本文总体涉及机动车辆设备领域，以及更具体地，涉及一种主动式发动机罩通风系统以及通过打开和关闭该主动式发动机罩通风系统的遮板来调整机动车辆的气动平衡(aerobalance)的方法。
背景技术
本领域中已知的是，提供一种具有主动式发动机罩通风系统的机动车辆，其中主动式发动机罩通风系统的遮板(a)关闭以保护机动车辆的发动机罩下面的部件免受雨水或其它恶劣天气的损坏，或者车辆停放时关闭；以及(b)打开以向发动机罩下面的部件提供增强的冷却或在高速下降低车辆升力。
本文涉及一种新型改进的主动式发动机罩通风系统，其包括两种新型的操作模式。第一种新型模式涉及调整机动车辆的气动平衡。更具体地，打开或关闭发动机罩通风系统的遮板以提供机动车辆的前下压力和后下压力平衡的主动调整，并由此增强车辆——包括但不限于在制动、转弯和加速的各种操作期间的——稳定性。第二种模式涉及在低速时关闭主动式发动机罩通风系统的遮板，以使进入位于车颈处主动式发动机罩通风孔后方及其附近的暖通空调(hvac)新鲜空气入口的发动机舱空气最少化。这改善了乘客舱的空气质量和hvac系统的运行效率。
技术实现要素：
依据本文描述的目的和好处，提供一种用于机动车辆的新型改进的主动式发动机罩通风系统。主动式发动机罩通风系统包含发动机罩通风孔和控制模块，发动机罩通风孔包括可以在关闭位置和打开位置之间移置的闭合装置，控制模块配置成通过响应于因例如制动、转向和加速改变的车辆动力学而及时打开和关闭闭合装置来调整机动车辆的气动平衡。
根据本发明，提供一种用于机动车辆的主动式发动机罩通风系统，包含：
发动机罩通风孔，发动机罩通风孔包括可以在关闭位置和打开位置之间移置的闭合装置；以及
控制模块，控制模块配置成通过打开和关闭闭合装置调整机动车辆的气动平衡。
控制模块可以包括控制器和致动器。致动器用于响应于控制器而打开和关闭闭合装置。控制器可以配置成在机动车辆减速度超过预定减速度时关闭闭合装置，以减小机动车辆的前下压力并增加机动车辆的后下压力。控制器可以配置成在当前机动车辆转向力超过预定转向力时打开闭合装置，以增加机动车辆的前下压力并减小机动车辆的后下压力。控制器可以配置成在施加的制动压力超过预定制动压力时关闭闭合装置，以减小机动车辆的前下压力并增加机动车辆的后下压力。
控制器可以配置成在当前方向盘转角超过预定方向盘转角时打开闭合装置，以增加机动车辆的前下压力并减小机动车辆的后下压力。控制器可以配置成在当前车轮横摆位置超过预定车轮横摆位置时打开闭合装置，以增加机动车辆的前下压力并减小机动车辆的后下压力。控制器可以配置成在当前机动车辆横向加速度超过预定横向加速度时打开闭合装置，以增加机动车辆的前下压力并减小机动车辆的后下压力。
控制器可以配置成在当前机动车辆速度超过预定速度时关闭闭合装置，以减小机动车辆的前下压力、增加机动车辆的后下压力并减小机动车辆的总体阻力。控制器可以配置成可以在当前机动车辆加速度超过预定加速度时关闭闭合装置，以减小机动车辆的前下压力、增加机动车辆的后下压力并减小机动车辆的总体阻力。
根据本发明的一个实施例，控制器配置成在当前机动车辆速度超过预定速度时关闭闭合装置，以减小机动车辆的前下压力并增加机动车辆的后下压力。
控制器可以配置成在任何预定运行状态下关闭闭合装置并因此使进入机动车辆的hvac新鲜空气入口的发动机舱空气最少化。例如，控制器可以配置成在机动车辆的当前运行温度低于预定温度并且当前机动车辆速度低于预定速度——在该预定速度下发动机罩上方的气流倾向于限制从位于机动车辆hvac入口处的打开的主动式发动机罩通风系统吸入发动机舱空气——时关闭闭合装置。
根据本发明的一个实施例，控制器配置成关闭闭合装置并因此使进入机动车辆的hvac新鲜空气入口的发动机舱空气最少化。
根据本发明的一个实施例，控制器配置成在机动车辆的当前运行温度低于预定温度并且当前机动车辆速度低于预定速度时关闭闭合装置。
根据另一方面，用于机动车辆的主动式发动机罩通风系统包括发动机罩通风孔，该发动机罩通风孔包括可以在关闭位置和打开位置之间移置的闭合装置。主动式发动机罩通风系统还包括控制模块，该控制模块配置成关闭闭合装置并因此使进入机动车辆的hvac新鲜空气入口的发动机舱空气最少化。为此目的，控制模块可以配置成在机动车辆的当前运行温度低于预定温度并且当前机动车辆速度低于预定速度——在该预定速度下发动机罩上方移动的气流倾向于限制从发动机罩通风孔排放的发动机舱空气进入机动车辆的hvac入口——时关闭闭合装置。
