CN111688474A - 用于活动热交换器的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本申请大体上涉及一种用于为活动热交换器提供动态定位以改善车辆空气动力学的方法和设备。更具体地，本公开的各方面涉及用于具有多个气流开口的车辆面板的系统、方法和装置，其中至少一个具有活动开闭器系统，并且其中活动热交换器被定位成当部署活动空气动力设备时响应于一个或多个气流开口的关闭。

Description

用于活动热交换器的方法和设备

技术领域

本公开大体上涉及车辆热交换器，并且更具体地，包括具有动态定位以改善车辆空气动力学的活动(active)热交换器。更具体地，本公开的各方面涉及用于车辆面板(fascia)的系统、方法和装置，所述车辆面板具有带有大的横截面面积的第一气流开口和具有较小的横截面面积的第二气流开口。活动热交换器可定位为在采用活动空气动力学时响应一个或多个气流开口的关闭。

背景技术

空气动力学是包括汽车在内的车辆设计中的重要因素。汽车空气动力学是对道路车辆的空气动力学的研究。该研究的主要目标是减少阻力和风噪声，将噪声排放降至最低，并防止不希望的升力和其他导致在高速下空气动力学不稳定的原因。另外，对空气动力学的研究也可用于实现高性能车辆的下压力，以提高车辆的牵引力和转弯能力。该研究通常用于成形车辆的车身，以在特定车辆用途的上述特性中达成理想的折衷。

空气动力学车辆设计的目标包括减少阻力、风噪声和车辆噪声排放，以及防止不期望的升力和其他可能引起空气动力学不稳定的原因。为了获得足够的空气动力学下压力，车身通常被构造有多个前面、侧面、车身底部和/或后面空气动力学元件，例如，空气围挡、分离器、扰流板、翼板和扩散器。由于在所产生的空气动力下压力、燃料经济性和最高速度之间存在折衷，因此某些空气动力元件的位置可以被活动地控制并因此被选择性地部署以便提供足够的附加空气动力下压力。减少进入车辆的空气摄入量可以减少对车辆的空气动力学阻力影响，从而改善空气动力学性能，但是可能降低高速公路驾驶期间动力总成的冷却效率。希望避免这些问题以在高速公路和城市驾驶期间能够选择性地部署空气动力学元件。

在背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景技术的理解，因此，其可能包含不构成该国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本文公开的是用于提供车辆感测和控制系统的对象检测方法和系统以及相关的控制逻辑，制造这种系统的方法和用于操作这种系统的方法，以及配备有车载传感器和控制系统的机动车辆。通过示例而非限制的方式，提出了用于车辆的活动空气动力学系统以及用于与本文公开的这些系统协同工作的活动冷却系统的各种实施例。

根据本发明的一方面，一种车辆冷却系统，包括具有第一气流开口和第二气流开口的面板、马达驱动(motorized)滑动器、安装到所述马达驱动滑动器的热交换器、安装在第一气流开口内的活动空气动力学开闭器系统、用于确定活动空气动力学开闭器系统的打开状态和活动空气动力学开闭器系统的关闭状态的检测器，以及用于控制马达驱动滑动器的位置的控制器，以使热交换器响应于检测器检测到打开状态位于第一气流开口内，以及响应于检测器检测到关闭状态位于第二气流开口内。

根据本发明的另一方面，所述设备包括具有第一气流开口和第二气流开口的面板；安装在所述第二气流开口内的开闭器组件，其中所述开闭器组件具有打开状态和关闭状态；热交换器；以及致动器，用于响应于开闭器组件处于关闭状态而将热交换器移动到第一气流开口的气流内的第一位置和响应于开闭器组件处于打开状态将热交换器移动到第二气流开口的气流内的第二位置。

根据本发明的另一方面，一种方法包括检测车辆前面板气流开口中的开闭器组件的开口；初始化致动器马达，以将热交换器定位在车辆前面板气流开口的气流内；检测所述开闭器组件在所述车辆前面板气流开口中的关闭；以及初始化所述致动器马达以将所述热交换器定位在备用车辆前面板气流开口的气流内。

根据本发明的其他方面，检测器可以包括光传感器并且可以联接至车辆数据总线，活动空气动力学开闭器系统响应于车速低于阈值速度而被设置到打开状态，活动空气动力学开闭器系统响应于发动机冷却剂温度超过阈值而被设置到打开状态，马达驱动滑动器是在竖直取向上位于面板后面的线性滑动器，第一气流开口小于第二气流开口，并且活动空气动力学开闭器系统响应于车辆超过预定速度被关闭。

