一種汽車進風格柵自動調節控制裝置及控制方法

2023-10-09 23:26:24 2

一種汽車進風格柵自動調節控制裝置及控制方法
【專利摘要】本發明提供了一種汽車進風格柵自動調節控制裝置及控制方法，屬於汽車【技術領域】。它解決了進風格柵開度調節不準確的問題。本裝置包括進風格柵開度自動調節裝置、控制器和用於檢測發動機冷卻液溫度信號的溫度傳感器，溫度傳感器電連接控制器的輸入端，進風格柵開度自動調節裝置電連接控制器的輸出端，控制器根據溫度傳感器檢測的發動機冷卻液溫度信號分等級多重控制進風格柵開度自動調節裝置工作，從而帶動進風格柵片轉動。本方法如下:A、檢測當前發動機冷卻液溫度值；B、比較當前發動機冷卻液溫度值與設定溫度值，確定等級；C、確定驅動電機的轉動方向及轉動圈數；D、控制驅動電機轉動。本裝置及方法實現節省燃油和提高乘坐人員舒適度。
【專利說明】—種汽車進風格柵自動調節控制裝置及控制方法

【技術領域】
[0001]本發明屬於汽車【技術領域】，涉及一種汽車進風格柵自動調節控制裝置及控制方法。

【背景技術】
[0002]汽車進風格柵是汽車上的一個重要部件，它除了裝飾整車外觀，更起到了控制汽車熱平衡的作用。車行駛時空氣向後流動，風扇氣流方向向後，散熱後溫度升高的氣流從發動機蓋後方靠近風擋板位置，同時車底部流動的風向後流動，從而帶動熱量就排放出來了。而目前市場上大部分汽車的進風格柵的進風口都是全開固定的，對車輛熱平衡控制不太理想，特別是在嚴寒地區，車輛需要消耗更多的燃油確保溫度的升高，同時也對車輛乘坐人員的舒適度有一定的影響。
[0003]中國專利文獻公開了申請號為201020543705.5的一種汽車前端進風格柵開度自動調節裝置，該裝置包括發動機控制模塊、通過串行通信總線與發動機控制模塊相連接的車身控制模塊，通過串行通信總線與車身控制模塊相連接的空調控制模塊，與空調控制模塊電性相連的進風格柵開度自動調節裝置，發動機控制模式電性相連接的發動機冷卻風扇模塊，以及發動機冷卻風扇模塊電性相連接的鼓風機模塊。該裝置降低高速行駛工況下的風阻、提高燃油經濟性。但是該裝置的控制判斷依據未名，對進風口開度控制不夠準確，反而會影響車輛本身的散熱和舒適度。


【發明內容】

[0004]本發明針對現有的技術存在上述問題，提出了一種汽車進風格柵自動調節控制裝置及控制方法，該裝置及方法能夠自動調節進風格柵迎風面積，實現節省燃油和提高乘坐人員舒適度的目的。
[0005]本發明通過下列技術方案來實現:一種汽車進風格柵自動調節控制裝置，包括進風格柵開度自動調節裝置，其特徵在於，本自動控制裝置還包括控制器和用於檢測發動機冷卻液溫度信號的溫度傳感器，所述溫度傳感器電連接控制器的輸入端，所述進風格柵開度自動調節裝置電連接控制器的輸出端，所述控制器根據溫度傳感器檢測的發動機冷卻液溫度信號分等級多重控制進風格柵開度自動調節裝置工作，從而帶動進風格柵片轉動。
[0006]這裡控制器根據溫度傳感器檢測的發動機冷卻液溫度信號分等級多重控制進風格柵開度自動調節裝置工作，進風格柵開度自動調節裝置工作帶動進風格柵片轉動，使進風格柵迎風面積為當前發動機冷卻液溫度下的最佳迎風面。
[0007]在上述的汽車進風格柵自動調節控制裝置中，所述進風格柵開度自動調節裝置包括由若干個進風格柵片組成的可變進風格柵和用於帶動進若干個風格柵片轉動的驅動電機，所述驅動電機電連接控制器的輸出端，所述驅動電機驅動可變進風格柵工作。這裡通過驅動電機根據控制器的控制指令實現可變進風格柵內的進風格柵片運動。
