在车辆高速行驶时由进气格栅进入的风流很大，但是由于没有设置风道，风流进入进气格栅后极易造成气流场的紊乱，反而导致发动机舱的散热效率较低，还会增加风阻系数。同时，由于风流减小，发动机舱在车辆低速行驶时散热效率较低。

发明内容

本申请的发明人发现：从改善空气动力性能的角度考虑，若要提高发动机舱的散热效率必须提高舱内的气流流通性，但若减小风阻系数，则要降低舱内的气流流通性。然而，现有技术中并没有可以兼顾散热效率和风阻系数的合理有效的手段。

本发明的一个目的是为了提高发动机舱的散热效率，同时降低车辆的风阻系数。

本发明提供的一种用于车辆的通风系统，所述车辆包括发动机舱，包括：

入风口，用于接收外部空气；

第一风道，与所述入风口相连通并通向所述发动机舱；

导流开关，用于选择性地关闭和打开所述第一风道；

其中，在所述第一风道打开时所述外部空气经由第一风道进入所述发动机舱。

进一步地，所述通风系统还包括：

第二风道，与所述入风口相连通并通向所述发动机舱外部；

其中，所述导流开关还用于选择性地关闭和打开所述第二风道；

其中，所述导流开关设置成在关闭所述第一风道时打开所述第二风道，在打开所述第一风道时关闭所述第二风道。此处关闭所述第一风道的含义为所述导流开关被关闭或打开时，所述外部空气仅通向第二风道而不通向所述第一风道，关闭所述第二风道的含义为所述导流开关被关闭或打开时，所述外部空气仅通向第一风道而不通向所述第二风道。打开与所述关闭的含义相反。

进一步地，所述发动机舱外部为所述车辆的车身外部。

进一步地，所述第二风道的形状构造成使得所述外部空气以较低的风阻流经所述第二风道。

优选地，所述第二风道的形状构造成流线型。

进一步地，所述第一风道和所述第二风道之间具有交叉部；

所述导流开关为片状体，并且所述片状体的长度配置成能够至少部分阻碍所述外部空气通过所述第一风道或所述第二风道，其包括：

第一端部，所述第一端部设置在所述交叉部处；和

与所述第一端部相反的第二端部，所述第二端部能够绕所述第一端部转动；

其中，所述导流开关配置成：在所述第二端部转动至第一预设位置时，所述外部空气能够被引流至所述第一风道，在所述第二端部转动至第二预设位置时，所述外部空气能够被引流至所述第二风道；

其中，所述第一预设位置在所述第二端部绕所述第一端部转动第一预设角度，以使得所述导流开关能够完全阻碍所述外部空气通向所述第二风道的位置处，所述第二预设位置在所述第二端部绕所述第一端部转动第二预设角度，以使得所述导流开关能够完全阻碍所述外部空气通向所述第一风道的位置处。

进一步地，所述导流开关包括：

第一导流开关，所述第一导流开关能够被选择性地打开或关闭，以使得所述外部空气能够被选择性地引流至所述第一风道；和

第二导流开关，所述第二导流开关能够被选择性地打开或关闭，以使得所述外部空气能够被选择性地引流至所述第二风道；

其中，所述第一导流开关和所述第二导流开关中的任一个被选择性地打开时，所述第一导流开关和所述第二导流开关中的另一个被选择性地关闭。

进一步地，所述车辆包括保险杠和格栅，所述入风口的位置在所述保险杠下部非格栅处。

进一步地，所述通风系统还包括：

温度传感器，用于获取所述车辆的发动机温度；

速度传感器，用于获取所述车辆的行驶速度；

控制器，用于根据所述发动机温度和所述车辆的行驶速度确定所述外部空气由第一出风口或第二出风口排出；

其中，所述控制器配置成：在所述发动机温度高于一预设温度值时控制所述外部空气由所述第一出风口排出，在所述发动机温度不高于所述预设温度值且所述行驶速度高于一预设速度值时控制所述外部空气由所述第二出风口排出。

