CN116353334A - 一种可适用于多种车型的智能格栅控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车格栅技术领域，具体公开了一种可适用于多种车型的智能格栅控制系统，包括进气格栅以及控制进气格栅的百叶片开合的调节电机，还包括：信息采集模块，与汽车CAN总线连接，通过汽车CAN总线采集汽车当前时间节点的目标参数的数据；数据处理模块：接收所述的目标参数的数据，设定单次格栅开合角度Δθ，计算制暖收益以及散热效益根据制暖收益和散热效益数据，计算当前需要调整的开合倍数n；计算调节角度β，并生成调节指令；执行模块，接收调节指令，根据所述的调节指令控制调节电机，调整进气格栅的开合角度。相比于现有的控制方法，本发明能够充分考虑到汽车制暖与汽车散热系统的联系，从而做到同时满足制暖和散热需求。
Description
技术领域
本发明涉及汽车格栅技术领域，具体涉及一种可适用于多种车型的智能格栅控制系统。
背景技术
汽车主动进气格栅，简称AGS系统，是近些年汽车工程技术领域一项新兴的节油技术，它具备成本相对较低，节能效果明显的特点。进气格栅是汽车前部造型的重要组成部分，影响着整车的设计风格。市面上大部分汽车的进气格栅是固定结构，而AGS系统在车辆行驶过程中，通过测量发动机水温、机油温度和进气温度等信息，依靠控制电机实现进气格栅的百叶片开启一定角度或者关闭，从而达到调节进入发动机舱冷却风量的目的，降低行驶过程中的内循环阻力，提升整车燃油经济性。
当百叶片开启角度发生变化时，进入发动机舱内的气流量、气流的方向会受到影响，从而引起整车冷却系统的有效迎风面积的变化，内部流场等气动阻力发生变化，进而影响汽车性能产生影响。主动进气格栅系统能够改善发动机暖机过程中的排放，提升整车驾驶性能。
而现有的智能格栅控制系统，更多考虑的是汽车发动时发动机暖机、发动机运行时的降温以及车辆行驶时的风阻等方面与格栅开度之间的联系，主要通过控制格栅的开度的来降低油耗；但是却忽略了在格栅调整的过程中，车辆通过发动机冷却液进行制暖时，对发动机冷却大循环的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可适用于多种车型的智能格栅控制系统，解决上述技术问题：
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种可适用于多种车型的智能格栅控制系统，包括进气格栅以及控制进气格栅的百叶片开合的调节电机，还包括：
信息采集模块，与汽车CAN总线连接，通过汽车CAN总线采集汽车当前时间节点的目标参数的数据，所述的目标参数包括发动机变速器冷却液温度T1、散热器出口温度T2、车速V、空调出风口平均温度T3、预设的制暖温度T4和格栅的开合角度θ，θ∈[0°,90°]；
数据处理模块：接收所述的目标参数的数据，设定单次格栅开合角度Δθ，计算制暖收益Lsy=α1（T4-T3），以及散热效益Sxy=α2（T1-T2），根据制暖收益和散热效益数据，计算当前需要调整的开合倍数n：
n=k（α3*T1）/（Lsy+Sxy）=k（α3*T1）/（α1（T4-T3）+α2（T1-T2））；
其中，α1、α2和α3为预设的比例系数，当T4=T3时，k取值-1，当T4≠T3时，k取值1，n取小数点后两位；计算调节角度β=nΔθ，并生成调节指令；
执行模块，接收调节指令，根据所述的调节指令控制调节电机，调整进气格栅的开合角度。
作为本发明进一步的方案：当T1大于或者等于90℃时，n=（90°-θ）/Δθ，通过执行模块控制调节电机，调整进气格栅的开合角度θ'=（θ+nΔθ）。
作为本发明进一步的方案：当V大于或者等于80km/h，且T1小于90℃时，n=（θ-90°）/Δθ，通过执行模块控制调节电机，调整进气格栅的开合角度为θ'=（θ+nΔθ）。
