CN107269377B - 进入车辆发动机室的空气流的控制系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及进入车辆发动机室的空气流的控制系统及其方法，其中涉及一种用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统。所述系统包括：空气进气口，其在车辆的前部接收外部空气并且将空气供应给发动机室；空气通路，其形成于空气进气口的两侧，并且将外部空气引至车轮侧，从而改进空气动力特性；控制阀，其配置为将在空气进气口中流动的外部空气选择性地传输至空气通路；散热器，其设置于空气进气口和发动机室之间；以及控制部分，其配置为基于车辆的运行状态来对控制阀进行控制。空气通路选择性地与空气进气口连通，并且设置于散热器的上游。

Description

进入车辆发动机室的空气流的控制系统及其方法
相关申请的交叉引用
本申请要求在2016年3月30日提交的韩国专利申请第10-2016-0038501号的优先权和权益，并通过引用将其全部内容纳入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统及其控制方法，以改进车辆的冷却性能和空气动力性能。
背景技术
本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息并且不构成现有技术。
一般而言，用于冷却发动机的散热器和用于在空调中冷凝制冷剂的冷凝器安装于车辆中，并且通过操作冷却风扇而降低散热器和冷凝器的温度。其优点在于，当车辆开始起动时，快速将发动机的温度提高到适当的水平，从而改进燃料效率，并且发动机的温度需要保持于适当的温度。
冷却风扇一般利用发动机的运行而工作，但是该机械方法的缺点是，由于无论何时发动机运行时冷却风扇都会一直工作，因此车辆的燃料效率会变差。
近年来，电动车辆投入使用，并且基于车辆的驱动状态，冷却风扇仅在需要其工作时工作，以使得燃料效率得以提高。
同时，空气动力性能对燃料效率具有显著影响。当车辆高速行驶时，在空气穿过发动机室时会产生阻力。
公开于背景技术部分的上述信息仅仅旨在加深对本公开背景技术的理解，因此其可以包含的信息并不构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明涉及一种用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统及其控制方法，其可以改进车辆的冷却性能和空气动力性能。
另外，本发明可以通过减少冷却风扇的操作而减小阻力，并且根据需要切断流入发动机室的空气。
本发明的一个实施方案提供了用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统，该系统包括：空气进气口，其在车辆的前部接收外部空气并且将空气供应给发动机室；空气通路，其形成于空气进气口的两侧，并且将外部空气引至车轮侧，从而改进空气动力特性；控制阀，其配置为将在空气进气口中流动的空气选择性地传输至空气通路；散热器，其设置于空气进气口和发动机室之间；以及控制部分，其配置为基于车辆的运行状态来对控制阀进行控制。具体而言，空气通路选择性地与空气进气口连通，并且空气通路设置于散热器的上游。
用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统可以包括：分支通道，其形成于空气进气口和空气通路之间，并且配置为将在空气进气口中流动的空气供应至空气通路；以及控制阀，其一端可以固定于形成在分支通道的内部周向的阀轴，另一端配置为沿一个和另一个方向旋转以使得分支通道选择性地连通或封闭。
控制阀的一端可以固定于形成在分支通道的内部周向的阀轴，控制阀的另一端配置为沿一个和另一个方向旋转以使得分支通道选择性地连通或封闭。
如果不操作控制阀，则控制阀可以配置为保持于沿一个方向旋转的状态，并且从进气口流入的空气可以被完全供应至散热器。
如果操作控制阀，则控制阀可以配置为沿另一个方向旋转以连通分支通道，从进气口流入的部分空气经由分支通道而可以被供应至空气通路。
空气通路可以包括：前通路，其沿长度方向而设置于车辆的前侧；后通路，其设置于前通路的后侧并且配置为将从前通路流动来的空气引导至车轮侧，其中，前通路可以形成为流线型形状，以使得从车辆的前侧平顺地接收空气，并且前通路的位置越靠近前侧，该前通路可以越朝向车辆内侧弯曲，其中，后通路可以形成为流线型形状，以使得后通路的位置可以越靠近后侧，该后通路越朝向车辆外侧弯曲。
引导板可以设置于后通路的下游，从而将空气引导至车轮侧。
从后通路流出的空气可以被引导至车辆的外侧，同时与车轮的表面呈预定的角度。
在本发明的另一实施方案中，用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统可以包括：风扇罩，包括风扇电机和风扇叶片的冷却风扇安装于所述风扇罩；旋转遮板，其设置于风扇罩，同时对应于风扇叶片的操作区域，其中，空气穿过的区域沿周向方向而改变；以及多个活板，其设置于风扇罩，并且打开和关闭未安装旋转遮板的部分中的一部分；其中，控制单元可以基于车辆的运行状态来对旋转遮板的打开区域进行控制、对多个活板的打开和关闭操作进行控制、对冷却风扇的操作进行控制、并且对控制阀的操作进行控制。
