CN108081949A - 车辆的主动式空气风门控制装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种车辆的主动式空气风门控制装置及其主动式空气风门控制方法。该主动式空气风门控制装置包括：存储单元，配置为存储关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度中的每一者的多个临界值；第一传感器，配置为测量冷却水温度；第二传感器，配置为测量制冷剂压力；第三传感器，配置为测量进气温度；以及控制器，配置为基于存储在存储单元中的多个临界值，将测量的冷却水温度、测量的制冷剂压力与测量的进气温度彼此结合，并且确定主动式空气风门的打开率。
Description
技术领域
本发明涉及车辆的主动式空气风门(AAF)控制装置及其主动式空气风门控制方法。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，并可不构成现有技术。
一般地，除了发动机等用于驱动车辆的部件之外，还将诸如散热器、中冷器、蒸发器、冷凝器等各种热交换器设置在车辆的发动机室中。
热交换器包括在内部流动的热交换介质，并且通过热交换器中的热交换介质和与热交换介质交换热量的外部空气实现冷却或散热。
因此，为使车辆的发动机室中的热交换器稳定地操作，期望将外部空气平顺地供应至发动机室中。
然而，在车辆高速行驶时大量外部空气高速进入发动机室的情况下，空气阻力变得非常大，因此燃料效率恶化。
为了解决上述问题，应用了主动式空气风门(AAF)控制系统，当车辆低速行驶时增加空气入口通道的开度，使进入发动机室的空气入口增大，并且当车辆高速行驶时减少空气入口通道的开度，使进入发动机室的空气入口减小，从而提高空气动力性能和燃料效率。
AAF控制系统安装在外部空气进入的位置，以根据车辆的操作系统改变空气入口通道的开度，从而主动地控制空气入口。
以下，将参照图1和图2说明常规的AAF控制系统的结构。图1是示出安装在车辆的散热器格栅上的AAF控制系统的主视图，图2是示出安装在车辆的散热器格栅上的AAF控制系统的侧视图。
参照图1和图2，AAF控制系统包括结合至车辆的前端模块1用以引导气流的管道2、结合至管道2的壳体3、固定至壳体3的致动器4，以及可旋转地结合至壳体3并且由致动器4的动力旋转以便打开或关闭壳体3的空气入口通道5的空气风门6。
这里，致动器4包括电机和多个齿轮构件(减速齿轮)，并且在致动器4的两侧安装有可相对于壳体3旋转的旋转轴7。
齿轮构件连接至旋转轴7用于动力传送，空气风门6一体结合至旋转轴7，并且当致动器4操作时，旋转轴7和空气风门6基本上同时旋转，由此打开或关闭壳体3的空气入口通道5。
在常规的AAF控制系统中，确定空气风门打开率所需的变量未被细分。特别地，已经发现，并未基于变量之间的关系来确定空气风门的打开率，使得冷却性能、空气动力性能和燃料效率恶化。
发明内容
本发明解决了现有技术中出现的上述问题，同时保持现有技术实现的优点完整无缺。
本发明的一个方面提供一种车辆的主动式空气风门(AAF)控制装置及其主动式空气风门(AAF)控制方法，能够通过基于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度之间的关系确定AAF的打开率，而提高车辆的冷却性能、空气动力性能和燃料效率。
本发明构思解决的技术问题不限于上述问题，并且本发明所属领域的技术人员将从以下说明中清楚地理解本文未提及的任何其它技术问题。
在一种形式中，车辆的主动式空气风门控制装置包括：存储单元，存储关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度中的每一者的多个临界值；第一传感器，测量冷却水温度；第二传感器，测量制冷剂压力；第三传感器，测量进气温度；以及控制器，基于存储在存储单元中的关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度中的每一者的多个临界值，将测量的冷却水温度、测量的制冷剂压力与测量的进气温度彼此关联，并且确定主动式空气风门的打开率。
控制器按照冷却水温度、制冷剂压力和进气温度的顺序，确定关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度的优先级。
当冷却水温度未超过多个临界值中的第一临界值，制冷剂压力未超过多个临界值中的第四临界值，并且进气温度未超过多个临界值中的第七临界值时，控制器确定主动式空气风门的打开率为约0％。
