CN104325878A - 一种汽车进风格栅自动调节控制装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽车进风格栅自动调节控制装置及控制方法，属于汽车技术领域。它解决了进风格栅开度调节不准确的问题。本装置包括进风格栅开度自动调节装置、控制器和用于检测发动机冷却液温度信号的温度传感器，温度传感器电连接控制器的输入端，进风格栅开度自动调节装置电连接控制器的输出端，控制器根据温度传感器检测的发动机冷却液温度信号分等级多重控制进风格栅开度自动调节装置工作，从而带动进风格栅片转动。本方法如下:A、检测当前发动机冷却液温度值；B、比较当前发动机冷却液温度值与设定温度值，确定等级；C、确定驱动电机的转动方向及转动圈数；D、控制驱动电机转动。本装置及方法实现节省燃油和提高乘坐人员舒适度。
Description
技术领域
本发明属于汽车技术领域，涉及一种汽车进风格栅自动调节控制装置及控制方法。
背景技术
汽车进风格栅是汽车上的一个重要部件，它除了装饰整车外观，更起到了控制汽车热平衡的作用。车行驶时空气向后流动，风扇气流方向向后，散热后温度升高的气流从发动机盖后方靠近风挡板位置，同时车底部流动的风向后流动，从而带动热量就排放出来了。而目前市场上大部分汽车的进风格栅的进风口都是全开固定的，对车辆热平衡控制不太理想，特别是在严寒地区，车辆需要消耗更多的燃油确保温度的升高，同时也对车辆乘坐人员的舒适度有一定的影响。
中国专利文献公开了申请号为201020543705.5的一种汽车前端进风格栅开度自动调节装置，该装置包括发动机控制模块、通过串行通信总线与发动机控制模块相连接的车身控制模块，通过串行通信总线与车身控制模块相连接的空调控制模块，与空调控制模块电性相连的进风格栅开度自动调节装置，发动机控制模式电性相连接的发动机冷却风扇模块，以及发动机冷却风扇模块电性相连接的鼓风机模块。该装置降低高速行驶工况下的风阻、提高燃油经济性。但是该装置的控制判断依据未名，对进风口开度控制不够准确，反而会影响车辆本身的散热和舒适度。
发明内容
本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车进风格栅自动调节控制装置及控制方法，该装置及方法能够自动调节进风格栅迎风面积，实现节省燃油和提高乘坐人员舒适度的目的。
本发明通过下列技术方案来实现：一种汽车进风格栅自动调节控制装置，包括进风格栅开度自动调节装置，其特征在于，本自动控制装置还包括控制器和用于检测发动机冷却液温度信号的温度传感器，所述温度传感器电连接控制器的输入端，所述进风格栅开度自动调节装置电连接控制器的输出端，所述控制器根据温度传感器检测的发动机冷却液温度信号分等级多重控制进风格栅开度自动调节装置工作，从而带动进风格栅片转动。
这里控制器根据温度传感器检测的发动机冷却液温度信号分等级多重控制进风格栅开度自动调节装置工作，进风格栅开度自动调节装置工作带动进风格栅片转动，使进风格栅迎风面积为当前发动机冷却液温度下的最佳迎风面。
在上述的汽车进风格栅自动调节控制装置中，所述进风格栅开度自动调节装置包括由若干个进风格栅片组成的可变进风格栅和用于带动进若干个风格栅片转动的驱动电机，所述驱动电机电连接控制器的输出端，所述驱动电机驱动可变进风格栅工作。这里通过驱动电机根据控制器的控制指令实现可变进风格栅内的进风格栅片运动。
在上述的汽车进风格栅自动调节控制装置中，所述可变进风格栅包括固设在汽车前端的格栅框，所述格栅框内固设有一个支架，所述支架上均匀设置有若干片格栅片，各格栅片的中部均转动连接在所述支架上，所述进风格栅还包括若干根连杆，每片格栅片均与所述连杆铰接且各格栅片相互平行，所有格栅片转动至同一平面上时能够遮盖所述格栅框的框口，上述驱动电机设置于垂直设置于支架上，所述驱动电机用于调节所述格栅片与所述连杆之间的角度。
这里将所有的格栅片均通过支架铰接，使各格栅片可以平行且同步摆动，全部的格栅片能够关闭格栅框整个框口，且通过控制其中一个格栅片的与连杆之间的角度，实现所有格栅片同步摆动，并一起控制整个格栅框框口的开度。同时通过驱动电机作为执行机构，使得进风管格栅开度能够根据控制指令进行实现。