旋转遮板可以包括：多个遮板叶片，其设置为绕旋转轴可旋转；以及遮板致动器，其旋转多个遮板叶片，并且改变空气穿过的区域。遮板叶片可以包括操作叶片和多个子叶片，操作叶片通过遮板致动器的操作而绕旋转轴旋转，子叶片设置为基于旋转轴而重叠，从而根据操作叶片的旋转而呈扇形展开或折叠。
遮板叶片分别可以具有至少一个操作突出部，当操作叶片展开或折叠时，多个子叶片中的任意一个可以被展开或折叠，剩余的子叶片可以被顺序展开或折叠。
电磁体可以设置于多个活板，从而使多个活板根据供应至电磁体的电流而打开或关闭。
可以设置有旋转遮板和多个活板的风扇罩设置于发动机和散热器之间。
用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统可以包括围绕发动机室的围板。
用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的操作模式可以包括：第一模式，其中，多个活板关闭，旋转遮板完全关闭，并且停止冷却风扇和控制阀的操作；第二模式，其中，多个活板关闭，旋转遮板完全打开，并且基于车辆的运行状态来控制冷却风扇和控制阀的操作；第三模式，其中，多个活板打开，旋转遮板完全打开，停止冷却风扇的操作，并且进行控制阀的操作；以及第四模式，其中，多个活板关闭，旋转遮板的打开区域受到控制，停止冷却风扇的操作，并且基于车辆的运行状态来对控制阀的操作进行控制。
在第二和第四模式，当车辆速度为加速状态时，控制阀可以将分支通道控制为连通，当车辆速度恒定时，控制阀将分支通道控制为封闭。
用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统可以包括：大气温度传感器，其检测大气温度并且输出相应的信号；速度传感器，其测量车辆速度并且输出相应的信号；空调压力传感器，其测量空调内部压力并且输出相应的信号；空调开关传感器，其测量空调开关的操作信号并且输出相应的信号；制冷剂温度传感器，其检测制冷剂温度并且输出相应的信号；以及位置传感器，其测量旋转遮板的打开区域并且输出相应的信号，其中，控制单元可以基于来自各个传感器的相应的信号来确定车辆的运行状态，并且在第一模式至第四模式中的任意一个模式中可以基于车辆的运行状态来控制旋转遮板、多个活板、冷却风扇和控制阀的操作。
用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统可以包括中间冷却器温度传感器，其测量中间冷却器的温度并且可以输出相应的信号，控制单元进一步接收来自中间冷却器温度传感器的信号，从而确定车辆的运行状态，并且在第一模式至第四模式中的任意一个模式中控制旋转遮板、多个活板、冷却风扇以及控制阀的操作。
在另一个实施方案中提供了用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的控制方法，该系统可以包括：大气温度传感器，其测量大气温度并且输出相应的信号；速度传感器，其测量车辆速度并且输出相应的信号；空调压力传感器，其测量空调内部压力并且输出相应的信号；空调开关传感器，其测量空调开关的操作信号并且输出相应的信号；制冷剂温度传感器，其测量制冷剂温度并且输出相应的信号；风扇罩，包括风扇电机和风扇叶片的冷却风扇安装于所述风扇罩；旋转遮板，其设置于风扇罩，同时对应于风扇叶片的操作区域，其中，空气穿过的区域沿周向方向而改变；位置传感器，其测量旋转遮板的打开区域并且输出相应的信号；多个活板，其设置于风扇罩，并且打开和关闭未安装旋转遮板的部分中的一部分；空气进气口，其在车辆的前部接收外部空气并且将空气供应给发动机室；空气通路，其形成于空气进气口的两侧，并且将外部空气引至车轮侧，从而改进空气动力特性；控制阀，其配置为将在空气进气口中流动的空气选择性地传输至空气通路；以及控制单元，其基于车辆的运行状态来对旋转遮板的打开区域进行控制、对多个活板的打开和关闭操作进行控制、对冷却风扇的操作进行控制、以及对控制阀的操作进行控制。
用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统的控制方法可以包括：基于传感器信号而通过控制单元确定车辆的运行状态，所述传感器信号包括大气温度传感器的信号、速度传感器的信号、空调压力传感器的信号、空调开关传感器的信号、制冷剂温度传感器的信号和位置传感器的信号；基于确定的车辆的运行状态来确定是否需要完全关闭旋转遮板；当需要旋转遮板完全关闭时，通过控制单元完全关闭旋转遮板、关闭多个活板、停止冷却风扇的操作并且进行控制阀的操作。
控制方法可以包括：关闭控制阀以封闭分支通道；当不需要旋转遮板完全关闭时，通过控制单元确定车辆的运行状态是否对应于预定的低速和高负载情况；以及当车辆的运行状态对应于预定的低速和高负载情况时，通过控制单元完全打开旋转遮板、关闭多个活板、并且基于车辆的运行状态来控制冷却风扇和控制阀的操作。
在车辆的运行状态对应于预定的低速和高负载情况的情况下，当车辆速度为加速状态时，控制阀可以通过控制单元而连通分支通道，当车辆速度为恒定状态时，控制阀可以通过控制单元而封闭分支通道。
用于控制空气流速的系统的控制方法可以包括：当车辆的运行状态不对应于预定的低速和高负载情况时，通过控制单元确定车辆的运行状态是否对应于预定的高速和高负载情况；当车辆的运行状态对应于预定的高速和高负载情况时，通过控制单元完全打开旋转遮板、打开多个活板、停止冷却风扇的操作、操作控制阀。