当冷却水温度未超过多个临界值中的第二临界值，制冷剂压力未超过多个临界值中的第五临界值，并且进气温度未超过多个临界值中的第八临界值时，控制器确定主动式空气风门的打开率为约25％。
当冷却水温度未超过多个临界值中的第三临界值，制冷剂压力未超过多个临界值中的第六临界值，并且进气温度未超过多个临界值中的第九临界值时，控制器确定主动式空气风门的打开率为约50％。
当冷却水温度超过多个临界值中的第三临界值，制冷剂压力超过多个临界值中的第六临界值，或者进气温度超过多个临界值中的第九临界值时，控制器确定主动式空气风门的打开率为约100％。
控制器基于外部环境改变多个临界值。
根据本发明的另一方面，车辆的主动式空气风门控制方法包括以下步骤：使存储单元存储关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度中的每一者的多个临界值；使第一传感器测量冷却水温度；使第二传感器测量制冷剂压力；使第三传感器测量进气温度；以及使控制器基于存储在存储单元中的关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度中的每一者的多个临界值，将测量的冷却水温度、测量的制冷剂压力与测量的进气温度彼此关联，并且通过控制器确定主动式空气风门的打开率。
确定打开率的步骤包括按照冷却水温度、制冷剂压力和进气温度的顺序，确定关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度的优先级。
确定打开率的步骤包括当冷却水温度未超过多个临界值中的第一临界值，制冷剂压力未超过多个临界值中的第四临界值，并且进气温度未超过多个临界值中的第七临界值时，确定主动式空气风门的打开率为约0％。
确定打开率的步骤包括当冷却水温度未超过多个临界值中的第二临界值，制冷剂压力未超过多个临界值中的第五临界值，并且进气温度未超过多个临界值中的第八临界值时，确定主动式空气风门的打开率为约25％。
确定打开率的步骤包括当冷却水温度未超过多个临界值中的第三临界值，制冷剂压力未超过多个临界值中的第六临界值，并且进气温度未超过多个临界值中的第九临界值时，确定主动式空气风门的打开率为约50％。
确定打开率的步骤包括当冷却水温度超过多个临界值中的第三临界值，制冷剂压力超过多个临界值中的第六临界值，或者进气温度超过多个临界值中的第九临界值时，确定主动式空气风门的打开率为约100％。
确定打开率的步骤包括基于外部环境改变多个临界值。
根据本文提供的说明，其他应用领域将变得显而易见。应当理解，说明和具体示例仅旨在说明的目的，而非旨在限制本发明的范围。
附图说明
为了很好地理解本发明，现在将参照附图说明以示例的方式给出的各种形式，其中：
图1是示出安装在车辆的散热器格栅上的主动式空气风门(AAF)控制系统的主视图；
图2是示出安装在车辆的散热器格栅上的AAF控制系统的侧视图；
图3是示出根据本发明的示例性形式的车辆的AAF控制装置的框图；
图4是示出根据本发明的示例性形式的车辆的AAF控制方法的流程图；并且
图5是示出使用根据本发明的示例性形式的车辆的AAF控制装置确定AAF的打开率的过程的流程图。
本文所述的附图仅用于说明的目的，而非旨在以任何方式限制本发明的范围。
附图中各元件的附图标记
图3
30：存储单元
31：冷却水温度测量单元
32：制冷剂压力测量单元
33：进气温度测量单元
34：控制器
图4
401：存储关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度中的每一者的多个临界值
402：测量冷却水温度
403：测量制冷剂压力
404：测量进气温度
405：基于关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度中的每一者的多个临界值，将分别通过传感器测量的冷却水温度、制冷剂压力和进气温度彼此有机地结合
图5
501：低速模式？
502：冷却水温度>α？
503：冷却水温度>β？
504：冷却水温度>γ？
505：制冷剂压力>δ？
506：制冷剂压力>ε？
507：制冷剂压力>ζ？
508：进气温度>η？
509：进气温度>θ？
510：进气温度>ι？
具体实施方式
以下说明本质上仅仅是示例性的，并不意图限制本发明、应用或用途。应当理解，在整个附图中，相应的附图标记表示相似或相应的部件和特征。
从以下结合附图进行的详细说明中将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点，因此本发明的技术思想将由本领域技术人员实施。此外，在本发明的说明中，当确定现有技术的详细说明将使本发明的要点模糊时，将省略其说明。
