专利名称：用于测量车辆空气入流的装置和方法
用于测量车辆空气入流的装置和方法本发明涉及一种用于测量车辆的空气入流(Luftanstr5mung)的装置和方法。
现有技术
车辆的实际空气入流、也就是对车辆施加作用的气流，对于车辆技术领域的许多应用具有特别的意义。例如根据空气入流对于刮水装置、例如玻璃刮水器进行调节，例如当有強烈的空气入流时刮水器的向下运动需要更大的力。到目前为止，通常是测量车辆的速度，然后从车辆的速度中计算出空气入流数值，其中，这种空气入流数值特别是没有考虑尾流效应或者強烈的顺风或者逆风。例如车辆处于载货车辆的尾流之中，但同时该车辆又以高速行驶，这样由于测量的速度高因此所计算的空气入流数值也高。然而在这种场景中实际的空气入流低于计算的空气入流数值。这种以此为基础的对于刮水装置的调节就因此不能最佳地与实际的条件相协调一致。本发明的公开内容
因此本发明的任务是提供用于测量车辆的空气入流的ー种装置和ー种方法，这种装置和方法可克服上述缺点，并且可測定实际的空气入流。这个任务由按照权利要求I所述的装置并且由按照权利要求7所述的方法得以完成。本发明的ー些有利的方案是从属权利要求的主題。根据本发明，对由行车风驱动的发动机冷却鼓风装置的风扇转速进行测量。风扇转速和空气入流是成比例的，然后可通过这ー措施计算出空气入流。所计算出的空气入流数值与实际的空气入流是相应的，并且与现有技术不同的是有利地也考虑尾流效应和強烈的顺风或者逆风。此外，根据本发明，这种计算出的数值或者一种与这种计算的空气入流相应的信息可提供给另ー些车辆部件使用，根据ー些有利的方案特别是可提供给刮水装置、热调节装置和/或用于调节车辆空气动カ的空气动カ装置使用。这样就可有利地实现对各车辆部件的调节能最佳地与车辆所经历的环境条件相协调一致。在本发明的ー种有利的方案中，将发动机冷却鼓风装置设计为一种电的发动机冷却鼓风装置，并且优选地除了风扇之外一其中通常也可设置多个风扇ー还包括用于驱动风扇的风扇电动机以及用于控制风扇电动机的控制电子装置，以便特别是调节风扇的转速。优选地，所述控制电子装置包括根据本发明的用于测量风扇转速的測量装置，特别是可设置壳体，所述控制电子装置和測量装置设置在该壳体内。因为根据本发明的用于测量风扇转速的測量装置是测量风扇转速的，所以这个测量装置也可叫做转速测量装置。在本发明的一种示范性的实施形式中，所述测量装置包括霍耳传感器和/或用于测量借助于旋转的风扇所感应的电压的过零点的电压测量装置。虽然无论是霍耳传感器还是电压测量装置可以冗余度地设置，然而应该指出的是，通常并不要求这么做。也就是说，为了測量风扇转速，或者是使用霍耳传感器，或者是使用电压测量装置。根据本发明，借助于与测量装置相连接的通信装置将所测量的风扇转速传输到根据本发明的电子装置。此外，特别是将通信装置设计成将风扇转速和/或空气入流或者与该空气入流相对应的信息提供给其它的车辆部件使用。例如通信装置包括通信总线，特别是CAN总线(控制器区域网络(Controller Area Network))或者LIN-总线(局域互联网络(Local Interconnect Network))。优选地,通信装置包括至少一个通信接ロ。在本发明的另ー优选的方案中，通信装置包括WLAN、红外线接ロ(IrDA)或者“兰牙”(Blue-tooth)。下面借助一些优选的实施例并參考附图
中的图对本发明进行更加详细的说明。这些附图示出
图I:用于测量空气入流的装置和多个车辆部件的设置简 图2 :用于测量空气入流的另ー装置和多个车辆部件的设置简图。在图I中示出的装置包括具有风扇I的发动机冷却鼓风装置2。风扇I由行车风(Fahrtwind)3驱动,这样,风扇I旋转。为此，发动机冷却鼓风装置2通常具有通风缝隙(未示出)、特别是散热器格栅，通过这些散热器格栅使得所述行车风3可流入到发动机冷却鼓 风装置2中。此外，发动机冷却装置2还具有用于测量风扇转速的測量装置4。所述测量装置4也可叫做转速测量装置。