进一步地，所述通风系统还包括：

固定在所述交叉部处并与所述导流开关相连的电机，用于带动所述导流开关转动，以使所述导流开关能够被选择性地打开或关闭；

其中，所述电机配置成在所述控制器的控制下带动所述导流开关转动。

进一步地，所述通风系统还包括：

所述电机具有用于输出动力的输出轴，所述输出轴与所述第一端部连接，以带动所述第二端部转动应转动角度。

其中，所述电机为伺服电机或步进电机。

本发明的方案，由于设置了两个风道，使得在发动机舱温度较高时，外部空气可以进入发动机舱内部通道，并由第一风道排出，从而实现了对发动机舱的冷却，提高其散热效率。在发动机舱温度较低且当前车辆的行驶速度较大时，外部空气可以进入第二通道，从而实现了对前保前后气流的重新梳理作用，可降低车辆的风阻系数。因此，本发明提供了可以同时兼顾散热效率和风阻系数的合理有效的通风管理手段。可以降低车辆高速时的风阻，进而降低高速时的油耗。同时可以提升低速时发动机舱内的气流流通性，降低发动机舱内的热害风险。

此外，现有技术中，为了降低风阻，主要是通过车身设计以使得外部空气通过车身的流线型设计以较低的风阻沿着车身外部流走。本发明是通过车身内部的一段流线型风道设计，在不需要冷却发动机舱的情况下以较低的风阻流走，在需要冷却发动机舱时流向发动机舱内。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是具有发动机舱的机动车辆的示意性透视图；

图2是根据本发明一个实施例的用于车辆的通风系统的结构框图；

图3是根据本发明一个实施例中的机动车辆内通风系统的示意性侧面透视图，其中示出了外部空气被引流至第一出风口；

图4是根据本发明一个实施例中的机动车辆内通风系统的示意性侧面透视图，其中示出了外部空气被引流至第二出风口；

图5是图4所示通风系统的示意性局部放大视图；

图6是根据本发明一个实施例中的控制器的控制策略流程图。

具体实施方式

图1示意性地示出了具有发动机舱110的车辆100。发动机舱110内一般性可以设置一个或多个在车辆100行驶时可以散发热量的组件，如内燃机120和排气设备130。内燃机120通过排气设备130来排出燃烧废气。发动机舱110基本上是封闭式的，但是存在外部空气可以流过的缝隙。发动机舱110一般性位于车辆100的前部，但并不限于此。发动机舱110与空气进气装置140例如进气格栅相连通，使得外部空气可以作为迎面风F流过发动机舱110。

图2示出了根据本发明一个实施例的用于车辆100的通风系统200的结构框图。图3和图4示出了根据本发明第一个实施例中的用于车辆100的通风系统200的示意性侧面透视图。发动机舱110可以由机罩111、下护板113和车身112限定。机罩111和下护板113是本领域的公知，其中，机罩111还可以被称为发动机罩111，下护板113为用于保护发动机之下和底部上的驱动部件的板。此处不再赘述。如图3和图4所示，通风系统200设置在机罩111和下护板113之间。如图2至图4所示，在一个实施例中，通风系统200可以包括入风口210、第一风道241和导流开关243。其中，如图3和图4所示，入风口210设置在车辆100的前部，例如可以设置在车辆100的前保处，也可以设置在车辆100的前保下部非格栅处，用于接收外部空气，例如可以是从车辆100的前部接收外部空气。第一风道241与入风口210相连通并通向发动机舱110。导流开关243用于选择性地关闭和打开第一风道241。其中，在第一风道241打开时外部空气经由第一风道241进入发动机舱110。