根据又一个方面，提供一种调整机动车辆的气动平衡的方法，其中机动车辆包括主动式发动机罩通风孔，该主动式发动机罩通风孔具有可以在打开位置和关闭位置之间移置的闭合装置。方法包含打开闭合装置以增加机动车辆的前下压力并减小机动车辆的后下压力，以及关闭闭合装置以减小机动车辆的前下压力并增加机动车辆的后下压力的步骤。
方法可以包括在高于预定减速率下减速时关闭闭合装置。方法可以包括在高于预定转向力下转向时打开闭合装置的步骤。方法可以包括在高于预定加速率下加速时关闭闭合装置。方法可以包括在高于预定速度下行驶时关闭闭合装置。
另外，方法可以包括通过至少一个监控装置对选自包括车辆加速度、车辆减速度、车辆横向加速度、车辆转向力、制动压力、方向盘转角、车轮横摆位置、车辆高度、车辆速度、发动机运行温度及其组合的参数组的参数进行监控的步骤。
在下面的描述中，显示并描述了主动式发动机罩通风系统以及通过该主动式发动机罩通风系统来调整机动车辆的气动平衡的相关方法的一些优选实施例。应当领会的是，主动式发动机罩通风系统及相关方法能够具有其它的、不同的实施例，并且它们的一些细节能够在各种各样的、显著的方面进行修改，而均不背离在以下权利要求中阐明和描述的主动式发动机罩通风系统及方法。相应地，附图和说明书应当被视为本质上是说明性的而非限制性的。
附图说明
包含于本文中并形成说明书一部分的附图说明了主动式发动机罩通风系统以及通过该主动式发动机罩通风系统来调整机动车辆的气动平衡的相关方法的一些方面，并与说明书一起用于解释其某些原理。在附图中：
图1是主动式发动机罩通风系统的示意性框图；
图2a是主动式发动机罩通风系统的发动机罩通风孔的示意性侧面正视图，其闭合装置处于关闭位置；
图2b是类似于图2a的视图，但示出了发动机罩通风孔的闭合装置处于完全打开位置；
图3是包含主动式发动机罩通风系统的机动车辆的正面透视图；
图4是利用主动式发动机罩通风系统来控制机动车辆的气动平衡的控制逻辑流程图。
现在将详细参照主动式发动机罩通风系统及控制气动平衡的相关方法的当前优选实施例，其示例将在附图中进行说明。
具体实施方式
现在参照一起完整地示出了新型改进的主动式发动机罩通风系统10的图1-3。该主动式发动机罩通风系统10提供第一运行模式和第二运行模式，第一运行模式提供气动平衡调整，第二运行模式使引入装配有主动式发动机罩通风系统的机动车辆的hvac空气入口的发动机舱空气最少化。如图1所示，主动式发动机罩通风系统10包括具有闭合装置14的发动机罩通风孔12。闭合装置14可以在如图2a所示的关闭位置与如图2b所示的打开位置之间移置。在一些实施例中，闭合装置14可以在打开位置和关闭位置之间可无级调整，以更好地允许装配有主动式发动机罩通风系统10的机动车辆的良好的气动平衡调整。如图2a和2b所示，闭合装置14可以包括多个遮板16。这里应该注意的是，可以使用其它闭合结构。
主动式发动机罩通风系统10还包括控制模块18，该控制模块18配置成调整装配有主动式发动机罩通风系统10的机动车辆v的气动平衡。如图1所示，控制模块18包括控制器22和致动器24。致动器24用于响应于控制器22而打开和关闭闭合装置14。如图3所示，机动车辆v包括在机动车辆的发动机罩h上的两个发动机罩通风孔12。通过下描述中将变得显而易见的是，机动车辆v的气动平衡通过打开和关闭每个发动机罩通风口12的闭合装置14进行调整。
控制器22可以包含例如专用微处理器或电子控制单元(ecu)之类的计算设备，其根据来自适当的控制软件的指令进行操作。相应地，控制器22可以包含一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个网络接口，它们都通过通信总线彼此通信。致动器24基本上可以采取适于在关闭位置和打开位置之间移动闭合装置14的任何形式。因此，应该理解的是，致动器24可以包括发动机真空致动器、电动致动器、螺线管、气动致动器和液压致动器。可以使用本领域已知类型的任何适当的连杆机构26将致动器24连接至闭合装置14。