作为本发明进一步的方案：所述的空调出风口平均温度T3为车内所有已打开的空调出风口的平均温度。
作为本发明进一步的方案：在计算开合倍数n的过程中，如果n∈（-0.5,0.5）时，n取0。
作为本发明进一步的方案：在所述的信息采集模块中，当V小于80km/h，且T1小于90℃时，设定时间T，所述的信息采集模块以T为采集周期，采集所述的目标参数的数据。
作为本发明进一步的方案：当T1大于或者等于90℃时，采集周期T不存在，采集频率为0；当V大于或者等于80km/h，采集周期T不存在，采集频率为0。
作为本发明进一步的方案：当车速的周期变化量ΔV=V-V'大于所设定的阈值时，判定所述的汽车为急加速行驶，缩短采集周期，其中V'为上一采集周期所采集的车速。
本发明的有益效果：在本发明中通过采集发动机变速器冷却液温度T1代表发动机的工作温度，预设的制暖温度T4是乘客对于汽车空调制暖的期望值（乘客通过汽车仪表旋钮或表盘指定制暖温度，ECU通过汽车仪表获取乘客的期望值），空调出风口平均温度T3则是汽车空调制暖的实际值，其中制暖收益反映的是，汽车空调制暖中乘客的期望效果与实际制暖效果之间的差距，T3越接近T4则Lsy越低，汽车制暖效果越好；而散热效益则反映的是汽车散热器在当前工况下的散热效率，T1与T2之间差值越大则Sxy越大，散热效果越好；当T1数值上升时，表示发动机的发热量大于汽车制暖的换热量以及散热器的换热量之和，此时会存在两种情况，一种是汽车制暖的换热量未满足乘客的期望效果，也即是T4≠T3，此时T1虽然数值处于上升阶段，但是数值并不高，散热效果满足汽车行驶需求，此时Lsy大于0，Sxy大于0，k=1，所以n大于0，调节角度β大于0，进气格栅闭合β角度，从而减小风阻，快速满足乘客的制暖需求；在另一种情况中，汽车制暖的换热量满足了乘客的期望效果，也即是T4=T3，此时T1数值较高，当前的散热效果逐渐无法满足汽车的行驶需求，发动机有可能会出现温度过高的情况，此时Lsy等于0，Sxy大于0，k=-1，所以n小于0，调节角度β小于0，进气格栅开启β角度，从而加强换热效果，降低发动机温度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种可适用于多种车型的智能格栅控制系统的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种可适用于多种车型的智能格栅控制系统，包括进气格栅以及控制进气格栅的百叶片开合的调节电机，还包括：
信息采集模块，与汽车CAN总线连接，通过汽车CAN总线采集汽车当前时间节点的目标参数的数据，所述的目标参数包括发动机变速器冷却液温度T1、散热器出口温度T2、车速V、空调出风口平均温度T3、预设的制暖温度T4和格栅的开合角度θ，θ∈[0°,90°]；
数据处理模块：接收所述的目标参数的数据，设定单次格栅开合角度Δθ，计算制暖收益Lsy=α1（T4-T3），以及散热效益Sxy=α2（T1-T2），根据制暖收益和散热效益数据，计算当前需要调整的开合倍数n：
n=k（α3*T1）/（Lsy+Sxy）=k（α3*T1）/（α1（T4-T3）+α2（T1-T2））；
其中，α1、α2和α3为预设的比例系数，当T4=T3时，k取值-1，当T4≠T3时，k取值1，n取小数点后两位；计算调节角度β=nΔθ，并生成调节指令；
执行模块，接收调节指令，根据所述的调节指令控制调节电机，调整进气格栅的开合角度。
对于汽车主动格栅来说，可以开合的角度为0到90度，其中0度为全闭合，90度为全打开，汽车动力系统的润滑效率与工作温度紧密相关，当润滑效率和性能高时，摩擦力小，动力系统的磨损也小，在提高动力系统寿命的同时，也有利于提高发动机燃油的效率，降低损耗，因此动力系统的工作温度一般是通过测量发动机冷却液的温度间接获得的。