在上述的汽车进风格栅自动调节控制装置中，所述进风格栅开度自动调节装置还包括减速装置，所述驱动电机通过减速驱动机构轴连接与支架上。这里直接由电机控制支架转动会对进风格栅的材质要求更高，且电机本身转速叫快，不方便对进风格栅开度的精确控制。增加减减速装置使得进风格栅片的调整缓慢进行，也适用于更精确的调控。
在上述的汽车进风格栅自动调节控制装置中，所述减速装置包括一级蜗轮蜗杆减速机构和二级直齿轮减速机构。这里通过二级减速使减速装置横向体面小，便于安装在汽车前进风格栅后面。
一种汽车进风格栅自动控制控制方法，其特征在于，本自动控制控制方法包括如下步骤:
A、检测当前发动机冷却液温度值，并实时发送给控制器；
B、比较当前发动机冷却液温度值与设定温度值，确定当前发动机冷却液温度所处的等级及与该温度等级范围对应的目标格栅进风口开度值；
C、根据计算得到的目标格栅进风口开度值与当前格栅进风口开度值进行比较确定驱动电机的转动方向及转动圈数；
D、控制驱动电机转动，带动进风格栅片运动，使前格栅进风口开度达到目标值。
这里通过把发动机冷却液的温度进行区间性分级，使得对应的进风格栅开度也能进行多级控制。进一步的通过控制驱动电机转速实现对前格栅进风口开度达到目标值处于最佳模式。
在上述的汽车进风格栅自动控制控制方法中，所述步骤B中，所述发动机冷却液的等级为线性五级，分别为{小于等于50摄氏度，大于50小于等于65摄氏度，大于65小于等于75摄氏度，大于75小于等于85摄氏度，大于85摄氏度}。根据发动机冷却的温度变化特性分成最佳等级为五级。
在上述的汽车进风格栅自动控制控制方法中，所述步骤B中，所述发动机冷却液的等级对应的目标格栅进风口开度值为{0，30％，50％，80％， 1}，其中1表示全开，0表示全关。根据发动机冷却的温度变化特性分成最佳等级为五级，对应的实现格栅进风口开度五级控制。
在上述的汽车进风格栅自动控制控制方法中，所述步骤C中，所述目标格栅进风口开度值与当前格栅进风口开度值的差值的正负号确定驱动电机的转动方向，所述控制器通过驱动电机转动时间控制驱动电机转动圈数。在电机额定转速相同的情况下，驱动电机的转数通过驱动电机工作时间进行控制，优先设定电机启动时间及启动转数已达到精确控制进风格栅开度的目的。
在上述的汽车进风格栅自动控制控制方法中，所述控制器控制驱动电机工作时间与减速机构的减速率成反比。这里保证任何型号的电机转动转速都适用于本控制方法，并且能够达到相同的前格栅进风口开度值。
与现有技术相比，本汽车进风格栅自动调节控制装置及方法具有以下优点：本装置及方法根据发动机冷却液温度，智能化自动调节并控制进风格栅迎风面积，实现节省燃油的目的且在严寒地区行使时，关闭或部分关闭进风格栅口，保持车辆的采暖能力，提高乘坐人员的舒适性。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是进风格栅开度自动调节装置结构示意图；
图3是本发明进风格栅开度五级状态示意图；
图4是控制器内部设定发动机冷却液温度与进风格栅进风口开度对应关系示意图。
图中，1、控制器；2、温度传感器；3、进风格栅开度自动调节装置；31、驱动电机；32、格栅片；33、连杆；34、支架；35、格栅框。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、2、3、4所示，本汽车进风格栅自动调节控制装置包括进风格栅开度自动调节装置3，还包括控制器1和用于检测发动机冷却液温度信号的温度传感器2，温度传感器2电连接控制器1的输入端，所述进风格栅开度自动调节装置3电连接控制器1的输出端，控制器1根据温度传感器2检测的发动机冷却液温度信号分等级多重控制进风格栅开度自动调节装置3工作，从而带动进风格栅片32转动。进风格栅开度自动调节装置3包括由若干个进风格栅片32组成的可变进风格栅和用于带动进若干个进风格栅片32转动的驱动电机31，所述驱动电机31电连接控制器1的输出端，所述驱动电机31驱动可变进风格栅工作。