在图I所示的实施例中，所述测量装置4或者说转速測量装置包括霍耳传感器5和用于对于借助于旋转的风扇I所感应的电压的过零点(Nulldurchgang)进行测量的电压测量装置6。通过这ー措施能以两种不同的方式冗余度地測量所述风扇转速。优选地从这两个测量数值中形成ー种平均值。当这两个测量的数值彼此间有很大差别，特别是差别为10%时，可重复进行測量，或者放弃其中的ー个数值。在ー种未予示出的实施例中，所述测量装置4或者包括霍耳传感器5或者电压测量装置6。这样可有利地节省材料,并且因此节省成本。此外，发动机冷却鼓风装置2还具有与測量装置4相连接的通信装置7，用于将所测量的风扇转速传输到电子装置8。这种传输优选地通过通信总线9、特别是通过CAN总线或者LIN总线来完成。在图I里所示的实施例中，电子装置8和发动机冷却鼓风装置2在空间上是分开设置的。特别是电子装置8包括车辆电子装置(未示出)、例如车辆计算机，所述车辆计算机例如也调节汽油的消耗或者用于车辆内部空间的空调装置。然而也可以規定，将电子装置8设置在发动机冷却鼓风装置2中。通过这ー措施可实现特别紧凑的结构。然后，电子装置8从所测量的风扇转速中计算出所述空气入流或者与空气入流相对应的信息。将计算出来的空气入流或者信息提供给刮水装置10、热调节装置U、用于调节车辆空气动カ的空气动カ装置12和/或其它的车辆部件13使用，其做法是借助于通信总线9将所述信息传输到这些车辆部件10、11、12和13。由于根据本发明这些车辆部件10、11、12和13 了解了实际的空气入流情况，所以对于这些车辆部件10、11、12和13的相应的调节就能够特别最佳地协调一致。这样，借助于本发明例如对于刮水装置10、例如对于玻璃刮水装置或者前灯刮水装置(未示出)的调节就能最佳地与特别是包括风的环境条件相协调一致。优选地，可根据计算的实际的空气入流来调整刮水装置10的清洗系统、例如清洗喷嘴。在此，可根据实际的空气入流调节特别是清洗压力，所述清洗压カ是这样ー种压カ即借助于这种压カ将清洗液从清洗系统中挤出来。因此例如当空气入流高时需要提高清洗压力，为此尽管有高的空气入流还要使足够的清洗液到达车窗玻璃或者前灯。然而由于尾流效应(Windschatteneffekt),这种借助于本发明所计算的实际的空气入流明显地低于根据速度測量所測定的空气入流数值。尽管如此，在现有技术中仍然提高了清洗压力，虽然由于尾流效应这么做根本就不必要。在此，在这方面本发明有利地节省了能量和洗涤液。此外，根据本发明使得对于热调节装置11的调节可与所述实际的环境条件、例如温度最佳地协调一致。关于这一点，由于下述原因具有特别的意义在当今，通常在车辆驱动装置的越来越高的冷却水温度中，特别是也在替代的驱动方案中、例如在燃料电池中，(其中车辆驱动装置通常需要功率特别大的冷却系统)，需要对冷却系统进行有效的热调节，因为通过此措施可大大地节省能量。优选地，冷却系统(未示出)包括水泵、阀门、空气阀，或者也包括发动机冷却鼓风装置2。在此，借助于本发明可明显地改进对热调节装置11的调节。在现有技术中，例如热调节装置一所述热调节装置根据仅仅是基于简单的速度测量的空气入流数值来调节冷却系统ー在速度低的情况中提高冷却功率，因为所測定的相应低的空气入流数值不能足够地冷却车辆驱动装置。強烈的逆风ー它支持对车辆驱动装置的冷却ー在此未予以考虑。与这种情况不同的是，本发明相应地将实际的空气入流的信息、也就是考虑强的逆风地提供给热调节装置11使用。在这种场景中，热调节装置11不必提高
冷却功率，因此有利地节省了能量。本发明的另ー优点是，相应于实际的空气入流的信息可提供给用于调节车辆空气动カ的空气动カ装置12使用。优选地，所述空气动カ装置12是ー种特别是在体育运动地设计的车辆中应用的主动的空气动カ装置。例如可将空气动カ装置12设计成调节车辆悬架的弾性度(Federgrad)。这样在公路交通的一些情况中有必要将所述弾性度调节得更硬ー些，以改进车辆的道路附着稳定性(Strassenlage)，例如当有强烈的侧风时。在此时，车辆通常是减速行驶，根据现有技术，所述空气动カ装置12—只有ー种以车辆速度为依据的空气入流数值提供给所述空气动カ装置使用一也没有降低所述弹性度。