[0008]在上述的汽車進風格柵自動調節控制裝置中，所述可變進風格柵包括固設在汽車前端的格柵框，所述格柵框內固設有一個支架，所述支架上均勻設置有若干片格柵片，各格柵片的中部均轉動連接在所述支架上，所述進風格柵還包括若干根連杆，每片格柵片均與所述連杆鉸接且各格柵片相互平行，所有格柵片轉動至同一平面上時能夠遮蓋所述格柵框的框口，上述驅動電機設置於垂直設置於支架上，所述驅動電機用於調節所述格柵片與所述連杆之間的角度。
[0009]這裡將所有的格柵片均通過支架鉸接，使各格柵片可以平行且同步擺動，全部的格柵片能夠關閉格柵框整個框口，且通過控制其中一個格柵片的與連杆之間的角度，實現所有格柵片同步擺動，並一起控制整個格柵框框口的開度。同時通過驅動電機作為執行機構，使得進風管格柵開度能夠根據控制指令進行實現。
[0010]在上述的汽車進風格柵自動調節控制裝置中，所述進風格柵開度自動調節裝置還包括減速裝置，所述驅動電機通過減速驅動機構軸連接與支架上。這裡直接由電機控制支架轉動會對進風格柵的材質要求更高，且電機本身轉速叫快，不方便對進風格柵開度的精確控制。增加減減速裝置使得進風格柵片的調整緩慢進行，也適用於更精確的調控。
[0011]在上述的汽車進風格柵自動調節控制裝置中，所述減速裝置包括一級蝸輪蝸杆減速機構和二級直齒輪減速機構。這裡通過二級減速使減速裝置橫向體面小，便於安裝在汽車前進風格柵後面。
[0012]一種汽車進風格柵自動控制控制方法，其特徵在於，本自動控制控制方法包括如下步驟:
[0013]A、檢測當前發動機冷卻液溫度值，並實時發送給控制器；
[0014]B、比較當前發動機冷卻液溫度值與設定溫度值，確定當前發動機冷卻液溫度所處的等級及與該溫度等級範圍對應的目標格柵進風口開度值；
[0015]C、根據計算得到的目標格柵進風口開度值與當前格柵進風口開度值進行比較確定驅動電機的轉動方向及轉動圈數；
[0016]D、控制驅動電機轉動，帶動進風格柵片運動，使前格柵進風口開度達到目標值。
[0017]這裡通過把發動機冷卻液的溫度進行區間性分級，使得對應的進風格柵開度也能進行多級控制。進一步的通過控制驅動電機轉速實現對前格柵進風口開度達到目標值處於最佳模式。
[0018]在上述的汽車進風格柵自動控制控制方法中，所述步驟B中，所述發動機冷卻液的等級為線性五級，分別為{小於等於50攝氏度，大於50小於等於65攝氏度，大於65小於等於75攝氏度，大於75小於等於85攝氏度，大於85攝氏度}。根據發動機冷卻的溫度變化特性分成最佳等級為五級。
[0019]在上述的汽車進風格柵自動控制控制方法中，所述步驟B中，所述發動機冷卻液的等級對應的目標格柵進風口開度值為{0,30^,50^,80%, 1}，其中I表示全開，O表示全關。根據發動機冷卻的溫度變化特性分成最佳等級為五級，對應的實現格柵進風口開度五級控制。
[0020]在上述的汽車進風格柵自動控制控制方法中，所述步驟C中，所述目標格柵進風口開度值與當前格柵進風口開度值的差值的正負號確定驅動電機的轉動方向，所述控制器通過驅動電機轉動時間控制驅動電機轉動圈數。在電機額定轉速相同的情況下，驅動電機的轉數通過驅動電機工作時間進行控制，優先設定電機啟動時間及啟動轉數已達到精確控制進風格柵開度的目的。
[0021]在上述的汽車進風格柵自動控制控制方法中，所述控制器控制驅動電機工作時間與減速機構的減速率成反比。這裡保證任何型號的電機轉動轉速都適用於本控制方法，並且能夠達到相同的前格柵進風口開度值。