用于控制空气流的系统的控制方法可以包括：基于车辆的运行状态而通过控制单元对控制阀的操作进行控制；当车辆的运行状态不对应于预定的高速和高负载情况时，通过控制单元关闭多个活板、停止冷却风扇的操作、并且根据车辆的运行状态来控制旋转遮板的打开区域。
在不需要完全关闭旋转遮板并且车辆的运行状态不对应于预定的低速和高负载情况的情况下，当车辆速度为加速状态时，控制阀可以连通分支通道，当车辆速度为恒定状态时，控制阀可以封闭分支通道。
在另一个实施方案中，用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统可以进一步包括中间冷却器温度传感器，其测量中间冷却器的温度并且输出相应的信号，控制单元可以基于中间冷却器温度传感器的额外信号来确定车辆的运行状态。
如上所述，根据用于控制进入发动机室的空气流的系统及其控制方法，可以通过基于车辆的驱动状态来控制冷却风扇而改善冷却性能，并且可以通过调节流入车辆的空气量来改善空气动力性能。
通过本文提供的说明，其它应用领域将变得明显。应理解说明书和具体实施方案仅旨在出于说明的目的而不旨在限制本发明的范围。
附图说明
为了可以很好理解本发明，将参考所附附图，通过举例的方式，对其各个形式进行描述。
图1为示出了根据本发明的一种实施方案的用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的横截面图。
图2为示出了根据本发明的用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的方框图。
图3至图6为示出了根据本发明的用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的操作模式的示意图。
图7A和图7B以及图8A和图8B为示出了根据本发明的一种实施方案的用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的旋转遮板的示意图。
图9A-图9C为示出了根据本发明的一种实施方案的用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的活板的示意图。
图10和图11为示出了根据本发明的用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的控制阀的操作模式的示意图。
图12A和图12B为示出了根据本发明的一种实施方案的用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的控制方法的流程图。
本文描述的附图仅出于说明的目的并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。
附图标记
10：车身 15：空气进气口
20：冷却风扇 21：前端模块
22：风扇电机 24：风扇叶片
30：风扇罩 40：旋转遮板
42：旋转轴 44：遮板致动器
45：安装支架 50：遮板叶片
52：操作叶片 54：子叶片
56：操作突出部 58：安装突出部
60：活板 62：电磁体
64：活板旋转轴 70：发动机
80：散热器 82：冷凝器
84：中间冷却器 90：围板
100：控制部分 110：大气温度传感器
120：速度传感器 130：空调压力传感器
140：空调开关传感器 150：制冷剂温度传感器
160：中间冷却器温度传感器 170：位置传感器
210：第一空气通路 220：车轮罩
230：引导板 240：第二空气通路
250：控制阀 255：阀轴。
具体实施方式
如下描述仅为示例性性质并且决不旨在限制本公开或其应用或用途。应理解在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
本领域技术人员将意识到，可以对所描述的实施方案进行各种不同方式的修改，所有这些修改将不脱离本发明的精神或范围。
在附图中，将层、膜、板、区域等的厚度夸大以便使其清楚。
在整个说明书和权利要求书中，除非明确地相反描述，术语“包括(comprise)”及其变体(例如，“包括(comprises)”或“包含(comprising)”)应被理解为暗示包含所述元件但是不排除任何其它元件。
图1为示出了用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的横截面图，图2为示出了用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的方框图。
图3至图6为示出了用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的旋转遮板的操作状态的示意图，图7A和图7B以及图8A和图8B为示出了用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的旋转遮板的示意图。
图9A-图9C为用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的活板的示意图。