结合附图，从以下优选实施例的详细描述中，本公开的上述优点以及其他优点和特征将变得显而易见。

附图说明

本发明的上述和其他特征和优点以及实现它们的方式将变得更加显而易见，并且通过参考以下结合附图的本发明的实施例的描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1示出了根据本公开的实施例的用于机动车辆中的活动热交换器的方法和设备的示例性应用；

图2a示出了根据本公开的实施例的用于机动车辆中的活动热交换器的方法和设备的示例性应用的第一视图；

图2b示出了根据本公开的实施例的用于机动车辆中的活动热交换器的方法和设备的示例性应用的第二视图；

图3示出了示出根据本公开的实施例的用于机动车辆中的活动热交换器的示例性系统的框图；

图4示出了图示根据本公开的实施例的用于活动热交换器的示例性方法的流程图。

本文阐述的示例说明了本发明的优选实施例，并且这些示例不应解释为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅是示例，并且其他实施例可以采取各种替代形式。这些附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应解释为限制性的，而仅是代表性的。可以将参考任何一个附图示出和描述的各种特征与在一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，对于特定的应用或实施方式，可能期望与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改。

图1示意性地示出了根据本公开的用于机动车辆100中的活动热交换器的方法和设备的示例性应用。在该示例性实施例中，示出了机动车辆的前面板110。示例性前面板110具有上部气流开口120和下部气流口130。示例性前面板110还可包括制动冷却气流导管140和前灯150。

上部气流开口120和/或下部气流开口130可以包括活动开闭器组件，例如活动格栅开闭器，其打开和关闭以减少进入发动机舱的空气流。例如，在高速下，下部气流开口130上的活动格栅开闭器组件可以关闭，仅留下较小的上部气流开口120打开，从而限制了进入发动机舱的气流，但是增加了空气动力学效率。相反，当停止或低速行驶时，活动格栅开闭器组件可能会打开，从而增加进入发动机舱的气流并提高冷却效率。出现的问题是，可能无法理想地定位车辆冷却剂热交换器，以便在高速下从上部气流开口120以及在较慢速度操作期间从下部气流开口130接收最大的冷却效率。

现在转向图2a，示出了第一图，其示出了用于机动车辆中的活动热交换器的示例性应用200。根据低速应用，示出了具有发动机215的示例性发动机舱的侧视图。示例性发动机舱可包括前面板，前面板具有上部气流开口210、下部气流开口220、活动格栅开闭器系统220、热交换器230和致动器机构240。在该应用中，活动格栅开闭器系统220打开以允许增加气流。热交换器已经经由致动器机构240降低到较低的位置，以更好地受益于通过下部气流开口220的增加的气流。

现在转向图2b，示出了第二图，其示出了用于机动车辆中的活动热交换器的示例性应用201。根据高速应用，示出了具有发动机255的示例性发动机舱的侧视图。该示例性发动机舱可以包括前面板，该前面板具有上部气流开口265、下部气流开口270和活动格栅开闭器系统275、热交换器260和致动器机构280。在该应用中，活动格栅开闭器系统275发动机关闭，减少了进入发动机舱的气流，但增加了车辆的空气动力学效率。热交换器已经经由致动器机构280上升到上部位置，以更好地受益于通过上部气流开口265的气流。

现在转到图3，示出了示出用于活动热交换器300的示例性系统300的框图。示例性系统300可包括处理器310、车辆传感器320、温度传感器330、开闭器系统340和致动器机构350。在该示例性实施例中，车辆传感器330是可操作的以检测车辆何时已超过阈值速度，并将受益于增加的空气动力学效率。传感器可以通过监视车辆控制器局域网总线(CAN)、全球定位传感器(GPS)等来实现此。处理器310是可操作的以监视车辆传感器330并确定车辆何时达到超过阈值速度的速度。在这一点上，处理器是可操作的以生成第一控制信号以联接到开闭器系统340和致动器机构350。第一控制信号被构造为控制开闭器系统340的关闭并控制致动器机构350，使得热交换器放置在高速位置。例如，在图2a和图2b中所示的示例性实施例中，热交换器将被升高到上部位置，使得热交换器将位于上部气流开口的气流内。处理器进一步是可操作的以生成第二控制信号，其中第二控制信号被构造为控制开闭器系统240的打开并控制致动器机构350，使得热交换器被置于低速位置。

示例性系统还可包括用于检测车辆液体冷却剂的工作温度的温度传感器330。处理器310可以是可操作的以监视温度传感器310的输出以确定冷却剂温度低于下阈值温度并生成第三控制信号。在该示例性实施例中，开闭器系统340可以被构造成关闭，并且致动器机构350被控制成移动热交换器以与无限制的气流开口成一直线。同样地，如果冷却剂温度高于上阈值温度，则处理器310可以是可操作的以生成第四控制信号以联接到开闭器系统340和致动器机构350，以便打开开闭器并移动热交换器与容纳打开的开闭器的气流开口成一直线。