[0022]與現有技術相比，本汽車進風格柵自動調節控制裝置及方法具有以下優點:本裝置及方法根據發動機冷卻液溫度，智能化自動調節並控制進風格柵迎風面積，實現節省燃油的目的且在嚴寒地區行使時，關閉或部分關閉進風格柵口，保持車輛的採暖能力，提高乘坐人員的舒適性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發明結構示意圖；
[0024]圖2是進風格柵開度自動調節裝置結構示意圖；
[0025]圖3是本發明進風格柵開度五級狀態示意圖；
[0026]圖4是控制器內部設定發動機冷卻液溫度與進風格柵進風口開度對應關係示意圖。
[0027]圖中，1、控制器；2、溫度傳感器；3、進風格柵開度自動調節裝置；31、驅動電機；32、格柵片；33、連杆；34、支架；35、格柵框。

【具體實施方式】
[0028]以下是本發明的具體實施例，並結合附圖對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明並不限於這些實施例。
[0029]如圖1、2、3、4所示，本汽車進風格柵自動調節控制裝置包括進風格柵開度自動調節裝置3，還包括控制器I和用於檢測發動機冷卻液溫度信號的溫度傳感器2，溫度傳感器2電連接控制器I的輸入端，所述進風格柵開度自動調節裝置3電連接控制器I的輸出端，控制器I根據溫度傳感器2檢測的發動機冷卻液溫度信號分等級多重控制進風格柵開度自動調節裝置3工作，從而帶動進風格柵片32轉動。進風格柵開度自動調節裝置3包括由若干個進風格柵片32組成的可變進風格柵和用於帶動進若干個進風格柵片32轉動的驅動電機31，所述驅動電機31電連接控制器I的輸出端，所述驅動電機31驅動可變進風格柵工作。
[0030]可變進風格柵包括固設在汽車前端的格柵框35，格柵框35內固設有一個支架34，支架34上均勻設置有若干片格柵片32，各格柵片32的中部均轉動連接在所述支架34上，進風格柵還包括若干根連杆33，每片格柵片32均與連杆33鉸接且各格柵片32相互平行，所有格柵片32轉動至同一平面上時能夠遮蓋格柵框35的框口，上述驅動電機31垂直設置於支架34上，所驅動電機31用於調節所述格柵片32與連杆33之間的角度。
[0031]進風格柵開度自動調節裝置3還包括減速裝置，驅動電機31通過減速驅動機構軸連接與支架34上。減速裝置包括一級蝸輪蝸杆減速機構和二級直齒輪減速機構。本發明中選用一級減速機構的輸出軸轉速為8轉/分,輸出扭矩不小於90N*M。輸入端為驅動電機31選用直流電機DC24V，電機轉速為1500轉/分，電機輸出端為一級蝸輪蝸杆減速機構，這裡蝸杆是單頭，蝸輪是63齒，之後，再經二級直齒輪減速機構減速，最終輸出轉速為8轉/分。這裡經蝸輪減速後，轉速已經降低到23.8r/min 了，最終輸出轉速為8r/min，也就是說這一級減速器的傳動比很小，只有3r/min 了，單級減速就夠了。考慮功率損失一般設定蝸輪傳動的效率為0.70到0.75，齒輪的效率為0.97，並通過電機功率，從而使控制器I通過對溫度傳感器2檢測的發動機冷卻液溫度的判斷控制不用電機功率的驅動電機31的工作時間進行控制。從而使進風格柵片32轉動以便達到與當前發動機冷卻液溫度對應的最佳進風格柵進風口開度，已達到進風格柵迎風面積最適合當前發動機冷卻液溫度。
[0032]一種汽車進風格柵自動控制控制方法，其特徵在於，本自動控制控制方法包括如下步驟:
[0033]A、檢測當前發動機冷卻液溫度值，並實時發送給控制器I ;