图10和图11为示出了用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的控制阀的操作模式的示意图。
参考图1至图11，根据本发明的一种实施方案的用于控制进入发动机室的空气流速的系统可以包括：风扇罩30，包括风扇电机22和风扇叶片24的冷却风扇20安装于风扇罩30；旋转遮板40，其设置于风扇罩30，同时对应于风扇叶片24的操作区域，其中，空气穿过的区域沿周向方向而改变；多个活板60，其设置于风扇罩30，并且打开和关闭未安装旋转遮板40的部分的一部分；以及控制单元100，其根据车辆的运行状态来控制旋转遮板40的打开区域、控制打开和关闭多个活板60的操作、以及控制冷却风扇20的操作。
设置有旋转遮板40和多个活板60的风扇罩30可以设置于发动机70和散热器80之间。
冷凝器82可以设置于散热器80前方，中间冷却器84可以设置于冷凝器82的前方。
另外，用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统可以进一步包括包围发动机室的围板(encapsulation)90，并且围板90用于阻止或防止在发动机70中产生的噪声和振动传至车体10外，并且当风流入发动机室时，通过对车辆行驶时产生的风进行引导而减小阻力。
另外，围板90保存发动机70中产生的热量，并且当在车辆停止后车辆再次行驶预定时间时，可以使得发动机70以适当的工作温度工作。
图10和图11为示出了沿车辆长度方向的空气的流动的示意图。
将很多零件装配入一个模块的前端模块(FEM)21设置于车辆的前侧，第一通路210设置于FEM的两侧。
当驱动车辆时，空气选择性地流入第一空气通路210或经由散热器格栅16和保险杠孔17而流过FEM21中的空气进气口15，第一空气通路210设置于车辆的前部分的两侧。
第一空气通路210包括设置于沿车辆的长度方向的前侧的前通路213和设置于后侧的后通路215。
前通路213形成为流线型形状，从而减小车辆前侧的空气阻力，并且随着前通路213的位置越靠近车辆的前侧，前通路213越变得朝向车辆内侧逐渐弯曲。因此，前通路213可以平顺地得到来自车辆前侧的外部空气，从而可以改进穿过前通路213的空气的空气动力性能。
后通路215为在第一空气通路210的相对后方形成的部分，从而接收穿过前通路213的空气，并且后通路215形成为流线型形状，随着所述后通路215的位置越靠近车辆的后侧，后通路215越朝向车辆的外侧逐渐弯曲。在一种实施方案中，后通路215可以与车轮罩220整体形成，并且可以减小空气阻力并将空气流引到车轮W。
同时，在后通路215的下游可以设置有引导板230，引导板230对供应至后通路215的空气的流向进行引导，引导板230可以指引后通路215的空气进入车轮W。此时，引导板230使得从后通路215流出的空气在车轮W前方形成空气幕，并且通过预定的角度“a”来将空气指引向车轮W的侧表面。设定预定的角度“a”从而提升空气幕的效果。
根据本发明的一种实施方案，空气冷却型的中间冷却器84设置于发动机70前方，以首先通过外部空气进行冷却，但是并不限于此。例如，可以设置空气活板(未示出)并且空气活板可以控制在空气进气口15中流动的空气。
流入空气进气口15的空气可以冷却中间冷却器84和散热器80，并且被引到发动机70。换言之，中间冷却器84和散热器80设置于空气进气口15。
中间冷却器84可以对由涡轮增压器(未示出)送入的空气进行冷却。涡轮增压器适合于通过吸入排放气体或外部空气来驱动涡轮并且将高温压缩空气供应至发动机70的汽缸。
散热器80包括高温散热器81和低温散热器83，高温散热器81冷却穿过发动机70的冷却剂，低温散热器83释放低温冷却剂中的剩余热量，这是本领域普通技术人员所公知的，因此将省略对其的具体描述。
在本发明的另一种实施方案中，第二空气通路240设置于FEM 21的后表面，从而将在空气进气口15中流动的空气供应进第一空气通路210。第二空气通路240可以形成分支通道245，从而使得流入空气进气口15的部分空气流入第一空气通路210。另外，控制阀250设置于分支通道245的上游侧，从而将来自空气进气口15的空气选择性地供应至第一空气通路210。换言之，可以将控制阀250控制为根据车辆的运行状态而将在空气进气口15中流动的空气供应至前通路213或者不将在空气进气口15中流动的空气供应至前通路213。
控制阀250可以为包括电磁阀在内的不同类型的阀。例如，控制阀250的一个端部固定于阀轴255，阀轴255形成于分支通道245的内部周向，控制阀250的另一端部可以随着沿一个方向或另一个方向旋转而选择性地连通或封闭分支通道245。
如果控制阀250随着沿一个方向(在图10中由虚线示出)旋转而封闭分支通道245，则在空气进气口15中流动的空气会被指引穿过格栅16或保险杠孔17而进入散热器80。当车辆需要更好的冷却性能时，即使在发动机室中产生一些空气阻力，控制阀250的该操作状态也可以为合适的。换言之，当发动机70处于高负载状态时，在控制阀250封闭分支通道245的情况下，在空气进气口15中流动的空气被传输给散热器。从而，发动机室可以被有效地冷却。