现在转到图4，示出了图示用于活动热交换器400的示例性方法400的流程图。该方法首先是可操作的以监视活动格栅开闭器系统405的状态。在该示例性实施例中，活动格栅开闭器可以具有打开状态或关闭状态。然后该方法是可操作的以检测活动格栅开闭器系统410的状态变化。如果活动格栅开闭器系统已被改变为打开状态，则该方法随后是可操作的以控制致动器，使得热交换器移动到在容纳活动格栅开闭器系统430的气流开口的气流内的位置。如果活动格栅开闭器系统已更改为关闭状态，则该方法是可操作的以控制所述致动器，使得热交换器移至备用的气流开口420的气流内的位置。在示例性实施例中，通过在致动机构上致动马达来改变热交换器的位置，该致动机构为诸如环形螺钉或马达驱动滑动器。马达驱动滑动器可以是在竖直方向上位于前面板之后的线性滑动器，其中，热交换器固定到马达驱动滑动器的移动部分。该方法可以可操作的以检测活动格栅开闭器的状态是否已响应于气流测量、车辆的速度测量、使用安装在活动格栅开闭器附近的光传感器的光测量或发动机冷却剂的温度测量而改变。

应该强调的是，可以对这里描述的实施例进行许多变型和修改，其中的元件应被理解为是其他可接受的示例。所有这些修改和变型旨在被包含在本公开的范围内，并由所附权利要求保护。而且，本文描述的任何步骤可以同时执行或以与本文所排列的步骤不同的顺序执行。而且，应该显而易见的是，本文公开的特定实施例的特征和属性可以以不同的方式组合以形成另外的实施例，所有这些都落入本公开的范围内。

尽管上面描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了权利要求所涵盖的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性的词语而不是限制性的词语，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以进行各种改变。如先前所描述，各种实施例的特征可被组合以形成可能未明确描述或示出的本公开的其他示例性方面。尽管可以将各种实施例描述为相对于一个或多个期望的特征提供优点或优于其他实施例或现有技术的实现方式，但是本领域普通技术人员认识到可以折衷一个或多个特征或特性来实现期望的总体系统属性，其具体取决于特定的应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可使用性、重量、可制造性、易于组装等。因而，相对于一个或多个特征被描述为比其他实施例或现有技术实施方式更不期望的实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是期望的。

Claims (10)

1.一种车辆冷却系统，包括：

-面板，具有第一气流开口和第二气流开口；

-马达驱动滑动器；

-热交换器，安装到所述马达驱动滑动器；

-活动空气动力学开闭器系统，安装在第一气流开口内；

-检测器，用于确定活动空气动力学开闭器系统的打开状态和活动空气动力学开闭器系统的关闭状态；和

-控制器，用于控制所述马达驱动滑动器的位置，以使得热交换器响应于检测器检测到打开状态而位于第一气流开口内，并且响应于检测器检测到关闭状态而位于第二气流口内。

2.根据权利要求1所述的车辆冷却系统，其中，所述检测器包括光传感器。

3.根据权利要求1所述的车辆冷却系统，其中，所述检测器联接到车辆数据总线。

4.根据权利要求1所述的车辆冷却系统，其中，所述活动空气动力学开闭器系统响应于车速低于一阈值速度被设置到打开状态。

5.根据权利要求1所述的车辆冷却系统，其中，所述活动空气动力学开闭器系统响应于发动机冷却剂温度超过一阈值被设置到打开状态。

6.根据权利要求1所述的车辆冷却系统，其中，所述马达驱动滑动器是在竖直取向上位于所述面板后方的线性滑动器。

7.根据权利要求1所述的车辆冷却系统，其中，所述第一气流开口小于所述第二气流开口。

8.根据权利要求1所述的车辆冷却系统，其中，响应于所述车辆超过一预定速度，所述活动空气动力学开闭器系统被关闭。

9.一种方法，包括：

-检测车辆前面板气流开口中的开闭器组件的打开；

-初始化致动器马达以将热交换器放置在车辆前面板气流开口的气流内；

-检测在车辆前面板气流开口中的开闭器组件的关闭；和

-初始化致动器马达以将热交换器放置在备用车辆前面板气流开口的气流内。

10.一种设备，包括：

-面板，具有第一气流开口和第二气流开口；

-开闭器组件，安装在第二气流开口内，其中开闭器组件具有打开状态和关闭状态；

-热交换器；和

-致动器，用于响应于开闭器组件处于关闭状态将热交换器移动到第一气流开口的气流内的第一位置，并响应于开闭器组件处于打开状态将热交换器移动到第二气流开口的气流内的第二位置。

Images