车辆的道路附着稳定性就这方面来说没有得到改进，而是变坏了，这使得驾驶员要遭受很大危险。而与此相反，本发明却规定给空气动カ装置12提供实际的空气入流信息供其使用，然后由此这个空气动カ装置将弹性度相应地调节得更坚硬ー些，这样就以有利的方式明显地改进了车辆的道路附着稳定性。在本发明的另一方案中，主动的空气动カ装置包括导流板，优选的是主动导流板。这个主动导流板可根据所述空气入流进行调节。此外，发动机冷却鼓风装置2还包括用于驱动所述风扇I的风扇电动机14。所述风扇电动机14由ー种控制电子装置15进行控制，其中，所述控制电子装置15特别是可以调节风扇转速。也就是说，这个控制电子装置15特别是也可以关闭风扇电动机14。由车辆发动机所产生的机械驱动能例如可以转变为电能，例如借助于发电机(未示出)来实现。所述电能存储在电存储装置中，优选地存储在蓄电池中。然后这种存储的电能可输送到风扇电动机14，所述风扇电动机又从中产生用于驱动所述风扇I的机械式的驱动能。这样，当车辆发动机关机、特别是车辆停车时，而且只要是没有行车风供冷却使用吋，也可保证对于车辆驱动装置的冷却。特别是当行车风3不能足够地给车辆提供足够的冷却功率时，风扇电动机14就驱动风扇I。虽然所测量的风扇转速通常不再相应于实际的空气入流。虽然如此，根据本发明能够确定实际的空气入流，其做法是短时间地关掉风扇电动机14，这样，这个风扇I仅仅由于行车风3而转动。这样就能可靠地测量实际的空气入流。在測量之后又接通所述风扇电动机14，这样，风扇I足够快地转动，为的是能可靠地冷却车辆驱动装置。在此可以特别地规定，将控制电子装置15设计成接收车辆部件10、11、12和13之一的控制信号，以关闭风扇电动机14。根据ー种优选的方案，当经过了预定的时间值时，所述控制电子装置15可附加地或者代替地关闭风扇电动机14。为此，优选地设置ー种限时器装置16，所述限时器装置例如通过通信总线9与控制电子装置15连接。在本发明的另一未示出的示范性的实施形式中，限时器装置16附加地或者代替地特别是通过通信总线9与车辆部件10、11、12、13中的至少ー个车辆部件相连接。借助于本发明的上述示范性的方案一在此方案中通过车辆部件10、11、12和13关闭所述风扇I一可有利地将测量区域也扩展到小的入流。在此需要指出的是，通常不必按照车辆部件10、11、12和13的要求关闭所述风扇1，因为通常在測量技术上重要的空气入流中不再要求风扇I运行，因为空气入流已足够提供必要的冷却功率。限时器装置16也仅仅是本发明的一种任选方案。特别是可以规定连续地測量所述空气入流。当驾驶员激活车辆部件10、11、12、13中的ー个时，然后车辆部件10、11、12、13优选地通过通信总线9尤其是给控制电子装置15发送ー种控制信号。驾驶员例如调节刮水 装置10的最大刮水器频率。刮水装置10给控制电子装置15发送ー控制信号，紧接着控制电子装置15关闭所述风扇电动机14。然后，这个风扇I只是仍然由行车风驱动，这样就可计算出实际的空气入流。将这个数值提供给刮水装置10使用，然后刮水装置10调节出一种与环境条件相适配的最大刮水器频率数值。当例如相应的环境条件不相同时，这个最大的刮水器频率数值可与另ー最大刮水器频率数值有偏差。当驾驶员例如想提高弹性度，特别是为了能运动式地驾驶，空气动カ装置12也类似地给控制电子装置15发送ー控制信号。在一种未示出的实施例中，刮水装置10根据所述空气入流来提高用于使刮水器向下运动的力，其中，特别是也可安装多个刮水器。在另一未示出的实施例中，空气动カ装置12可根据空气入流来调节导流板，优选地调节主动导流板。根据本发明的另ー种未示出的实施例中可以規定，限时器装置16给车辆部件10、11、12、13发出信号规定的时间数值已过去，据此，车辆部件10、11、12、13给控制电子装置15发出控制信号。这个控制电子装置关闭风扇电动机14，然后计算出实际的空气入流。然后将这个空气入流提供给车辆部件10、11、12、13使用。