但是，如果控制阀250在沿另一方向(如图11中的虚线所示)旋转时连通分支通道245，则在空气进气口15中流动的部分空气会穿过第二空气通路240而被引导至车轮W。因此，当控制阀250连通分支通道245时，在发动机室中流动的空气量减小，并且可以提高车辆的空气动力性能。当车辆以高速驱动并且处于低负载状态时，控制阀250的该操作可以为合适的。
参考图2，用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统可以包括：大气温度传感器110，其测量大气温度并且输出对应的信号；速度传感器120，其测量车辆速度并且输出对应的信号；空调压力传感器130，其测量空调内部压力并且输出对应的信号；空调开关传感器140，其测量空调开关的操作信号并且输出对应的信号；制冷剂温度传感器150，其测量制冷剂温度并且输出对应的信号；以及位置传感器170，其测量旋转遮板40的打开区域并且输出对应的信号。
控制单元100基于来自各个传感器和期望的额外的传感器的对应的信号来确定车辆的运行状态，并且根据车辆的运行状态来控制旋转遮板40、多个活板60、冷却风扇20以及控制阀250的操作。
用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统进一步包括中间冷却器温度传感器160，其测量中间冷却器84的温度并且输出对应的信号，而控制单元100可以进一步接收来自中间冷却器温度传感器160的信号从而确定车辆的运行状态，并且控制旋转遮板40、多个活板60、冷却风扇20和控制阀250的操作。
参考图1、图3至图8B，旋转遮板40包括多个遮板叶片50和遮板致动器44，遮板叶片50设置为绕相同的旋转轴42可旋转，遮板致动器44旋转多个遮板叶片50并改变空气穿过的区域。
在一种实施方案中，遮板致动器44可以为能够沿正向和反向方向旋转的伺服电机，并且可以通过安装支架45而安装于风扇罩30。
遮板叶片50包括操作叶片52和多个子叶片54，操作叶片52通过遮板致动器44的操作而绕旋转轴42旋转，子叶片54基于旋转轴42而重叠设置，从而根据操作叶片52的旋转而呈扇形展开或折叠。
图8A和图8B为示出了遮板叶片50的侧面的示意图。参考图8A和图8B，遮板叶片50分别具有操作突出部56，当操作叶片52展开或折叠时，多个子叶片54的任意一个可以展开或折叠，随后剩余的子叶片54可以顺序地展开或折叠。
如图7A至图7B和图8A至图8B所示，操作叶片52和子叶片54基于旋转轴42而重叠，当操作叶片52通过遮板致动器44的操作而绕旋转轴42旋转预定角度时，最接近操作叶片52的子叶片54a旋转，同时子叶片54a的突出部56被操作叶片52的突出部56挡住。
通过该方法，示出于附图的各个子叶片54a、54b、54c和54d顺序地呈扇形展开。
相反，当遮板致动器44沿反向方向来旋转操作叶片52时，最接近操作叶片52的子叶片54a沿反向方向旋转，同时子叶片54a的突出部56通过操作叶片52的相对突出部56而被推动。
通过该方法，示出于附图的各个子叶片54a、54b、54c和54d顺序地折叠。
安装突出部58可以形成于子叶片54d，子叶片54d正好位于子叶片54的端部，从而使得子叶片54d可以固定于风扇罩30。
参考图9A至图9C，电磁体62设置于多个活板60，使得多个活板60可以根据供应至电磁体62的电流而打开和关闭，并且活板旋转轴64分别设置于活板60，从而使活板60可以分别绕旋转轴64而旋转。
活板旋转轴64可以为扭转弹簧，当电流没有供应至电磁体62时，活板60可以保持于打开状态。在电流供应装置故障时，活板60保持于打开状态，从而防止或避免发动机70过热。
图3至图6为示出了根据本发明的用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的操作模式的示意图。
示出于图3的操作模式显示了这样的状态：多个活板60关闭，并且旋转遮板40完全关闭，在此情况下，可以关闭冷却风扇20的操作。
示出于图4的操作模式显示了这样的状态：多个活板60关闭，并且旋转遮板40完全打开，在此情况下，可以基于车辆的运行状态而控制冷却风扇20的操作。
示出于图5的操作模式显示了这样的状态：多个活板60打开，并且旋转遮板40完全打开，在此情况下，可以关闭冷却风扇20的操作。
示出于图6的操作模式显示了这样的状态：多个活板60关闭，并且旋转遮板40的打开区域受到控制，在此情况下，可以关闭冷却风扇20的操作。
图12A和图12B为示出了根据本发明的一种实施方案的用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的控制方法的流程图。
下文中，将参考图3至图12B描述根据本发明的示例性实施方案的用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统的控制方法。
控制单元100在步骤S10基于传感器信号来确定车辆的运行状态，所述传感器信号包括来自大气温度传感器110、速度传感器120、空调压力传感器130、空调开关传感器140和制冷剂温度传感器150的信号，并且在步骤S20基于确定的车辆的运行状态而确定是否需要完全关闭旋转遮板40。
需要完全关闭旋转遮板40的状态为不需要冷却的状态，例如，可以是这样的状态：在车辆的发动机起动后，需要对发动机70预热预定时间的状态；需要通过关闭发动机而保持发动机70温度的状态；以及车辆在低速和低负载状态下行驶的状态。对应的条件可以提前存储于预定的映射中，并且控制单元100可以将该映射与车辆的运行状态进行比较，从而确定是否需要完全关闭旋转遮板40。