[0034]B、比較當前發動機冷卻液溫度值與設定溫度值，確定當前發動機冷卻液溫度所處的等級及與該溫度等級範圍對應的目標格柵進風口開度值；發動機冷卻液的等級為線性五級，分別為{小於等於50攝氏度，大於50小於等於65攝氏度，大於65小於等於75攝氏度，大於75小於等於85攝氏度，大於85攝氏度}。發動機冷卻液的等級對應的目標進風格柵進風口開度值為{0，30%，50%，80%，1}，其中I表示全開，O表示全關。如圖3所示，O表示進風格柵進風口開度值全關，I表示進風格柵進風口開度值全開，80%表示進風格柵進風口開度全開的80 %，30 %表示進風格柵進風口開度全開的30 %，50 %表示進風格柵進風口開度全開的50%。
[0035]C、根據計算得到的目標格柵進風口開度值與當前格柵進風口開度值進行比較確定驅動電機31的轉動方向及轉動圈數；目標格柵進風口開度值與當前格柵進風口開度值的差值的正負號確定驅動電機31的轉動方向，所述控制器I通過驅動電機31轉動時間控制驅動電機31轉動圈數。
[0036]D、控制驅動電機31轉動，帶動進風格柵片32運動，使前格柵進風口開度達到目標值。控制器I控制驅動電機31工作時間與減速機構的減速率成反比。
[0037]溫度傳感器2實時檢測發動機冷卻液的溫度信號，並發送給控制器1，控制器I比對檢測到的發動機冷卻液溫度信號與設定溫度範圍，確定當前發動機冷卻液溫度所處的溫度等級。本實施例溫度等級確定為五級，分別為{小於等於50攝氏度，大於50小於等於65攝氏度，大於65小於等於75攝氏度，大於75小於等於85攝氏度，大於85攝氏度}。噹噹前發動機冷卻液處於小於等於50攝氏度等級時控制進風格柵進風口全關，噹噹當前發動機冷卻液處於大於50小於等於65攝氏度等級時控制進風格柵進風口全開的30%，噹噹前發動機冷卻液處於大於65小於等於75攝氏度等級時控制進風格柵進風口全開的50%，噹噹前發動機冷卻液處於大於75小於等於85攝氏度等級時控制進風格柵進風口全開的80%，噹噹前發動機冷卻液處於大於85攝氏度等級時控制進風格柵進風口全開，且風格柵進風口開度的控制通過驅動電機31的轉速與圈數確定，即可控制驅動電機31的工作時間來控制，且控制時設定排出驅動電機啟動時間及轉速，減速機構的功率損耗，計算得到控制器I控制驅動電機31工作時間已達到對應目標風格柵進風口開度。驅動電機31帶動一個格柵片32擺動，通過連杆33達到使各格柵片可以平行且同步擺動，全部的格柵片能夠關閉格柵框整個框口，且通過控制其中一個格柵片32的與連杆33之間的角度，實現所有格柵片32同步擺動，並一起控制整個格柵框35框口的開度。
[0038]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。
[0039]儘管本文較多地使用了控制器1、溫度傳感器2、進風格柵開度自動調節裝置3、驅動電機31、格柵片32、連杆33、支架34、格柵框35等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。
【權利要求】
1.一種汽車進風格柵自動調節控制裝置，包括進風格柵開度自動調節裝置(3)，其特徵在於，本自動控制裝置還包括控制器(I)和用於檢測發動機冷卻液溫度信號的溫度傳感器(2)，所述溫度傳感器(2)電連接控制器(I)的輸入端，所述進風格柵開度自動調節裝置(3)電連接控制器(I)的輸出端，所述控制器(I)根據溫度傳感器(2)檢測的發動機冷卻液溫度信號分等級多重控制進風格柵開度自動調節裝置(3)工作，從而帶動進風格柵片(32)轉動。