特别是当对于车辆驱动装置的热调节是借助于热调节装置11而不是依赖驾驶员地进行时，通过这ー措施可以实现使热调节装置11经常地了解关于实际的空气入流的信息，以便相应地使冷却功率相适配。图2示出另ー种用于测量空气入流的装置的简单布局图，该装置具有多个车辆部件。相同的部件利用相同的附图标记表示。在此所示出的实施例中，測量装置4或者转速測量装置和通信装置7设置在控制电子装置15中。測量装置4包括霍耳传感器5 (未示出)，但是也可代替地包括电压测量装置6 (未示出)。控制电子装置15控制着风扇电动机14，该风扇电动机驱动风扇I。与在图I中示出的实施例不同之处在于在图2中示出的实施例没有限时器装置16。这样ー种限时器装置只是本发明的一种优选的方案。特别是可以规定连续地测量所述空气入流。
权利要求
1.用于测量车辆的空气入流的装置，所述车辆 -具有带有风扇(I)的发动机冷却鼓风装置(2)，带有 -用于测量风扇转速的测量装置(4)，和 -通过通信装置(7 )与测量装置(4 )相连接的电子装置(8 )， 所述电子装置设计成从所测量的风扇转速中计算所述空气入流，以便将与计算的所述空气入流相对应的信息提供给车辆部件(13)使用。
2.按照权利要求I所述的装置，其中，车辆部件(13)是刮水装置(10)、热调节装置 (11)、和/或用于调节车辆空气动力的空气动力装置(12)。
3.按照权利要求I或2所述的装置，其中，发动机冷却鼓风装置(2)具有用于驱动风扇(I)的风扇电动机(14)以及用于控制风扇电动机(14)的且与风扇电动机(14)相连接的控制电子装置(15)，其中，控制电子装置(15)构造成接收车辆部件(13)的控制信号，以便关闭风扇电动机(14)。
4.按照前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，测量装置(4)包括霍耳传感器(5)。
5.按照前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，测量装置(4)包括用于对于借助转动的风扇(I)所感应的电压的过零点进行测量的电压测量装置(6)。
6.按照前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，通信装置(7)包括通信总线(9)、特别是CAN总线或者LIN总线。
7.用于测量车辆的空气入流的方法，包括下述步骤 -借助于测量装置(4)来测量发动机冷却鼓风装置(2)中的风扇(I)的风扇转速， -将所测量的风扇转速通过通信装置(7)传输到电子装置(8)， -借助于电子装置(8)从所测量的风扇转速中计算所述空气入流，其中，将与所计算的空气入流相对应的信息提供给车辆部件(13)使用。
8.按照权利要求7所述的方法，其中，车辆部件(13)是刮水装置(10)、热调节装置(II)和/或用于调节车辆空气动力的空气动力装置(12)。
9.按照权利要求7或9所述的方法，其中，风扇电动机(14)驱动风扇(I)，并且当控制电子装置(15)从车辆部件(13)接收到控制信号和/或预定的时间数值已经过去时，与风扇电动机(14)相连接的控制电子装置(15)关掉所述风扇电动机(14)。
10.按照权利要求7至9中的任一项所述的方法，其中，对于风扇转速的测量包括对于借助于旋转的风扇(I)所感应的电压的过零点进行的测量和/或借助于霍耳传感器(5)对于霍耳电压进行的测量。
全文摘要
本发明涉及一种用于测量车辆的空气入流的装置，所述车辆具有带有风扇(1)的发动机冷却鼓风装置(2)，具有用于测量风扇转速的测量装置(4)以及通过通信装置(7)与该测量装置(4)相连接的电子装置(8)，所述电子装置设计成从所测量的风扇转速中计算空气入流，为的是将与计算的空气入流相对应的信息提供给车辆部件(13)使用。此外，本发明还涉及一种用来测量车辆的空气入流的方法。
文档编号F01P11/18GK102652212SQ201080057304
公开日2012年8月29日 申请日期2010年12月1日 优先权日2009年12月16日
发明者I.德沃特曼, J.艾根曼 申请人:罗伯特·博世有限公司