在需要完全关闭旋转遮板的情况下，控制单元100在步骤S30完全关闭旋转遮板40、关闭多个活板60、停止冷却风扇20的操作并且操作控制阀250。在控制阀250的初始状态下，控制阀250配置为封闭分支通道245，此后，当车辆处于上述不需要冷却的状态中时，操作控制阀250。如果操作控制阀250，则将控制阀250打开，从而在步骤S30将空气进气口15中流动的空气供应至分支通道245，如图11中所示。
在此情况下，可以对发动机70进行预热并且保持适当的温度，由于旋转遮板40和多个活板60关闭，因此可以通过切断流入发动机室的空气而改善空气动力特性。具体而言，通过打开控制阀250，在空气进气口流动的空气被引导至车轮W，并且产生空气幕效应。因此，可以阻止或防止过多的空气流入发动机室，并且使空气进气口15的空气绕道而行，从而额外的空气动力性能可以为可预期的。
在不需要完全关闭旋转遮板的情况下，在步骤S25，控制阀250保持初始状态(控制阀250不操作)，控制阀250阻挡了分支通道245。此后，在步骤S40中，控制部分100确定车辆的运行状态是否对应于预定的低速和高负载的情况。
在车辆的运行状态对应于低速和高负载的情况时，在步骤S50，控制单元100完全打开旋转遮板40、关闭多个活板60并且根据车辆的运行状态来控制冷却风扇20和控制阀250的操作。
例如，预定的低速和高负载情况可以意味着这样的状态：车辆速度大约为30至40kph，发动机RPM大约为2000至4000；或者预定的低速和高负载情况可以限定为需要通过冷却风扇20的操作来进行冷却的状态。也即，低速和高负载情况可以限定为这样的状态：需要进行冷却，但是通过车辆行驶中产生的风进行冷却是不够的。
相应的情况存储于预定的映射，控制单元100可以将映射与车辆的运行状态进行比较，从而确定是否需要操作冷却风扇20，并且控制单元100根据车辆的运行状态来控制冷却风扇20的操作。
控制单元100可以操作冷却风扇20，同时基于预定的映射来确定冷却风扇20的转数，或者控制单元100可以持续地或间断地操作冷却风扇20，同时确定冷却风扇20的操作时间。
当车辆处于加速状态时，可以打开控制阀250，当车辆处于恒定速度状态时，可以关闭控制阀250。换言之，在车辆速度为恒定的情况下，打开控制阀250以改进空气动力特性。然而，在车辆速度处于加速状态的情况下，控制阀250封闭分支通道245，从而平顺地对车辆进行冷却。
在车辆的运行状态不对应于低速和高负载情况时，在步骤S60，控制单元100确定车辆的运行状态是否对应于预定的高速和高负载情况。在车辆的运行状态对应于高速和高负载情况时，在步骤S70，控制单元100完全打开旋转遮板40、打开多个活板60并且停止冷却风扇20的操作。此时，控制部分100可以完全打开控制阀250，从而改进空气动力特性，并且可以提升动力性能。
例如，预定的高速和高负载情况可以意味着这样的状态：车辆速度大约为90至110kph并且发动机RPM大约为2000至4000；或者预定的高速和高负载情况可以限定为需要进行冷却并且通过车辆行驶时产生的风进行冷却就足够的状态。
对应的情况存储于预定的映射，控制单元100可以将映射与车辆的运行状态进行比较，从而确定是否需要通过车辆行驶时产生的风来进行冷却。
在车辆的运行状态不对应于高速和高负载情况时，在步骤S65，控制单元100基于车辆的运行状态来对控制阀250进行控制。也即，当车辆处于加速状态时，可以打开控制阀250，当车辆处于恒定速度状态时，可以关闭控制阀250。
另外，在步骤S80、S90和S100，控制部分100关闭多个活板60、停止冷却风扇20的操作并且基于车辆的运行状态来控制旋转遮板40的打开区域。
也就是说，基于车辆的运行状态，控制单元100确定是否需要进行冷却，是否不需要冷却风扇20的操作，并且是否需要控制流入车辆的风。
相应的情况存储于预定的映射，控制单元100可以将映射与车辆的运行状态进行比较，从而确定是否需要旋转遮板40的操作，并且控制单元100根据车辆的运行状态来确定旋转遮板40的打开区域，并且控制旋转遮板40的打开操作。
控制单元100使用位置传感器170来确定旋转遮板40的位置(也即，旋转遮板40的打开区域)是否适当。也就是说，在步骤S80，控制单元100确定旋转遮板40是否对应于旋转遮板40的确定的打开区域。在旋转遮板40的当前打开区域不对应于旋转遮板40的确定的打开区域时，在步骤S100，控制单元100控制遮板致动器44的操作，并且控制旋转遮板40的打开区域。
另外，在步骤S90，控制单元100关闭多个活板60，停止冷却风扇20的操作，并且保持旋转遮板40的打开区域。
在中间冷却器84安装于发动机70的情况下，控制单元100可以进一步包括中间冷却器温度传感器160的对应信号，从而确定车辆的运行状态。
如上所述，基于根据本发明的一个实施方案的用于控制进入车辆发动机室的空气流速的系统及其控制方法，可以通过基于车辆的驱动状态来控制冷却风扇的使用而改善冷却性能，并且可以通过调节流入车辆的空气量来改善空气动力性能。
虽然参考目前被视为是实际的示例性实施方案描述本发明，应理解本发明并不限于所公开的实施方案，相反，本发明旨在覆盖包括在本发明的精神和范围之内的各种修改形式和等效形式。