当动力系统的工作温度较低时，主动关闭进气格栅，有利于减少发动机舱外的冷空气气流带走热量，提高动力系统进入最佳工作温度范围的速度，降低油耗；当动力系统的温度较高时，则需要打开进气格栅，使外界更多的冷空气进入发动机舱，带走多余的热量。
值得注意的是，本发明中所涉及的空调制暖，指的是燃油汽车或者混动汽车（具有发动机）中，通过将冷却液通入暖风水箱中，并在风扇的作用下，向车内提供暖风，因此本发明可以适用于大多数的燃油汽车或者混动汽车中的多个车型，并且还值得注意的是，本发明并不涉及汽车空调中的制冷系统，也即是与压缩机、冷凝器、蒸发器等无关，因为在制暖的过程中，空调是无法开启制冷的。
因此，在本发明中通过采集发动机变速器冷却液温度T1代表发动机的工作温度，预设的制暖温度T4是乘客对于汽车空调制暖的期望值（乘客通过汽车仪表旋钮或表盘指定制暖温度，ECU通过汽车仪表获取乘客的期望值），空调出风口平均温度T3则是汽车空调制暖的实际值，其中制暖收益反映的是，汽车空调制暖中乘客的期望效果与实际制暖效果之间的差距，T3越接近T4则Lsy越低，汽车制暖效果越好；而散热效益则反映的是汽车散热器在当前工况下的散热效率，T1与T2之间差值越大则Sxy越大，散热效果越好。
而值得注意的是，当T1数值上升时，表示发动机的发热量大于汽车制暖的换热量以及散热器的换热量之和，此时会存在两种情况，一种是汽车制暖的换热量未满足乘客的期望效果，也即是T4≠T3，此时T1虽然数值处于上升阶段，但是数值并不高，散热效果满足汽车行驶需求，此时Lsy大于0，Sxy大于0，k=1，所以n大于0，调节角度β大于0，进气格栅闭合β角度，从而减小风阻，快速满足乘客的制暖需求；在另一种情况中，汽车制暖的换热量满足了乘客的期望效果，也即是T4=T3，此时T1数值较高，当前的散热效果逐渐无法满足汽车的行驶需求，发动机有可能会出现温度过高的情况，此时Lsy等于0，Sxy大于0，k=-1，所以n小于0，调节角度β小于0，进气格栅开启β角度，从而加强换热效果，降低发动机温度；值得注意的是，n大于0时，进气格栅增加开合角度；n小于0时，进气格栅增加开合角度。
在本发明另一个优选的实施例中，当T1大于或者等于90℃时，n=（90°-θ）/Δθ，通过执行模块控制调节电机，调整进气格栅的开合角度为θ'=（θ+nΔθ）。
在本实施例中，所考虑的是汽车的发动机温度增加过快，以上限90℃为标准，超过了上一实施例中的控制策略的响应速度，根据当前格栅的开合角度，调节格栅为全开模式，以最大散热来为发动机进行散热，从而保证发动机的正常运行。
在本发明另一个优选的实施例中，当V大于或者等于80km/h，且T1小于90℃时，n=（θ-90°）/Δθ，通过执行模块控制调节电机，调整进气格栅的开合角度为θ'=（θ+nΔθ）。
通过公知常识我们可以了解，在汽车车速达到80km/h左右时，风阻会明显增大，从而大量增加了汽车的油耗，因此如果在汽车的发动机温度不高的情况下，通过全封闭格栅来有效降低风阻，从而降低油耗。
值得注意的是，所述的空调出风口平均温度T3为车内所有已打开的空调出风口的平均温度。对于大多数的车辆来说，车辆空调的出风口分为两侧、中间、除霜和除雾等等，因此在实际的计算过程中，应该只考虑已打开的出风口。
在本发明另一个优选的实施例中，在计算开合倍数n的过程中，如果n∈（-0.5,0.5）时，n取0。可以理解的是，当n的取值较小时，可以认为是在满足乘客的只选需求的同时，整体的散热效果也满足发动机的正常运行，因此在（-0.5,0.5）区间时，不再对进气格栅进行调整；否则的话，因为计算误差、执行误差或者环境变化等原因，可能会造成进气格栅在一个小范围内进行前后摇摆的情况，容易导致控制电机或者进气格栅的损坏。