更具体地，控制器22可以配置成在机动车辆减速度超过预定减速度时关闭闭合装置14，以减小机动车辆v的前下压力并增加机动车辆v的后下压力。另外，控制器22可以配置成在当前机动车辆转向力超过预定转向力时打开闭合装置14，以增加机动车辆v的前下压力并减小机动车辆v的后下压力。更进一步地，控制器22可以配置成在施加的制动压力超过预定制动压力时关闭闭合装置14，以减小机动车辆v的前下压力并增加机动车辆v的后下压力。
控制器22还可以配置成在当前方向盘转角超过预定方向盘转角时打开闭合装置14，以增加机动车辆v的前下压力并减小机动车辆v的后下压力。另外，控制器22可以配置成在当前车轮横摆位置超过预定车轮横摆位置至中心的左侧或右侧时打开闭合装置，以增机动车辆v的加前下压力并减小机动车辆v的后下压力。控制器22还可以配置成在当前机动车辆横向加速度超过预定横向加速度时打开闭合装置14，以增加机动车辆v的前下压力并减小机动车辆v的后下压力。
控制器22还可以配置成在当前机动车辆速度超过预定速度时关闭闭合装置14，以减少机动车辆v的前下压力并增加机动车辆v的后下压力。此外，控制器22可以配置成在当前机动车辆加速度超过预定加速度时关闭闭合装置14，以减少机动车辆v的前下压力并且增加机动车辆v的后下压力。通过增加或减少机动车辆的前下压力和后下压力，可以大体上响应于任何可预见的运行状况而动态地调整机动车辆的整体气动平衡，以优化机动车辆性能以及驾驶员舒适度和自信心。
为此目的，控制器22可以配置成包括多个数据输入端28、30、32、34、36、38、40、42和44。那些数据输入端28、30、32、34、36、38、40、42、44连接至各种装置46、48、50、52、54、56、58、60、62，以监控机动车辆v的各种操作参数。
在所示实施例中，第一数据输入端28连接至加速度监控装置46。第二数据输入端30连接至减速度监控装置48。第三数据输入端32连接至横向加速度监控装置50。第四数据输入端34连接至制动压力监控装置52。第五数据输入端36连接至方向盘转角监控装置54。第六数据输入端38连接至车轮横摆位置监控装置56。第七数据输入端40连接至车辆高度监控装置58。第八数据输入端42连接至车辆速度监控装置60。第九数据输入端44连接至发动机运行温度监控装置62。每个监控装置46、48、50、52、54、56、58、60、62是本领域已知的用于其预期目的的类型，并且可以包括例如加速计、电位器、压力传感器、位置传感器、温度传感器或其它已知装置。
如图3所示，在机动车辆v的车颈c处发动机罩通风口12附近但在发动机罩通风口12后方设置暖通空调(hvac)新鲜空气入口i。控制器22配置成在满足某些操作参数时关闭闭合装置14，并且因此使进入机动车辆v的下游hvac新鲜空气入口i的发动机舱空气最少化。例如，控制器22可以配置成在机动车辆v的在第九数据输入端44通过发动机运行温度监控装置60显示的当前运行温度低于预定温度并且由第八数据输入端42从车辆速度监控装置60接收的数据显示的当前机动车辆速度低于预定速度——在该速度下通过发动机罩h上方的空气阻止发动机舱空气大量向上通过发动机罩通风孔12引入hvac新鲜空气入口i——时关闭闭合装置14。有利地，这有助于提高hvac系统并且特别是在炎热的夏季的空调的运行效率。同时，进入hvac系统的空气的质量得到了提高。
与上述内容一致的是，提供一种调整机动车辆v的气动平衡的方法，其中机动车辆v包括主动式发动机罩通风系统10，该主动式发动机罩通风系统10具有可在如图2a所示的关闭位置和如图2b所示的打开位置之间移置的闭合装置14。方法可以概括地描述为包括以下步骤：响应于当机动车辆正在加速、减速、转角和制动时的车辆动力学变化而打开闭合装置14以增加机动车辆v的前下压力并减小机动车辆v的后下压力和关闭闭合装置以减小机动车辆的前下压力并增加机动车辆的后下压力。因此，方法包括机动车辆如第二数据输入端30从减速度监控装置48接收到的数据显示的那样在高于预定减速率下减速时，通过控制模块18的操作关闭闭合装置14的步骤。
方法可以包括如第三数据输入端32从横向加速度监控装置50接收的数据显示的那样在高于预定转向力下转向时，通过控制模块18的操作打开闭合装置14的步骤。