Claims (19)

1.一种用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统，该系统包括：
空气进气口，其配置为在车辆的前部接收外部空气并且将外部空气供应给发动机室；
空气通路，其形成于空气进气口的两侧，该空气通路配置为将外部空气引至车轮侧，从而改进空气动力特性；
控制阀，其配置为将在空气进气口中流动的外部空气选择性地传输至空气通路；
散热器，其设置于空气进气口和发动机室之间；
分支通道，其形成于空气进气口和空气通路之间，并且配置为将在空气进气口中流动的外部空气供应至空气通路，以及
控制单元，其配置为基于车辆的运行状态来对控制阀进行控制，
其中，空气通路选择性地与空气进气口连通，并且设置于散热器的上游，
控制阀设置于分支通道的上游侧，
控制阀的一端固定于形成在分支通道的内部周向的阀轴，控制阀的另一端配置为沿一个和另一个方向旋转以使得分支通道选择性地连通或封闭。
2.根据权利要求1所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统，其中，当不操作控制阀时，控制阀配置为保持于沿一个方向旋转的状态，并且从进气口流入的外部空气被完全供应至散热器，
当操作控制阀时，控制阀配置为沿另一个方向旋转以连通分支通道，从进气口流入的部分空气经由分支通道而被供应至空气通路。
3.根据权利要求2所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统，其中，空气通路包括：
前通路，其沿长度方向而设置于车辆的前侧；
后通路，其设置于前通路的后侧并且配置为将从前通路流动来的空气引导至车轮侧，
其中，前通路形成为流线型形状，以使得从车辆的前侧平顺地接收空气，并且前通路的位置越靠近前侧，该前通路越朝向车辆内侧弯曲，
后通路形成为流线型形状，以使得后通路的位置越靠近后侧，该后通路越朝向车辆外侧弯曲。
4.根据权利要求3所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统，进一步包括引导板，所述引导板设置于后通路的下游，从而将空气引导至车轮侧，
其中，从后通路流出的空气被引导至车辆的外侧，同时与车轮的表面呈预定的角度。
5.根据权利要求3所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统，进一步包括：
风扇罩，包括风扇电机和风扇叶片的冷却风扇安装于所述风扇罩；
旋转遮板，其设置于风扇罩，同时对应于风扇叶片的操作区域，其中，空气穿过的区域沿周向方向而改变；以及
多个活板，其设置于风扇罩，并且打开和关闭未安装旋转遮板的部分中的一部分；
其中，控制单元基于车辆的运行状态来对旋转遮板的打开区域进行控制、对多个活板的打开和关闭操作进行控制、对冷却风扇的操作进行控制、并且对控制阀的操作进行控制。
6.根据权利要求5所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统，其中，旋转遮板包括：
多个遮板叶片，其设置为绕旋转轴而旋转；以及
遮板致动器，其旋转多个遮板叶片，并且改变空气穿过的区域。
7.根据权利要求6所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统，其中，遮板叶片包括：
操作叶片，其通过遮板致动器而绕旋转轴旋转；以及
多个子叶片，其设置为基于旋转轴而重叠，从而根据操作叶片的旋转而呈扇形展开或折叠。
8.根据权利要求7所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统，其中，遮板叶片的每一个具有至少一个操作突出部，
当操作叶片展开或折叠时，多个子叶片中的任意一个被展开或折叠，剩余的子叶片被顺序展开或折叠。
9.根据权利要求8所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统，其中，电磁体设置于多个活板，从而使多个活板根据供应至电磁体的电流而打开或关闭。
10.根据权利要求5所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统，其中，风扇罩设置有旋转遮板和多个活板，风扇罩设置于发动机和散热器之间。
11.根据权利要求10所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统，进一步包括围绕发动机室的围板，
其中，用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统的操作模式包括：
第一模式，其中，多个活板关闭，旋转遮板完全关闭，并且停止冷却风扇和控制阀的操作；
第二模式，其中，多个活板关闭，旋转遮板完全打开，并且基于车辆的运行状态来控制冷却风扇和控制阀的操作；
第三模式，其中，多个活板打开，旋转遮板完全打开，停止冷却风扇的操作，并且进行控制阀的操作；以及
第四模式，其中，多个活板关闭，旋转遮板的打开区域受到控制，停止冷却风扇的操作，并且基于车辆的运行状态来对控制阀的操作进行控制。
