СИСТЕМА АКТИВНЫХ ЗАСЛОНОК РЕШЕТКИ РАДИАТОРА, СИСТЕМА ЗАСЛОНОК РЕШЕТКИ РАДИАТОРА И СПОСОБ РАБОТЫ СИСТЕМЫ АКТИВНЫХ ЗАСЛОНОК РЕШЕТКИ РАДИАТОРА Российский патент 2017 года по МПК B60K11/04 F01P11/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к органам управления и исполнительным механизмам для активных заслонок решетки радиатора, которые открываются для обеспечения потока воздуха в моторный отсек транспортного средства и закрываются для обеспечения лучшей аэродинамики и улучшенной эффективности использования топлива для транспортного средства.

Уровень техники

Решетки транспортных средств предусмотрены для направления потока воздуха в моторный отсек транспортного средства, когда транспортное средство приводится в движение. Закрывание заслонок решетки радиатора также может быть полезным, при условии что достаточный поток воздуха выдается в моторный отсек, для уменьшения аэродинамического лобового сопротивления и улучшения экономии топлива. В некоторых условиях, таких как когда окружающий воздух и двигатель являются холодными, может быть полезно уменьшать поток воздуха в моторный отсек, чтобы позволить двигателю прогреваться быстрее и быстрее выдавать теплый воздух через систему отопления и кондиционирования воздуха.

Активные заслонки решетки радиатора управляются электродвигателем, который приводит в движение набор шестерен. Снег и лед могут нарастать на подвижных заслонках, мешать работе активных заслонок решетки радиатора и могут становиться нерабочими. Активные заслонки решетки радиатора наиболее восприимчивы к замерзанию, когда они находятся в полностью закрытом состоянии при температуре замерзания или около нее и когда они подвергаются намерзанию дождя или снега.

Настоящее изобретение направлено на решение вышеприведенных проблем и других проблем, относящихся к работе системы активных заслонок решетки радиатора.

Раскрытие изобретения

Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предусмотрен исполнительный механизм с двойным крутящим моментом, который прикладывает большее усилие для приведения в действие системы активных заслонок решетки радиатора, когда условия благоприятны для накопления льда и снега на подвижных заслонках системы активных заслонок решетки радиатора. Увеличенное усилие, прикладываемое к исполнительному механизму, используется для срывания накопленного льда и снега и гарантирует беспрепятственную работу системы.

Использование исполнительного механизма, который прикладывает увеличенное усилие при повышенных температурах, может сокращать срок службы в циклах нагружения пластмассовых частей системы. В частности, использование электродвигателя, который выдает достаточный крутящий момент для срывания скоплений снега и льда, чтобы приводить в движение пластмассовый набор шестерен, который перемещает заслонки, может повреждать набор шестерен при приведении в действие при более высоких температурах. Предложенный исполнительный механизм с двойным крутящим моментом может быть электродвигателем, в который подается повышенный уровень тока, когда условия благоприятны для нарастания снега и льда, и пониженный уровень тока в ином случае. На более низких уровнях крутящего момента износ на пластмассовых частях уменьшается и может обеспечивать более длительный срок службы системы.

Система активных заслонок решетки радиатора управляется модулем управления, который выдает два разных сигнала в систему в зависимости от условий работы транспортного средства. Высокий ток может выдаваться, когда условия способствуют накоплению снега и льда. Более низкий ток может выдаваться в другие моменты времени. Модуль управления может быть модулем управления силовой передачей двигателя (PCM). PCM может принимать сигналы с датчика температуры окружающей среды, когда температура находится немного выше или ниже замерзания, которые заставляют контроллер вырабатывать высокий токовый сигнал. PCM также может принимать сигнал из системы стеклоочистителей, когда стеклоочистители приводятся в действие, что указывает, что есть атмосферные осадки или влага с дороги, которые способствуют скоплению льда и снега. Другие входные сигналы в контроллер также могут выдаваться в PCM, которые могут указывать потенциально возможные условия замерзания.

Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предложена система активных заслонок решетки радиатора, содержащая контроллер, датчик температуры, который выдает сигнал замерзания в контроллер, когда температура окружающей среды находится около или ниже замерзания, и исполнительный механизм, который открывает и закрывает множество заслонок при первом уровне усилия и прикладывает второй уровень усилия в ответ на сигнал с контроллера, когда контроллер принимает сигнал замерзания.