该方法可以包括如第一数据输入端28从加速度监控装置46接收到的数据显示的那样在高于预定加速率下加速时，通过控制模块18的操作关闭闭合装置14的步骤。这减小了车辆阻力并提高了机动车辆的加速度。
该方法还可以包括如第八数据输入端42从车辆速度监控装置60接收到的数据显示的那样在高于预定速度下行驶时，通过控制模块18的操作关闭闭合装置14的步骤。同样地，这减小了阻力并提高了机动车辆的高速性能。高速下的燃料效率也得到了提高。
该方法还可以包括如第四数据输入端34从制动压力监控装置53接收到的数据显示的那样在施加的制动压力高于预定制动压力时，通过控制模块18的操作关闭闭合装置14以降低机动车辆v的前下压力并增加机动车辆v的后下压力的步骤。在制动时，机动车辆向前倾斜，将重量转移到前轮胎并从诱发的倾斜角处增加下压力。关闭发动机罩通风孔闭合装置14减少了前下压力并增加了后下压力，抵消了机动车辆的俯仰，降低了俯仰灵敏度并允许更多的法向力作用在后车轮上。这使得后制动器更有效。
方法还可以包括如第五数据输入端36从方向盘转角监控装置54接收到的数据显示的那样在前方向盘转角超过预定方向盘转角时，通过控制模块18的操作打开闭合装置14以增加机动车辆v的前下压力并减小机动车辆v的后下压力的步骤。
方法还可以包括如第六数据输入端38从车轮横摆位置监控装置56接收到的数据显示的那样在当前车轮横摆位置超过预定车轮横摆位置时，通过控制模块18的操作打开闭合装置14以便增加机动车辆v的前下压力并减小机动车辆v的后下压力的步骤。
更进一步地，该方法还可以包括如第七数据输入端40从车辆高度监控装置58接收到的数据显示的那样在车辆高度超过预定车辆高度时，打开闭合装置14以增加机动车辆v的前下压力并减小机动车辆v的后下压力的步骤。在该示例中，被监控的车辆高度是机动车辆前端处的车辆高度。
在以上描述中，应该领会的是，方法还可以包括通过至少一个监控装置46、48、50、52、54、56、58、60、62对选自包括车辆加速度、车辆减速度、车辆横向加速度、车辆转向力、制动压力、方向盘转角、车轮横摆位置、车辆高度、车辆速度、发动机运行温度及其组合的组的参数进行监控。
现在参考图4，示出了用于主动式发动机罩通风系统10的一个可行性控制逻辑流程图100。如框102所示，主动式发动机罩通风孔控制模块18的控制器22与各种监控装置46、48、50、52、54、56、58、60、62通过计算机局域网(can)通信。
在所示的实施例中，控制模块18的控制器22在框104询问是否需要减小阻力。如果不需要减小阻力，则在框106处不采取动作。相反，如框108所示，如果需要减阻减小阻力以在例如以最大速度行驶时改善车辆稳定性或性能或提高加速度，则控制模块18在框110处关闭发动机罩通风孔12的闭合装置14。
在框112，控制模块18的控制器22询问是否需要增加后下压力。如框114所示，如果需要增加后下压力——例如为了改善车道变换操纵的转弯时的高车速稳定性或为了使加速度最大化，则控制模块18在框110处关闭发动机罩通风孔12的闭合装置14。相反，如果在框112处不需要增加后下压力，则在框106处不再采取行动。
在框116，控制模块18的控制器22询问是否需要增加前下压力。如果不需要增加前下压力，则在框106不采取动作。相反，如框118所示，如果需要增加前下压力——例如为了在制动和转弯期间提供改进的稳定性，则如框120所示，控制模块18打开发动机罩通风孔12的闭合装置14以使前部抓地力最大化，从而提供前部驱动的气动平衡和增强的稳定性。
上述内容以说明和描述为目的而呈现。其并非旨在详尽或将实施方式限制为所公开的具体形式。许多修改和变形在上述教导的指引下是有可能的。例如，所示的实施例包括具有用于从九个监控装置46、48、50、52、54、56、58、60、62接收数据的九个数据输入端28、30、32、34、36、38、40、42和44的控制器22。应当领会的是，基于控制器的控制逻辑，少至2个和多至10个或者更多可以用于向控制器22提供数据。另外，示出的实施例包括用于监控机动车辆v的加速度和减速度的单独的装置46、48。在一些实施例中，一个装置将用于两个目的。当根据公平地、合法地以及公正地赋予所附权利要求的广度进行解释时，所有这样的修改和变化都在所附权利要求的范围之内。