CN110962585A - 车辆进气口及其控制方法 - Google Patents

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刘杨
叶坚
付杰
王银慈
雍安姣
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    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/08—Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor
    • B60K11/085—Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor with adjustable shutters or blinds
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Abstract

本发明提供了一种车辆进气口，前保上位于车牌安装位下方的进气口包括左、右固定口沿，上和/或下口沿为板条状的导流板，导流板上设置有轴芯与车宽方向一致的铰接轴，铰接轴延伸至左、右固定口沿所在侧并与前保内侧布置的铰支座铰接，驱动机构驱动导流板和铰接轴同步转动时，进气口在垂直于车长方向的铅垂面内的投影区域大小变化。上述方案中，通过调节导流板的转动角度来调节进风区域的大小，从而实现控制进风量的需求，并且其中的活动结构只有单个的导流板，这样执行机构较少结构简单，安装及维修较为方便。

Description

车辆进气口及其控制方法
技术领域
本发明涉及车辆散热领域，特别是涉及一种车辆的进气口结构。
背景技术
汽车前保险杠处的格栅开口为发动机冷却系统提供所需的冷却气流，但过大的格栅开口却会导致整车气动阻力增大，不利于提升续航里程，同时为了提高低温环境下的升温速度，也需要尽可能小的格栅开口面积。而过小的格栅开口会导致其进风量不足影响高温状态下发动机散热。如何使车辆满足不同工况下的进风量需求是汽车厂商一直需要解决的问题。
目前汽车厂商的通用的解决方法是针对不同市场开发不同开口大小的格栅，比如热带市场采用大开口的前格栅，寒带市场采用小开口的前格栅。或者是采用主动式进气口，能够根据水温打开或关闭格栅叶片，起到控制进风量的效果。
汽车发动机冷却系统中的水箱一般位于发动机和前防撞梁之间，由于前防撞梁的遮挡在水箱的前方，因此水箱的风冷区域位于前防撞梁的上方和下方，针对两个进气区域一般汽车厂商会在车头处设置上、下进气口，其中下进气口开设在前保险杠上。
现有技术中，申请号为CN101822770671.6《可调节汽车散热器格栅》设计了一种通过蜗杆(311)或链轮统一控制的格栅叶片。申请号为CN101510582867.2《一种用于汽车前格栅的开闭控制结构及汽车》设计了一种类似卷帘门的关闭机构，来控制格栅开口大小。现有技术需要控制了多个格栅的开口大小，执行机构纵向跨度大，每个格栅板上均需设置驱动机构，容易失效且成本较高，零部件众多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够控制进风量且结构简单的车辆进气口及其控制方法。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种车辆进气口，前保上位于车牌安装位下方的进气口包括左、右固定口沿，上和/或下口沿为板条状的导流板，导流板上设置有轴芯与车宽方向一致的铰接轴，铰接轴延伸至左、右固定口沿所在侧并与前保内侧布置的铰支座铰接，驱动机构驱动导流板和铰接轴同步转动时，进气口在垂直于车长方向的铅垂面内的投影区域大小变化。
上述方案中，通过调节导流板的转动角度来调节进风区域的大小，从而实现控制进风量的需求，并且其中的活动结构只有单个的导流板，这样执行机构较少结构简单，安装及维修较为方便。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2、3是本发明的两种位置状态示意图；
图4为本发明中控制方法的流程图。
具体实施方式
一种车辆进气口，前保10上位于车牌安装位下方的进气口11包括左、右固定口沿111、112，上和/或下口沿为板条状的导流板20，导流板20上设置有轴芯与车宽方向一致的铰接轴21，铰接轴21延伸至左、右固定口沿111、112所在侧并与前保10内侧布置的铰支座114铰接，驱动机构驱动导流板20和铰接轴21同步转动时，进气口11在垂直于车长方向的铅垂面内的投影区域大小变化。
上述方案中，前保10的上下方具有进气口，由于前保上方的进气口与汽车前脸的美观性具有较强的相关性，因此其结构不便于修改，前保10下方的进气口11较为隐蔽，对其改造后对美观性的影响较小。驱动机构的动力便于直接作用在铰接轴上，因此需要同步驱动导流板20和铰接轴21，进气口11在垂直于车长方向的铅垂面内的投影区域大小即为进风区域的大小，通过调节导流板的转动角度来调节进风区域的大小，从而实现控制进风量的需求，并且其中的活动结构只有单个的导流板，这样执行机构较少结构简单，安装及维修较为方便。
所述的导流板20位于进气口11的下口沿处构成活动式下口沿。现有的进气口11的下口沿本身就存在板状的前唇，本发明中将其改造为活动式的下口沿，无需增加另外的导流板20，满足汽车轻量化的需求。
所述的导流板20位于平置位时，其前侧边沿22与进气口11两侧下边的前凸式下唇沿顺齐布置。车辆静止时是人眼最易观察到其外观的时候，此时将导流板20平置，本方案中的导流板20便与进气口11两侧下边的前凸式下唇沿顺齐，其外观更加美观整体。
所述的导流板20上的铰接轴21布置在导流板20中部偏后位置处。这样较小角度的旋转可以实现导流板20的前侧边沿22较大范围的摆动，即实现进风区域较大范围的变化。
所述驱动机构30包括步进电机31，所述铰接轴21一端设置有轮芯方向与其轴芯方向一致的齿轮211，步进电机31上设置的蜗杆311与铰接轴21一端的齿轮211构成涡轮蜗杆传动机构。步进电机31可以便于正反转，且易于控制旋转圈数和角度，涡轮蜗杆结构简单且具有自锁效应，会保持固定不旋转，不需要额外的锁止机构。
所述导流板20上设置有转动角度传感器。便于检测导流板20的实际转动角度，与电控转动角度进行对比，保持其转动精度。
车辆进气口的控制方法，包括以下步骤：A、车辆启动并自检，检查导流板20的位置并将其旋转角度清零使所述投影区域的面积达到最小；B、发动机水温数据发送至控制器；C、当水温≤95℃，控制器无信号输出导流板20无动作，保持所述投影区域面积最小，当95℃＜水温≤110℃，控制器根据车速、环境温度以及水温数据发出信号至驱动机构30驱动导流板20转动以使所述投影区域大小变化并记录导流板20的转动角度，当水温＞110℃，控制器发出信号至驱动机构30驱动导流板20到达极限位以使所述投影区域面积最大。D、导流板20的角度位置信号反馈至控制器修正其转动角度。
当汽车启动时，由于发动机需要快速升温故将进风量控制到最小，当汽车在怠速或是行驶时，只要发动机水温未超过95℃，控制器不会输出信号，此时水箱所需的进风量足够，将进风量控制到最小有利于减小车辆行驶风阻。当汽车水温超过95℃小于110℃时，发动机水温信号和车速信号被传递到控制器，控制器根据内置的水温车速和电机转角关系的方程式输出信号至驱动机构30驱动导流板20转动到合适角度。如果水温转而开始下降，且仍然位于95℃以上时，控制器根据新的转角输出信号与当前状态电机转角值进行比较，得出差异值，在输出差异值使得电机反向旋转带动导流板20翻转以减小进风区域的大小。如果水温开始继续上升，且仍然位于95℃以上时，控制器根据新的转角输出信号与当前状态电机转角值进行比较，得出差异值，在输出差异值使得电机正向旋转带动导流板20翻转以增大进风区域的大小，这样便于保持水箱所需进风量与风阻的平衡。当水温上升到110℃以上时，控制器输出转角信号使进风区域达到最大，有利于水箱的快速散热。导流板20的角度位置信号反馈有利于提高其转动位置精度。
所述所述投影区域面积最小，导流板20与水平面夹角为10°～20°；所述投影区域面积最大时，导流板20与水平面夹角为20°～50°。导流板20的极限角度不仅限于上述所设值，也可是其他任意角度，取决于不同的前保10形状及导流板20尺寸。
所述控制器与车辆的ECU控制器相连读取CAN总线中的车速、发动机水温、环境温度数据，这样无需添加多余的传感器。
所述控制器工作周期为1～5分钟，每周期接受一次发动机水温和车速信号，并进行判断，然后执行。控制器工作周期可以是任意值。推荐1至5分钟。