在另一实施例中，通风系统200还可以包括第二风道242，与入风口210相连通并通向发动机舱110外部。其中，导流开关243还用于选择性地关闭和打开242第二风道。其中，导流开关243设置成在关闭第一风道241时打开第二风道242，在打开第一风道241时关闭第二风道242。图5是通风系统200的示意性局部放大视图。如图3至图5所示，通风系统200还可以包括第一出风口220和第二出风口230。第一风道241的一端与入风口210相连通，另一端与第一出风口220相连通，当外部空气从入风口210进入时，可以沿着第一风道241流动，并由第一出风口220排出。第二风道242与第一风道241之间具有交叉部41，第二风道242的一端与入风口210相连通，另一端与第二出风口230相连通，当外部空气从入风口210进入时，可以沿着第二风道242流动，并由第二出风口230排出。第二出风口230可以设置在车辆100的底部，例如可以在下护板113处。可以理解的是，第二出风口230也可以设置在车辆100的其他部位，用于将外部空气排出至发动机舱110外部。当外部空气从入风口210进入时，可以由第二出风口230排出至车辆100的底部。其中第二出风口230的位置通过计算可以设置在能够有效降低车辆100风阻系数的位置处。为了将外部空气引流至发动机舱110或车辆100的底部，通风系统200还可以包括气流导向装置240，其包括所述第一风道241、第二风道242和导流开关243，用于将从入风口210接收的外部空气选择性地引流至第一出风口220或第二出风口230。

由图5可知，第一风道241和第二风道242有一共用通道，即共用通道一端与入风口210相连，另一端为交叉部41。导流开关243设置在交叉部41处，导流开关243能够被选择性地打开或关闭，以使得外部空气能够选择性地通过第一风道241或第二风道242，以将外部空气选择性地引流至第一出风口220或第二出风口230。图3示出了外部空气被引流至第一出风口220。由图3可知，导流开关243为打开状态，此时，第一风道241处于打开状态，第二风道242处于关闭状态，因此，外部空气可以通过第一风道241，并将外部空气引流至第一出风口220。图4示出了外部空气被引流至第二出风口230。由图4可知，导流开关243为关闭状态，此时，第一风道241处于关闭状态，第二风道242处于打开状态，因此，外部空气可以通过第二风道242，并将外部空气引流至第二出风口230。常规情况下，导流开关243处于打开状态。当然，导流开关243的打开和关闭状态可以根据需要进行设定，也可以设定图3中的导流开关243为关闭状态，如此，则图4中的导流开关243为打开状态，按照该种方式，常规情况下，导流开关243处于关闭状态。

如图5所示，导流开关243为片状体，并且片状体的长度配置成能够至少部分阻碍外部空气通过第一风道241或第二风道242。优选地，片状体的长度配置成能够完全阻碍外部空气通过第一风道241或第二风道242。该种情况下，对第一风道241和第二风道242的设计和导流开关243的位置设置也有要求，要求能够使得在片状体的长度固定为一个值时，片状体的长度正好能够完全阻碍外部空气通过第一风道241或第二风道242。当然，导流开关243的长度也可以设计为可伸缩的片状体或可改变长度的片状体。导流开关243可以包括第一端部42和与第一端部42反方向设置的第二端部43。第一端部42设置在交叉部41处。第二端部43能够绕第一端部42转动。其中，导流开关243配置成：在第二端部43转动至第一预设位置时，外部空气能够被引流至第一出风口220，在第二端部43转动至第二预设位置时，外部空气能够被引流至第二出风口230。其中，第一预设位置在第二端部43绕第一端部42转动第一预设角度，以使得导流开关243能够完全阻碍外部空气通过第二风道242的位置处，第二预设位置在第二端部43绕第一端部42转动第二预设角度，以使得导流开关243能够完全阻碍外部空气通过第一风道241的位置处。如图3所示，第一预设位置在A处。如图4所示，第二预设位置在B处。

为了控制导流开关243的打开或关闭，如图2所示，通风系统200还可以包括温度传感器260、速度传感器270和控制器250。温度传感器260可以设置在发动机处并与控制器250相连，用于获取车辆100的发动机温度。速度传感器270与控制器250相连，用于获取车辆100的行驶速度。控制器250，用于根据发动机温度和车辆100的行驶速度确定外部空气由第一出风口220或第二出风口230排出。其中，控制器250可以使用单独的车身112控制器250模块(BCM)，也可以使用电子控制单元(ECU)。控制器250配置成：在发动机温度高于一预设温度值时控制外部空气由第一出风口220排出，在发动机温度不高于预设温度值且行驶速度高于一预设速度值时控制外部空气由第二出风口230排出。即控制器250可以控制导流开关243的打开或关闭。而导流开关243的打开或关闭可以通过电机(图中未示出)带动，即电机可以固定在所述交叉部41处并与导流开关243相连，用于带动导流开关243转动，以使导流开关243能够被选择性地打开或关闭。其中，电机配置成在控制器250的控制下带动导流开关243转动。由于电机具有用于输出动力的输出轴，可以将该输出轴配置成与第一端部42连接，将动力输出至第一端部42，进而带动第二端部43转动应转动角度。此处的电机可以是伺服电机，也可以是步进电机。