Согласно другим аспектам варианта осуществления системы активных заслонок решетки радиатора исполнительный механизм может быть электродвигателем. Сигнал из контроллера может быть более высоким токовым сигналом, чем низкий токовый сигнал, который приводит в действие заслонки при первом уровне усилия. Контроллер может принимать сигнал из системы стеклоочистителей транспортного средства, чтобы выдавать указание, что есть атмосферные осадки, присутствующие в окружающей среде транспортного средства, когда сигнал температуры окружающей среды также выдается в контроллер в качестве условия формирования более высокого токового сигнала.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена система активных заслонок решетки радиатора (AGS), которая содержит контроллер, датчик, который выдает сигнал замерзания в контроллер, когда температура находится около или ниже замерзания, и электродвигатель, который открывает и закрывает систему AGS. Электродвигатель принимает низкий токовый сигнал из контроллера для приведения в действие системы при первом уровне усилия и принимает высокий токовый сигнал для приведения в действие системы на втором уровне усилия, когда контроллер принимает сигнал условий замерзания.

Согласно другим аспектам системы заслонок решетки радиатора предусмотрены множество заслонок и набор шестерен для приведения в действие заслонок, чтобы открывать и закрывать систему. Первый уровень усилия является первым уровнем крутящего момента, выдаваемым электродвигателем, а второй уровень усилия является вторым уровнем крутящего момента, выдаваемым электродвигателем. Сигнал атмосферных осадков может выдаваться из системы стеклоочистителей транспортного средства в контроллер для выдачи указания, что есть атмосферные осадки, присутствующие в окружающей среде транспортного средства. Контроллер может быть запрограммирован, чтобы выдавать высокий токовый сигнал, только когда сигнал замерзания и сигнал атмосферных осадков выдаются в контроллер.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложен способ работы системы активных заслонок решетки радиатора, включающий измерение температуры окружающей среды и выдачу сигнала замерзания в контроллер, когда температура окружающей среды находится ниже порогового значения температуры. Первый уровень усилия прикладывается к исполнительному механизму для перемещения множества заслонок между открытым положением и закрытым положением. Второй уровень усилия прикладывается к исполнительному механизму в ответ на прием контроллером сигнала замерзания для перемещения множества заслонок между открытым положением и закрытым положением.

Согласно дополнительным аспектам раскрытого способа исполнительный механизм может быть электродвигателем, который принимает сигнал из контроллера, который является более высоким токовым сигналом, чем низкий токовый сигнал, который приводит в действие заслонки при первом уровне усилия. Способ работы системы активных заслонок решетки радиатора дополнительно может включать выдачу сигнала влажности из системы стеклоочистителей транспортного средства, который выдается в контроллер для выдачи указания, что есть атмосферные осадки, присутствующие в окружающей среде транспортного средства. Контроллер принимает сигнал влажности в качестве условия для приложения второго уровня усилия в ответ на сигнал из контроллера.

Вышеприведенные аспекты настоящего изобретения и другие аспекты станут более понятными с учетом прилагаемых чертежей и приведенного ниже подробного описания проиллюстрированных вариантов осуществления настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой вертикальный вид сбоку транспортного средства, которое снабжено системой активных заслонок решетки радиатора.

Фиг.2 представляет собой местный схематичный вид в поперечном разрезе транспортного средства, которое снабжено системой активных заслонок решетки радиатора;

фиг.3 представляет собой упрощенную блок-схему последовательности операций способа системы управления для транспортного средства, которое снабжено системой активных заслонок решетки радиатора.

Подробное описание изобретения

Проиллюстрированные варианты осуществления описаны со ссылкой на чертежи. Однако следует понимать, что раскрытые варианты осуществления являются только примерами, которые могут быть воплощены в различных и альтернативных формах. Чертежи не обязательно должны определять масштаб и некоторые элементы могут быть увеличены или уменьшены, чтобы показать подробности конкретных компонентов. Раскрытые конкретные конструктивные и функциональные элементы должны интерпретироваться не в качестве ограничивающих, а в качестве представляющих основу для обучения специалиста в данной области техники, каким образом осуществить настоящее изобретение на практике.

Со ссылкой на фиг.1 транспортное средство в общем обозначено ссылочной позицией 10. В передней части 12 транспортного средства 10 показана решетка 14 радиатора, закрывающая отверстие 16 решетки радиатора.