图3是示出根据本发明的示例性形式的车辆的AAF控制装置的框图。
如图3中所示，车辆的AAF控制系统包括存储单元30、冷却水温度测量单元31、制冷剂压力测量单元32、进气温度测量单元33和控制器34。
存储单元30存储关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度中的每一者的多个临界值。
也就是说，存储单元30存储关于冷却水温度的第一临界值(α)、第二临界值(β)和第三临界值(γ)。在这种情况下，关于冷却水温度的第一临界值、第二临界值和第三临界值满足以下不等式：α<β<γ。
此外，存储单元30存储关于制冷剂压力的第四临界值(δ)、第五临界值(ε)和第六临界值(ζ)。在这种情况下，关于制冷剂压力的第四临界值、第五临界值和第六临界值满足以下不等式：δ<ε<ζ。
此外，存储单元30存储关于进气温度的第七临界值(η)、第八临界值(θ)和第九临界值(ι)。在这种情况下，关于进气温度的第七临界值、第八临界值和第九临界值满足以下不等式：η<θ<ι。
然后，冷却水温度测量单元31可由用于向控制器34提供关于发动机的冷却水温度的信息的电阻式传感器实现。发动机冷却水温度传感器安装在进气歧管的冷却水通道中，发动机控制单元(ECU)基于发动机冷却水温度传感器的输出电压确定发动机的升温状态，并且当发动机的温度低时控制燃料的浓度。
制冷剂压力测量单元32可由安装在发动机室的制冷剂高压管线上的用于测量制冷剂压力的传感器实现。
进气温度测量单元33可由安装在气流传感器(AFS)上的用于测量进气温度的电阻式传感器实现。ECU基于来自进气温度传感器的输出电压感测进气温度，并且响应于进气温度校正燃料喷射量。
控制器34基于存储在存储单元30中的关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度中的每一者的多个临界值，将冷却水温度、制冷剂压力和进气温度彼此关联，以确定AAF的打开率。这里，打开率可被设定为零(0)阶段、第一(1)阶段、第二(2)阶段或第三(3)阶段中的一者。在这种情况下，零(0)阶段表示AAF完全关闭的状态，第一(1)阶段表示AAF的打开率约为25％的状态，第二(2)阶段表示AAF的打开率约为50％的状态，且第三(3)阶段表示AAF的打开率约为100％的状态。
特别地，控制器34确定冷却水温度、制冷剂压力和进气温度之间的优先级。即，控制器34按照对车辆的冷却性能、空气动力性能和燃料效率具有最大影响的顺序，将冷却水温度确定为第一等级，将制冷剂压力确定为第二等级，并将进气温度确定为第三等级。优先级意指考虑用以确定AAF的打开率的顺序。
然后，当冷却水温度未超过第一临界值，制冷剂压力未超过第四临界值，并且进气温度未超过第七临界值时，控制器34确定AAF的打开率至零(0)阶段(关闭)。
此外，当冷却水温度未超过第二临界值，制冷剂压力未超过第五临界值，并且进气温度未超过第八临界值时，控制器34确定AAF的打开率至第一阶段。
此外，当冷却水温度未超过第三临界值，制冷剂压力未超过第六临界值，并且进气温度未超过第九临界值时，控制器34确定AAF的打开率至第二阶段。
此外，当冷却水温度超过第三临界值，制冷剂压力超过第六临界值，或者进气温度超过第九临界值时，控制器34确定AAF的打开率至第三阶段(完全打开)。
以下将参照图4详细说明上述情况。
确定AAF的打开率的过程优选地应用于低速模式(例如，等于或小于约30KPH)下的车辆，但不必限于此。
同时，当控制器34将通过冷却水温度测量单元31测量的冷却水温度与第一临界值、第二临界值和第三临界值中的每一者比较时，控制器34可考虑诸如车辆外部的空气温度、车辆的速度、高负载行驶状况(车辆爬坡)等外部环境，而改变第一临界值、第二临界值和第三临界值中的每一者。
例如，在车辆外部的空气温度等于或小于约零(0)摄氏度的情况下，控制器34将第一临界值、第二临界值和第三临界值中的每一者增加预定值。
此外，当控制器34将通过制冷剂压力测量单元32测量的制冷剂压力与第四临界值、第五临界值和第六临界值中的每一者比较时，控制器34可考虑诸如空调的功率、车辆的速度、高负载行驶状况等外部环境，而改变第四临界值、第五临界值和第六临界值中的每一者。
例如，当空调的功率高于参考值时，控制器34确定发动机过热，并且将第四临界值、第五临界值和第六临界值中的每一者减少预定值。
此外，当控制器34将通过进气温度测量单元33测量的进气温度与第七临界值、第八临界值和第九临界值中的每一者比较时，控制器34可考虑诸如车辆外部的空气温度、车辆的速度、高负载行驶状况等外部环境，而改变第七临界值、第八临界值和第九临界值中的每一者。