通风系统200中的导流开关243默认是打开状态，即气流可以直接进入发动机舱110内部。通风系统200的工作过程为：速度传感器270首先获取车辆100行驶速度，当车辆100行驶速度超过某一阈值时，温度传感器260获取发动机舱110的温度，当温度低于某一阈值时控制器250发送关闭信号给电机，电机驱动导流开关243进行关闭动作，即此时第一风道241处于关闭状态，第二风道242处于打开状态，因此，外部空气可以通过第二风道242，并将外部空气引流至第二出风口230。实现了对气流的重新梳理作用，可降低车辆100的风阻系数。当车速低于某一阈值时，控制器250发送打开信号给电机，电机驱动导流开关243进行打开动作，即此时第二风道242处于关闭状态，第一风道241处于打开状态，因此，外部空气可以通过第一风道241，并将外部空气引流至第一出风口220。温度较低的外部空气可降低发动机舱110内的整体温度，同时加快了发动机舱110内气流整体流动速度，增强了对流换热能力，可降低机舱内热害风险。在其他实施例中，温度传感器260可以首先获取发动机舱110的温度，当发动机舱110的温度高于某一预设值时，控制器250发送打开信号给电机，电机驱动导流开关243进行打开动作，即此时第二风道242处于关闭状态，第一风道241处于打开状态，因此，外部空气可以通过第一风道241，并将外部空气引流至第一出风口220。当温度不高于某一预设值时，则速度传感器270获取车辆100行驶速度，当车辆100行驶速度超过某一阈值时，控制器250发送关闭信号给电机，电机驱动导流开关243进行关闭动作，即此时第一风道241处于关闭状态，第二风道242处于打开状态，因此，外部空气可以通过第二风道242，并将外部空气引流至第二出风口230。

有研究表明，车辆的车速在80Km/h时，空气阻力几乎相当于滚动阻力，而当车辆速度提升到120Km/h以上时，空气阻力可以达到滚动阻力的2-3倍。因此，为了在低速时提高发动机舱的散热效率，在高速时减小风阻系数，从而提升发动机的综合性能，减低油耗，提高燃油经济性。在一个实施例中也根据车辆的车速与空气阻力之间的关系，进行了控制策略的调整。图6示出了控制器的控制策略流程图。如图6所示，其控制策略为：

S100、当发动机启动时，首先进入自检程序，自检程序主要是检测导流开关是否可以正常开启，如无法正常开启，则提示用户需进行维修并关闭该系统；

S200、系统通过自检后进行系统的初始化，初始化的步骤主要是为了判断导流开关初始状态是否为打开状态，如叶片处于关闭状态则打开导流开关。

S300、自检和初始化步骤完成后，对车速进行判断，若车速大于或等于80km/h，则执行步骤S500，若车速小于80km/h，则保持叶片打开状态；

S400、继续对车速进行判断，若车速小于或等于90km/h，则保持叶片打开状态，若大于90km/h则进入下一步；

S500、判断发动机温度是否低于105℃，若低于则关闭叶片，若高于则保持叶片打开状态。

本发明的方案，通过合理利用车速与风阻之间的关系，在车速较低时，将温度较低的外部空气引流至发动机舱，提高发动机舱的散热效率。在车速较高且发动机舱的温度低于某一阈值时，则将外部空气引流至车辆的底部，减小风阻系数。本发明的方案实现了同时兼顾散热效率和风阻系数。