可变进风格栅包括固设在汽车前端的格栅框35，格栅框35内固设有一个支架34，支架34上均匀设置有若干片格栅片32，各格栅片32的中部均转动连接在所述支架34上，进风格栅还包括若干根连杆33，每片格栅片32均与连杆33铰接且各格栅片32相互平行，所有格栅片32转动至同一平面上时能够遮盖格栅框35的框口，上述驱动电机31垂直设置于支架34上，所驱动电机31用于调节所述格栅片32与连杆33之间的角度。
进风格栅开度自动调节装置3还包括减速装置，驱动电机31通过减速驱动机构轴连接与支架34上。减速装置包括一级蜗轮蜗杆减速机构和二级直齿轮减速机构。本发明中选用一级减速机构的输出轴转速为8转/分，输出扭矩不小于90N*M。输入端为驱动电机31选用直流电机DC24V，电机转速为1500转/分，电机输出端为一级蜗轮蜗杆减速机构，这里蜗杆是单头，蜗轮是63齿，之后，再经二级直齿轮减速机构减速，最终输出转速为8转/分。这里经蜗轮减速后，转速已经降低到23.8r/min了，最终输出转速为8r/min，也就是说这一级减速器的传动比很小，只有3r/min了，单级减速就够了。考虑功率损失一般设定蜗轮传动的效率为0.70到0.75，齿轮的效率为0.97，并通过电机功率，从而使控制器1通过对温度传感器2检测的发动机冷却液温度的判断控制不用电机功率的驱动电机31的工作时间进行控制。从而使进风格栅片32转动以 便达到与当前发动机冷却液温度对应的最佳进风格栅进风口开度，已达到进风格栅迎风面积最适合当前发动机冷却液温度。
一种汽车进风格栅自动控制控制方法，其特征在于，本自动控制控制方法包括如下步骤:
A、检测当前发动机冷却液温度值，并实时发送给控制器1；
B、比较当前发动机冷却液温度值与设定温度值，确定当前发动机冷却液温度所处的等级及与该温度等级范围对应的目标格栅进风口开度值；发动机冷却液的等级为线性五级，分别为{小于等于50摄氏度，大于50小于等于65摄氏度，大于65小于等于75摄氏度，大于75小于等于85摄氏度，大于85摄氏度}。发动机冷却液的等级对应的目标进风格栅进风口开度值为{0，30％，50％，80％，1}，其中1表示全开，0表示全关。如图3所示，0表示进风格栅进风口开度值全关，1表示进风格栅进风口开度值全开，80％表示进风格栅进风口开度全开的80％，30％表示进风格栅进风口开度全开的30％，50％表示进风格栅进风口开度全开的50％。
C、根据计算得到的目标格栅进风口开度值与当前格栅进风口开度值进行比较确定驱动电机31的转动方向及转动圈数；目标格栅进风口开度值与当前格栅进风口开度值的差值的正负号确定驱动电机31的转动方向，所述控制器1通过驱动电机31转动时间控制驱动电机31转动圈数。
D、控制驱动电机31转动，带动进风格栅片32运动，使前格栅进风口开度达到目标值。控制器1控制驱动电机31工作时间与减速机构的减速率成反比。
温度传感器2实时检测发动机冷却液的温度信号，并发送给控制器1，控制器1比对检测到的发动机冷却液温度信号与设定温度范围，确定当前发动机冷却液温度所处的温度等级。本实施例温度等级确定为五级，分别为{小于等于50摄氏度，大于50小于等于65摄氏度，大于65小于等于75摄氏度，大于75小于等于85摄氏度，大于85摄氏度}。当当前发动机冷却液处于小于等于50摄氏度等级时控制进风格栅进风口全关，当当当前发动机冷却液处于大于50小于等于65摄氏度等级时控制进风 格栅进风口全开的30％，当当前发动机冷却液处于大于65小于等于75摄氏度等级时控制进风格栅进风口全开的50％，当当前发动机冷却液处于大于75小于等于85摄氏度等级时控制进风格栅进风口全开的80％，当当前发动机冷却液处于大于85摄氏度等级时控制进风格栅进风口全开，且风格栅进风口开度的控制通过驱动电机31的转速与圈数确定，即可控制驱动电机31的工作时间来控制，且控制时设定排出驱动电机启动时间及转速，减速机构的功率损耗，计算得到控制器1控制驱动电机31工作时间已达到对应目标风格栅进风口开度。