例如，在外部空气温度等于或小于约零(0)摄氏度的情况下，控制器34将第七临界值、第八临界值和第九临界值中的每一者增加预定值。
图4是示出根据本发明的示例性形式的车辆的AAF控制方法的流程图。
首先，存储单元30存储关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度中的每一者的多个临界值(401)。
然后，冷却水温度测量单元(第一传感器)测量冷却水温度(402)。
之后，制冷剂压力测量单元(第二传感器)测量制冷剂压力(403)。
然后，进气温度测量单元(第三传感器)测量进气温度(404)。
控制器34基于存储在存储单元30中的关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度中的每一者的多个临界值，接收分别通过第一传感器、第二传感器和第三传感器测量的冷却水温度、制冷剂压力和进气温度，并且确定AAF的打开率(405)。
在这种情况下，将参照图5详细说明控制器34接收冷却水温度、制冷剂压力和进气温度并确定AAF的打开率的过程。
图5是示出使用根据本发明的示例性形式的车辆的AAF控制装置确定AAF的打开率的过程的流程图。
首先，确定车辆是否处于低速模式(例如，等于或小于约30KPH)(501)。
基于所确定的结果(501)，当车辆处于低速模式时，确定AAF的打开率为约100％(514)。
基于所确定的结果(501)，当车辆不处于低速模式时，确定冷却水温度是否超过第一临界值(502)。
基于所确定的结果(502)，当冷却水温度超过第一临界值时，确定冷却水温度是否超过第二临界值(503)。
基于所确定的结果(502)，当冷却水温度未超过第一临界值时，确定制冷剂压力是否超过第四临界值(505)。
基于所确定的结果(503)，当冷却水温度超过第二临界值时，确定冷却水温度是否超过第三临界值(504)。
基于所确定的结果(503)，当冷却水温度未超过第二临界值时，确定制冷剂压力是否超过第五临界值(506)。
基于所确定的结果(504)，当冷却水温度超过第三临界值时，确定AAF的打开率为约100％(514)。
基于所确定的结果(504)，当冷却水温度未超过第三临界值时，确定制冷剂压力是否超过第六临界值(507)。
基于所确定的结果(505)，当制冷剂压力超过第四临界值时，确定制冷剂压力是否超过第五临界值(506)。
基于所确定的结果(505)，当制冷剂压力未超过第四临界值时，确定进气温度是否超过第七临界值(508)。
基于所确定的结果(506)，当制冷剂压力超过第五临界值时，确定制冷剂压力是否超过第六临界值(507)。
基于所确定的结果(506)，当制冷剂压力未超过第五临界值时，确定进气温度是否超过第八临界值(509)。
基于所确定的结果(507)，当制冷剂压力超过第六临界值时，确定AAF的打开率为约100％(514)。
基于所确定的结果(507)，当制冷剂压力未超过第六临界值时，确定进气温度是否超过第九临界值(510)。
基于所确定的结果(508)，当进气温度超过第七临界值时，确定进气温度是否超过第八临界值(509)。
基于所确定的结果(508)，当进气温度未超过第七临界值时，确定AAF的打开率为约0％(511)。
基于所确定的结果(509)，当进气温度超过第八临界值时，确定进气温度是否超过第九临界值(510)。
基于所确定的结果(509)，当进气温度未超过第八临界值时，确定AAF的打开率为约25％(512)。
基于所确定的结果(510)，当进气温度超过第九临界值时，确定AAF的打开率为约100％(514)。
基于所确定的结果(510)，当进气温度未超过第九临界值时，确定AAF的打开率为约50％(515)。
同时，本发明的上述方法可实施为计算机程序。构成计算机程序的代码和代码段可由本领域的计算机程序员容易地推断出来。此外，计算机程序可存储在计算机可读记录介质中，并可由计算机读取和执行，从而实现本发明的方法。此外，记录介质包括计算机可读取的所有类型的记录介质。
在本发明的一种形式中，通过将冷却水温度、制冷剂压力和进气温度彼此紧密关联而确定AAF的打开率，因此可提高车辆的冷却性能、空气动力性能和燃料效率。
在上文中，虽然已经参照示例性形式和附图说明了本发明，但是本发明不限于此，而是可由本发明所属领域的技术人员进行各种修改和变更，且不脱离本发明的思想和范围。
Claims (14)
1.一种车辆的主动式空气风门控制装置，包括：
存储单元，配置为存储关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度中的每一者的多个临界值；