根据本发明的第二个实施例，其与第一个实施例之间的区别在于：导流开关不同。本发明实施例的导流开关包括第一导流开关和第二导流开关。第一导流开关能够被选择性地打开或关闭，以使得外部空气能够被选择性地引流至第一出风口220。第二导流开关能够被选择性地打开或关闭，以使得外部空气能够被选择性地引流至第二出风口230。其中，第一导流开关和第二导流开关中的任一个被选择性地打开时，第一导流开关和第二导流开关中的另一个被选择性地关闭。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种用于车辆的通风系统，所述车辆包括发动机舱，包括：

入风口，用于接收外部空气；

第一风道，与所述入风口相连通并通向所述发动机舱；

导流开关，用于选择性地关闭和打开所述第一风道；

其中，在所述第一风道打开时所述外部空气经由所述第一风道进入所述发动机舱。

2.根据权利要求1所述的通风系统，其中，还包括：

第二风道，与所述入风口相连通并通向所述发动机舱外部；

其中，所述导流开关还用于选择性地关闭和打开所述第二风道；

其中，所述导流开关设置成在关闭所述第一风道时打开所述第二风道，在打开所述第一风道时关闭所述第二风道。

3.根据权利要求2所述的通风系统，其中，所述发动机舱外部为所述车辆的车身外部。

4.根据权利要求2或3所述的通风系统，其中，所述第二风道的形状构造成使得所述外部空气以较低的风阻流经所述第二风道；

优选地，所述第二风道的形状构造成流线型。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的通风系统，其中，所述第一风道和所述第二风道之间具有交叉部；

所述导流开关为片状体，并且所述片状体的长度配置成能够至少部分阻碍所述外部空气通过所述第一风道或所述第二风道，其包括：

第一端部，所述第一端部设置在所述交叉部处；和

与所述第一端部相反的第二端部，所述第二端部能够绕所述第一端部转动；

其中，所述导流开关配置成：在所述第二端部转动至第一预设位置时，所述外部空气能够被引流至所述第一风道，在所述第二端部转动至第二预设位置时，所述外部空气能够被引流至所述第二风道；

其中，所述第一预设位置在所述第二端部绕所述第一端部转动第一预设角度，以使得所述导流开关能够完全阻碍所述外部空气通向所述第二风道的位置处，所述第二预设位置在所述第二端部绕所述第一端部转动第二预设角度，以使得所述导流开关能够完全阻碍所述外部空气通向所述第一风道的位置处。

6.根据权利要求2-4中任一项所述的通风系统，其中，所述导流开关包括：

第一导流开关，所述第一导流开关能够被选择性地打开或关闭，以使得所述外部空气能够被选择性地引流至所述第一风道；和

第二导流开关，所述第二导流开关能够被选择性地打开或关闭，以使得所述外部空气能够被选择性地引流至所述第二风道；

其中，所述第一导流开关和所述第二导流开关中的任一个被选择性地打开时，所述第一导流开关和所述第二导流开关中的另一个被选择性地关闭。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的通风系统，其中，所述车辆包括保险杠和格栅，所述入风口的位置在所述保险杠下部非格栅处。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的通风系统，其中，还包括：

温度传感器，用于获取所述车辆的发动机温度；

速度传感器，用于获取所述车辆的行驶速度；

控制器，用于根据所述发动机温度和所述车辆的行驶速度确定所述外部空气由第一出风口或第二出风口排出；

其中，所述控制器配置成：在所述发动机温度高于一预设温度值时控制所述外部空气由所述第一出风口排出，在所述发动机温度不高于所述预设温度值且所述行驶速度高于一预设速度值时控制所述外部空气由所述第二出风口排出。

9.根据权利要求8所述的通风系统，其中，还包括：

固定在所述交叉部处并与所述导流开关相连的电机，用于带动所述导流开关转动，以使所述导流开关能够被选择性地打开或关闭；

其中，所述电机配置成在所述控制器的控制下带动所述导流开关转动。

10.根据权利要求9所述的通风系统，其中，还包括：

所述电机具有用于输出动力的输出轴，所述输出轴与所述第一端部连接，以带动所述第二端部转动应转动角度；

其中，所述电机为伺服电机或步进电机。