Со ссылкой на фиг.2 передняя часть 12 транспортного средства 10 схематично показана для иллюстрации активных заслонок решетки радиатора (AGS) с решеткой 14 радиатора, показанной в закрытом положении сплошными линиями и открытом положении - пунктирными линиями. Заслонки 20 решетки радиатора показаны в закрытом положении сплошными линиями и пунктирными линиями. Когда решетка 14 радиатора открыта, максимальный поток воздуха выдается в моторный отсек 22 через заслонки 20. Для улучшения экономии топлива заслонки 20 могут закрываться, как показано сплошными линиями, чтобы направлять воздух более аэродинамически над транспортным средством 10. Двигатель 24 показан в моторном отсеке 22, который имеет компоненты, которые требуют охлаждения и защиты от избыточного тепла в моторном отсеке 22. Заслонки 20 могут закрываться для улучшения производительности отопителя посредством накопления тепла в моторном отсеке. В то время как охлаждающая жидкость в двигателе нагревается при холодных температурах, тепло из охлаждающей жидкости выдается в систему HVAC (отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха) транспортного средства, как хорошо известно в данной области техники. Несмотря на то, что фиг.2 иллюстрирует двигатель в моторном отсеке, система активных заслонок решетки радиатора также может использоваться вместе с транспортным средством с батарейным питанием, на топливных элементах или с гибридным приводом для оптимизации работы таких систем до той степени, в которой они находятся под влиянием температуры внутри отсека 22.

Электродвигатель 28 открывает и закрывает заслонку 20 и действует вместе с зубчатым редуктором или набором 30 шестерен. Электродвигатель 28 является электрическим двигателем, который выполнен с возможностью выдачи по меньшей мере двух уровней крутящего момента через набор 30 шестерен. Когда температура окружающей среды находится выше замерзания, в электродвигатель 28 может подаваться один уровень тока и выдаваться низкий уровень крутящего момента. На низком уровне крутящего момента электродвигателя шестерни в наборе 30 шестерен подвергаются более низкому уровню крутящего момента и ожидается, что обеспечивается относительно длительный срок службы в циклах нагружения при испытании на долговечность и в практическом использовании. Влага в виде атмосферных осадков или с дороги может замерзать и нарастать на заслонках 20, когда температура окружающей среды находится около замерзания или ниже. Нарастание льда или снега на заслонках 20 может вызывать заклинивание заслонок. Если заслонки 20 заклиниваются в закрытом положении, недостаточный воздух может выдаваться в моторный отсек 22 для надлежащего охлаждения двигателя 24 и его соответствующих составных частей. В электродвигатель 28 может подаваться более высокий ток для выдачи повышенного уровня крутящего момента на набор 30 шестерен, который является эффективным для преодоления наращивания льда и снега на заслонках 20 и обеспечения их свободного открытия и закрытия в суровых погодных условиях.

Со ссылкой на фиг.3 упрощенная система управления показана для электродвигателя 28 активных заслонок решетки радиатора. Управление стеклоочистителями может выдавать сигнал наряду с датчиком 36 температуры окружающего воздуха в контроллер 38. Когда температура окружающего воздуха определена как температура на пороговом значении температуры, то есть ниже или около замерзания, сигнал, отправляемый в контроллер, может использоваться для побуждения контроллера отправлять более высокий токовый сигнал на электродвигатель 28 AGS, чтобы гарантировать, что лед и снег не будут нарастать и заставлять заслонки 20 (показанные на фиг.2) заклиниваться в одном положении.

Устройство 34 управления стеклоочистителями также может выдавать сигнал в контроллер для указания, достаточен ли уровень влаги в виде атмосферных осадков или мелких брызг от других транспортных средств на дороге, который указывал бы наличие достаточной влаги для побуждения нарастания льда на заслонках 20.

Контроллер 38 обычно выдает более низкий уровень тока на электродвигатель 28 и управляется на основании другого алгоритма управления, такого как раскрытый в находящейся на одновременном рассмотрении заявке № 13/205907, поданной 9 августа 2011 г. Раскрытие алгоритма управления настоящим включено сюда путем ссылки.

Несмотря на то, что выше описаны примерные варианты осуществления, не предполагается, что эти варианты осуществления описывают все возможные формы изобретения. Словесные формулировки, используемые в описании изобретения, являются скорее словесными формулировками описания, а не ограничением и следует понимать, что могут быть выполнены различные изменения, не выходящие за рамки сущности и объема изобретения. Кроме того, признаки различных вариантов осуществления реализации могут комбинироваться для формирования дополнительных вариантов осуществления изобретения.