12.根据权利要求11所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统，其中，在第二和第四模式，当车辆速度为加速状态时，控制阀将分支通道控制为连通，当车辆速度恒定时，控制阀将分支通道控制为封闭。
13.根据权利要求12所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统，进一步包括：
大气温度传感器，其检测大气温度并且输出相应的信号；
速度传感器，其测量车辆速度并且输出相应的信号；
空调压力传感器，其测量空调内部压力并且输出相应的信号；
空调开关传感器，其测量空调开关的操作信号并且输出相应的信号；
制冷剂温度传感器，其检测制冷剂温度并且输出相应的信号；以及
位置传感器，其测量旋转遮板的打开区域并且输出相应的信号，
其中，控制单元基于来自各个传感器的相应的信号来确定车辆的运行状态，并且在第一模式至第四模式中的任意一个模式中基于车辆的运行状态来控制旋转遮板、多个活板、冷却风扇和控制阀的操作。
14.根据权利要求13所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统，进一步包括中间冷却器温度传感器，其测量中间冷却器的温度并且输出相应的信号，
其中，控制单元进一步接收来自中间冷却器温度传感器的信号，从而确定车辆的运行状态，并且在第一模式至第四模式中的任意一个模式中控制旋转遮板、多个活板、冷却风扇以及控制阀的操作。
15.一种用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统的控制方法，该系统包括：
大气温度传感器，其配置为测量大气温度；
速度传感器，其配置为测量车辆速度；
空调压力传感器，其配置为测量空调内部压力；
空调开关传感器，其配置为测量空调开关的操作信号；
制冷剂温度传感器，其配置为测量制冷剂温度；
风扇罩，包括风扇电机和风扇叶片的冷却风扇安装于所述风扇罩；
旋转遮板，其设置于风扇罩，同时对应于风扇叶片的操作区域，其中，空气穿过的区域沿周向方向而改变；
位置传感器，其配置为测量旋转遮板的打开区域；
多个活板，其设置于风扇罩，并且打开和关闭未安装旋转遮板的部分中的一部分；
空气进气口，其在车辆的前部接收外部空气并且将外部空气供应给发动机室；
空气通路，其形成于空气进气口的两侧，该空气通路配置为将外部空气引至车轮侧；
控制阀，其配置为将在空气进气口中流动的空气选择性地传输至空气通路；以及
控制单元，其配置为基于车辆的运行状态来对旋转遮板的打开区域进行控制、对多个活板的打开和关闭操作进行控制、对冷却风扇的操作进行控制、并且对控制阀的操作进行控制，
该方法包括：
基于传感器信号而通过控制单元确定车辆的运行状态，所述传感器信号来自于大气温度传感器、速度传感器、空调压力传感器、空调开关传感器、制冷剂温度传感器和位置传感器；
基于确定的车辆的运行状态来确定是否关闭或打开旋转遮板；
通过控制单元完全关闭旋转遮板，并且当旋转遮板完全关闭时，关闭多个活板、停止冷却风扇的操作并且进行控制阀的操作。
16.根据权利要求15所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统的控制方法，进一步包括：
关闭控制阀以封闭分支通道；
当旋转遮板未完全关闭时，通过控制单元确定车辆的运行状态是否对应于预定的低速和高负载情况；
当车辆的运行状态对应于预定的低速和高负载情况时，通过控制单元完全打开旋转遮板、关闭多个活板、并且基于车辆的运行状态来控制冷却风扇和控制阀的操作。
17.根据权利要求16所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统的控制方法，其中，在车辆的运行状态对应于预定的低速和高负载情况的情况下，当车辆速度为加速状态时，控制阀通过控制单元而连通分支通道，当车辆速度为恒定状态时，控制阀通过控制单元而封闭分支通道，
当车辆的运行状态不对应于预定的低速和高负载情况时，通过控制单元确定车辆的运行状态是否对应于预定的高速和高负载情况；
当车辆的运行状态对应于预定的高速和高负载情况时，通过控制单元完全打开旋转遮板、打开多个活板、停止冷却风扇的操作、操作控制阀。
18.根据权利要求17所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统的控制方法，进一步包括：当车辆的运行状态不对应于预定的高速和高负载情况时，
基于车辆的运行状态而通过控制单元对控制阀的操作进行控制；
通过控制单元关闭多个活板、停止冷却风扇的操作、并且根据车辆的运行状态来控制旋转遮板的打开区域；
其中，在控制单元确定不需要完全关闭旋转遮板并且车辆的运行状态不对应于预定的低速和高负载情况的情况下，当车辆速度为加速状态时，控制阀连通分支通道，当车辆速度为恒定状态时，封闭分支通道。
19.根据权利要求18所述的用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统的控制方法，其中，用于控制进入车辆发动机室的空气流的系统进一步包括中间冷却器温度传感器，该中间冷却器温度传感器测量中间冷却器的温度并且输出相应的信号，以及
控制单元，其配置为接收来自中间冷却器温度传感器的信号并且确定车辆的运行状态。
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