在本发明另一个优选的实施例中，在所述的信息采集模块中，当V小于80km/h，且T1小于90℃时，设定时间T，所述的信息采集模块以T为采集周期，采集所述的目标参数的数据。
在本实施例中，当T1大于或者等于90℃时，采集周期T不存在，采集频率为0；当V大于或者等于80km/h，采集周期T不存在，采集频率为0。
在本实施例中，当车速的周期变化量ΔV=V-V'大于所设定的阈值时，判定所述的汽车为急加速行驶，缩短采集周期，其中V'为上一采集周期所采集的车速。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种可适用于多种车型的智能格栅控制系统，包括进气格栅以及控制进气格栅的百叶片开合的调节电机，其特征在于，包括：
信息采集模块，与汽车CAN总线连接，通过汽车CAN总线采集汽车当前时间节点的目标参数的数据，所述的目标参数包括发动机变速器冷却液温度T1、散热器出口温度T2、车速V、空调出风口平均温度T3、预设的制暖温度T4和格栅的开合角度θ，θ∈[0°,90°]；
数据处理模块：接收所述的目标参数的数据，设定单次格栅开合角度Δθ，计算制暖收益Lsy=α1（T4-T3），以及散热效益Sxy=α2（T1-T2），根据制暖收益和散热效益数据，计算当前需要调整的开合倍数n：
n=k（α3*T1）/（Lsy+Sxy）=k（α3*T1）/（α1（T4-T3）+α2（T1-T2））；
其中，α1、α2和α3为预设的比例系数，当T4=T3时，k取值-1，当T4≠T3时，k取值1，n取小数点后两位；计算调节角度β=nΔθ，并生成调节指令；
执行模块，接收调节指令，根据所述的调节指令控制调节电机，调整进气格栅的开合角度。
2.根据权利要求1所述的一种可适用于多种车型的智能格栅控制系统，其特征在于，当T1大于或者等于90℃时，n=（90°-θ）/Δθ，通过执行模块控制调节电机，调整进气格栅的开合角度为θ'=（θ+nΔθ）。
3.根据权利要求2所述的一种可适用于多种车型的智能格栅控制系统，其特征在于，当V大于或者等于80km/h，且T1小于90℃时，n=（θ-90°）/Δθ，通过执行模块控制调节电机，调整进气格栅的开合角度为θ'=（θ+nΔθ）。
4.根据权利要求1所述的一种可适用于多种车型的智能格栅控制系统，其特征在于，所述的空调出风口平均温度T3为车内所有已打开的空调出风口的平均温度。
5.根据权利要求1所述的一种可适用于多种车型的智能格栅控制系统，其特征在于，在计算开合倍数n的过程中，如果n∈（-0.5,0.5）时，n取0。
6.根据权利要求1所述的一种可适用于多种车型的智能格栅控制系统，其特征在于，在所述的信息采集模块中，当V小于80km/h，且T1小于90℃时，设定时间T，所述的信息采集模块以T为采集周期，采集所述的目标参数的数据。
7.根据权利要求6所述的一种可适用于多种车型的智能格栅控制系统，其特征在于，当T1大于或者等于90℃时，采集周期T不存在，采集频率为0；当V大于或者等于80km/h，采集周期T不存在，采集频率为0。
8.根据权利要求6所述的一种可适用于多种车型的智能格栅控制系统，其特征在于，当车速的周期变化量ΔV=V-V'大于所设定的阈值时，判定所述的汽车为急加速行驶，缩短采集周期，其中V'为上一采集周期所采集的车速。
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| CN116729107B (zh) * | 2023-08-14 | 2023-10-17 | 常州市佳乐车辆配件制造有限公司 | 一种基于物联网的主动进气格栅智能开合控制系统及方法 |
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