Изобретение относится к органам управления и исполнительным механизмам для активных заслонок решетки радиатора. Система активных заслонок решетки радиатора содержит контроллер, датчик, который выдает сигнал замерзания в контроллер, когда температура находится около или ниже замерзания, и электродвигатель, который открывает и закрывает множество заслонок. Электродвигатель принимает низкий токовый сигнал из контроллера для приведения в действие системы при первом уровне крутящего момента и принимает высокий токовый сигнал для приведения в действие системы при втором уровне крутящего момента, когда контроллер принимает сигнал замерзания. Сигнал атмосферных осадков из системы стеклоочистителей транспортного средства выдается в контроллер для выдачи указания, что есть атмосферные осадки, присутствующие в окружающей среде транспортного средства. Контроллер может выдавать высокий токовый сигнал на электродвигатель, только когда сигнал замерзания и сигнал атмосферных осадков выдаются в контроллер. Достигается улучшение эффективности работы заслонок. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система активных заслонок решетки радиатора, содержащая:

контроллер;

датчик температуры, который выдает сигнал замерзания в контроллер, когда температура окружающей среды находится около или ниже замерзания;

исполнительный механизм, который открывает и закрывает множество заслонок при первом уровне усилия и прикладывает второй уровень усилия в ответ на сигнал с контроллера, когда контроллер принимает сигнал замерзания.

2. Система по п.1, в которой исполнительный механизм представляет собой электродвигатель.

3. Система по п.2, в которой сигнал из контроллера является более высоким токовым сигналом, чем низкий токовый сигнал, который приводит в действие заслонки при первом уровне усилия.

4. Система по п.1, дополнительно содержащая сигнал влажности из системы стеклоочистителей транспортного средства, который выдается в контроллер для выдачи указания, что есть атмосферные осадки, присутствующие в окружающей среде транспортного средства, при этом контроллер также принимает сигнал влажности в качестве условия для приложения второго уровня усилия в ответ на сигнал из контроллера.

5. Система заслонок решетки радиатора, содержащая:

контроллер;

датчик, который выдает сигнал замерзания в контроллер, когда температура находится около или ниже замерзания;

электродвигатель, который открывает и закрывает систему, при этом электродвигатель принимает низкий токовый сигнал из контроллера для работы системы при первом уровне усилия и принимает высокий токовый сигнал для работы системы на втором уровне усилия, когда контроллер принимает сигнал замерзания.

6. Система по п.5, дополнительно содержащая множество заслонок и набор шестерен, который приводит в действие заслонки для открытия и закрытия системы.

7. Система по п.5, в которой первый уровень усилия обеспечивается первым уровнем крутящего момента, выдаваемым электродвигателем, а второй уровень усилия является вторым уровнем крутящего момента, выдаваемым электродвигателем.

8. Система по п.5, дополнительно содержащая сигнал атмосферных осадков из системы стеклоочистителей транспортного средства, который выдается в контроллер для выдачи указания, что есть атмосферные осадки, присутствующие в окружающей среде транспортного средства.

9. Система по п.8, в которой контроллер выдает высокий токовый сигнал, только когда сигнал замерзания и сигнал атмосферных осадков выдаются в контроллер.

10. Способ работы системы активных заслонок решетки радиатора, включающий:

измерение температуры окружающей среды;

выдачу сигнала замерзания в контроллер, когда температура окружающей среды находится ниже порогового значения температуры;

приложение первого уровня усилия к исполнительному механизму для перемещения множества заслонок между открытым положением и закрытым положением; и

приложение второго уровня усилия к исполнительному механизму в ответ на прием контроллером сигнала замерзания для перемещения множества заслонок между открытым положением и закрытым положением.

11. Способ по п.10, в котором исполнительный механизм представляет собой электродвигатель.

12. Способ по п.11, в котором сигнал из контроллера является более высоким токовым сигналом, чем низкий токовый сигнал, который приводит в действие заслонки при первом уровне усилия.

13. Способ по п.10, дополнительно включающий выдачу сигнала влажности из системы стеклоочистителей транспортного средства, который выдается в контроллер для выдачи указания, что есть атмосферные осадки, присутствующие в окружающей среде транспортного средства.

14. Способ по п.13, в котором контроллер принимает сигнал влажности в качестве условия для приложения второго уровня усилия.