第一传感器，配置为测量冷却水温度；
第二传感器，配置为测量制冷剂压力；
第三传感器，配置为测量进气温度；以及
控制器，配置为基于存储在所述存储单元中的关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度中的每一者的多个临界值，将测量的冷却水温度、测量的制冷剂压力与测量的进气温度彼此关联，并且确定主动式空气风门的打开率。
2.根据权利要求1所述的主动式空气风门控制装置，其中所述控制器配置为按照冷却水温度、制冷剂压力和进气温度的顺序，确定关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度的优先级。
3.根据权利要求2所述的主动式空气风门控制装置，其中所述控制器配置为当冷却水温度未超过多个临界值中的第一临界值，制冷剂压力未超过多个临界值中的第四临界值，并且进气温度未超过多个临界值中的第七临界值时，确定所述主动式空气风门的打开率为约0％。
4.根据权利要求2所述的主动式空气风门控制装置，其中所述控制器配置为当冷却水温度未超过多个临界值中的第二临界值，制冷剂压力未超过多个临界值中的第五临界值，并且进气温度未超过多个临界值中的第八临界值时，确定所述主动式空气风门的打开率为约25％。
5.根据权利要求2所述的主动式空气风门控制装置，其中所述控制器配置为当冷却水温度未超过多个临界值中的第三临界值，制冷剂压力未超过多个临界值中的第六临界值，并且进气温度未超过多个临界值中的第九临界值时，确定所述主动式空气风门的打开率为约50％。
6.根据权利要求2所述的主动式空气风门控制装置，其中所述控制器配置为当冷却水温度超过多个临界值中的第三临界值，制冷剂压力超过多个临界值中的第六临界值，或者进气温度超过多个临界值中的第九临界值时，确定所述主动式空气风门的打开率为约100％。
7.根据权利要求1所述的主动式空气风门控制装置，其中所述控制器配置为基于外部环境改变所述多个临界值。
8.一种车辆的主动式空气风门控制方法，所述方法包括以下步骤：
使存储单元存储关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度中的每一者的多个临界值；
使第一传感器测量冷却水温度；
使第二传感器测量制冷剂压力；
使第三传感器测量进气温度；以及
使控制器基于存储在所述存储单元中的关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度中的每一者的多个临界值，将测量的冷却水温度、测量的制冷剂压力与测量的进气温度彼此关联，并且通过所述控制器确定主动式空气风门的打开率。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述确定打开率的步骤包括按照冷却水温度、制冷剂压力和进气温度的顺序，确定关于冷却水温度、制冷剂压力和进气温度的优先级。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述确定打开率的步骤包括当冷却水温度未超过多个临界值中的第一临界值，制冷剂压力未超过多个临界值中的第四临界值，并且进气温度未超过多个临界值中的第七临界值时，确定所述主动式空气风门的打开率为约0％。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述确定打开率的步骤包括当冷却水温度未超过多个临界值中的第二临界值，制冷剂压力未超过多个临界值中的第五临界值，并且进气温度未超过多个临界值中的第八临界值时，确定所述主动式空气风门的打开率为约25％。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述确定打开率的步骤包括当冷却水温度未超过多个临界值中的第三临界值，制冷剂压力未超过多个临界值中的第六临界值，并且进气温度未超过多个临界值中的第九临界值时，确定所述主动式空气风门的打开率为约50％。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述确定打开率的步骤包括当冷却水温度超过多个临界值中的第三临界值，制冷剂压力超过多个临界值中的第六临界值，或者进气温度超过多个临界值中的第九临界值时，确定所述主动式空气风门的打开率为约100％。
14.根据权利要求8所述的方法，其中所述确定打开率的步骤包括基于外部环境改变所述多个临界值。
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