Claims (10)

1.一种车辆进气口，其特征在于：前保(10)上位于车牌安装位下方的进气口(11)包括左、右固定口沿(111、112)，上和/或下口沿为板条状的导流板(20)，导流板(20)上设置有轴芯与车宽方向一致的铰接轴(21)，铰接轴(21)延伸至左、右固定口沿(111、112)所在侧并与前保(10)内侧或布置的铰支座(114)铰接，驱动机构驱动导流板(20)和铰接轴(21)同步转动时，进气口(11)在垂直于车长方向的铅垂面内的投影区域大小变化。
2.根据权利要求1所述的车辆进气口，其特征在于：所述的导流板(20)位于进气口(11)的下口沿处构成活动式下口沿。
3.根据权利要求1或2所述的车辆进气口，其特征在于：所述的导流板(20)位于平置位时，其前侧边沿(22)与进气口(11)两侧下边的前凸式下唇沿顺齐布置。
4.根据权利要求1或2所述的车辆进气口，其特征在于：所述的导流板(20)上的铰接轴(21)布置在导流板(20)中部偏后位置处。
5.根据权利要求1所述的车辆进气口，其特征在于：所述驱动机构(30)包括步进电机(31)，所述铰接轴(21)一端设置有轮芯方向与其轴芯方向一致的齿轮(211)，步进电机(31)上设置的蜗杆(311)与铰接轴(21)一端的齿轮(211)构成涡轮蜗杆传动机构。
6.根据权利要求1所述的车辆进气口，其特征在于：所述导流板(20)上设置有转动角度传感器。
7.一种车辆进气口的控制方法，包括以下步骤：
A、车辆启动并自检，检查导流板(20)的位置并将其旋转角度清零使所述投影区域的面积达到最小；
B、发动机水温数据发送至控制器；
C、当水温≤95℃，控制器无信号输出导流板(20)无动作，保持所述投影区域面积最小，当95℃＜水温≤110℃，控制器根据车速、环境温度以及水温数据发出信号至驱动机构(30)驱动导流板(20)转动以使所述投影区域大小变化并记录导流板(20)的转动角度，当水温＞110℃，控制器发出信号至驱动机构(30)驱动导流板(20)到达极限位以使所述投影区域面积最大。
D、导流板(20)的角度位置信号反馈至控制器修正其转动角度。
8.根据权利要求7所述的车辆进气口的控制方法，其特征在于：所述所述投影区域面积最小，导流板(20)与水平面夹角为10°～20°；所述投影区域面积最大时，导流板(20)与水平面夹角为20°～50°。
9.根据权利要求7所述的车辆进气口的控制方法，其特征在于：所述控制器与车辆的ECU控制器相连读取CAN总线中的车速、发动机水温、环境温度数据。
10.根据权利要求7所述的车辆进气口的控制方法，其特征在于：所述控制器工作周期为1～5分钟，每周期接受一次发动机水温和车速信号，并进行判断，然后执行。
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