2.根據權利要求1所述汽車進風格柵自動調節控制裝置，其特徵在於，所述進風格柵開度自動調節裝置(3)包括由若干個進風格柵片(32)組成的可變進風格柵和用於帶動進若干個風格柵片(32)轉動的驅動電機(31)，所述驅動電機(31)電連接控制器(I)的輸出端，所述驅動電機(31)驅動可變進風格柵工作。
3.根據權利要求2所述汽車進風格柵自動調節控制裝置，其特徵在於，所述可變進風格柵包括固設在汽車前端的格柵框(35)，所述格柵框(35)內固設有一個支架(34)，所述支架(34)上均勻設置有若干片格柵片(32)，各格柵片(32)的中部均轉動連接在所述支架(34)上，所述進風格柵還包括若干根連杆(33)，每片格柵片(32)均與所述連杆(33)鉸接且各格柵片(32)相互平行，所有格柵片(32)轉動至同一平面上時能夠遮蓋所述格柵框(35)的框口，上述驅動電機(31)設置於垂直設置於支架(34)上，所述驅動電機(31)用於調節所述格柵片(32)與所述連杆(33)之間的角度。
4.根據權利要求2或3所述汽車進風格柵自動調節控制裝置，其特徵在於，所述進風格柵開度自動調節裝置(3)還包括減速裝置，所述驅動電機(31)通過減速驅動機構軸連接與支架(34)上。
5.根據權利要求4所述汽車進風格柵自動調節控制裝置，其特徵在於，所述減速裝置包括一級蝸輪蝸杆減速機構和二級直齒輪減速機構。
6.一種汽車進風格柵自動調節控制方法，其特徵在於，本控制方法包括如下步驟: A、檢測當前發動機冷卻液溫度值，並實時發送給控制器(I)； B、比較當前發動機冷卻液溫度值與設定溫度值，確定當前發動機冷卻液溫度所處的等級及與該溫度等級範圍對應的目標格柵進風口開度值； C、根據計算得到的目標格柵進風口開度值與當前格柵進風口開度值進行比較確定驅動電機(31)的轉動方向及轉動圈數； D、控制驅動電機(31)轉動，帶動進風格柵片(32)運動，使前格柵進風口開度達到目標值。
7.根據權利要求6所述汽車進風格柵自動調節控制方法，其特徵在於，在所述步驟B中，所述發動機冷卻液的等級為線性五級，分別為{小於等於50攝氏度，大於50小於等於65攝氏度,大於65小於等於75攝氏度,大於75小於等於85攝氏度,大於85攝氏度}。
8.根據權利要求7所述汽車進風格柵自動調節控制方法，其特徵在於，所述步驟B中，所述發動機冷卻液的等級對應的目標格柵進風口開度值為{0,30^,50^,80^,1},其中I表示全開，O表示全關。
9.根據權利要求6或7或8所述汽車進風格柵自動調節控制方法，其特徵在於，所述步驟C中，所述目標格柵進風口開度值與當前格柵進風口開度值的差值的正負號確定驅動電機(31)的轉動方向，所述控制器(I)通過驅動電機(31)轉動時間控制驅動電機(31)轉動圈數。
10.根據權利要求9所述汽車進風格柵自動調節控制方法，其特徵在於，所述控制器(I)控制驅動電機(31)工作時間與減速機構的減速率成反比。
【文檔編號】B60K11/08GK104325878SQ201410588054
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月28日 優先權日:2014年10月28日
【發明者】林遠利, 陳跡, 馬芳武, 楊國斌, 吳成明, 馮擎峰 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司