驱动电机31带动一个格栅片32摆动，通过连杆33达到使各格栅片可以平行且同步摆动，全部的格栅片能够关闭格栅框整个框口，且通过控制其中一个格栅片32的与连杆33之间的角度，实现所有格栅片32同步摆动，并一起控制整个格栅框35框口的开度。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了控制器1、温度传感器2、进风格栅开度自动调节装置3、驱动电机31、格栅片32、连杆33、支架34、格栅框35等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种汽车进风格栅自动调节控制装置，包括进风格栅开度自动调节装置(3)，其特征在于，本自动控制装置还包括控制器(1)和用于检测发动机冷却液温度信号的温度传感器(2)，所述温度传感器(2)电连接控制器(1)的输入端，所述进风格栅开度自动调节装置(3)电连接控制器(1)的输出端，所述控制器(1)根据温度传感器(2)检测的发动机冷却液温度信号分等级多重控制进风格栅开度自动调节装置(3)工作，从而带动进风格栅片(32)转动。
2.根据权利要求1所述汽车进风格栅自动调节控制装置，其特征在于，所述进风格栅开度自动调节装置(3)包括由若干个进风格栅片(32)组成的可变进风格栅和用于带动进若干个风格栅片(32)转动的驱动电机(31)，所述驱动电机(31)电连接控制器(1)的输出端，所述驱动电机(31)驱动可变进风格栅工作。
3.根据权利要求2所述汽车进风格栅自动调节控制装置，其特征在于，所述可变进风格栅包括固设在汽车前端的格栅框(35)，所述格栅框(35)内固设有一个支架(34)，所述支架(34)上均匀设置有若干片格栅片(32)，各格栅片(32)的中部均转动连接在所述支架(34)上，所述进风格栅还包括若干根连杆(33)，每片格栅片(32)均与所述连杆(33)铰接且各格栅片(32)相互平行，所有格栅片(32)转动至同一平面上时能够遮盖所述格栅框(35)的框口，上述驱动电机(31)设置于垂直设置于支架(34)上，所述驱动电机(31)用于调节所述格栅片(32)与所述连杆(33)之间的角度。
4.根据权利要求2或3所述汽车进风格栅自动调节控制装置，其特征在于，所述进风格栅开度自动调节装置(3)还包括减速装置，所述驱动电机(31)通过减速驱动机构轴连接与支架(34)上。
5.根据权利要求4所述汽车进风格栅自动调节控制装置，其特征在于，所述减速装置包括一级蜗轮蜗杆减速机构和二级直齿轮减速机构。
6.一种汽车进风格栅自动调节控制方法，其特征在于，本控制方法包括如下步骤:
A、检测当前发动机冷却液温度值，并实时发送给控制器(1)；
B、比较当前发动机冷却液温度值与设定温度值，确定当前发动机冷却液温度所处的等级及与该温度等级范围对应的目标格栅进风口开度值；
C、根据计算得到的目标格栅进风口开度值与当前格栅进风口开度值进行比较确定驱动电机(31)的转动方向及转动圈数；
D、控制驱动电机(31)转动，带动进风格栅片(32)运动，使前格栅进风口开度达到目标值。
7.根据权利要求6所述汽车进风格栅自动调节控制方法，其特征在于，在所述步骤B中，所述发动机冷却液的等级为线性五级，分别为{小于等于50摄氏度，大于50小于等于65摄氏度，大于65小于等于75摄氏度，大于75小于等于85摄氏度，大于85摄氏度}。
8.根据权利要求7所述汽车进风格栅自动调节控制方法，其特征在于，所述步骤B中，所述发动机冷却液的等级对应的目标格栅进风口开度值为{0，30％，50％，80％，1}，其中1表示全开，0表示全关。
9.根据权利要求6或7或8所述汽车进风格栅自动调节控制方法，其特征在于，所述步骤C中，所述目标格栅进风口开度值与当前格栅进风口开度值的差值的正负号确定驱动电机(31)的转动方向，所述控制器(1)通过驱动电机(31)转动时间控制驱动电机(31)转动圈数。
10.根据权利要求9所述汽车进风格栅自动调节控制方法，其特征在于，所述控制器(1)控制驱动电机(31)工作时间与减速机构的减速率成反比。
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150204 |