一種用于車輛的通風系統的制作方法

本發明涉及車輛領域，特別是涉及一種用于車輛的通風系統。

背景技術：

隨著國家對車輛油耗和排放的要求愈來愈苛刻，各車輛廠對降低油耗和排放也越來越重視。渦輪增壓、缸內直噴等新技術由此廣泛使用，隨之而來的是發動機排溫升高使得發動機艙熱管理的風險增加。由于發動機排溫升高，使得艙內需要增加隔熱措施，不利于車輛的輕量化和低成本化。并且，車輛低速行駛時，由于風流減小使得發動機無法及時散熱，導致發動機綜合性能下降，影響其正常使用。此外，車輛高速行駛時，雖然風流較大，但是風阻系數也同時增大，對油耗影響顯著。

因此，提高發動機艙的散熱效率可以降低成本，提升發動機的綜合性能。減小車輛的風阻系數可以節約燃油，減小噪聲，保護環境。當前發動機艙的風流主要是由車輛的進氣格柵進入，經由散熱器，再從發動機艙的空隙流出。該種方式，雖然在車輛高速行駛時由進氣格柵進入的風流很大，但是由于沒有設置風道，風流進入進氣格柵后極易造成氣流場的紊亂，反而導致發動機艙的散熱效率較低，還會增加風阻系數。同時，由于風流減小，發動機艙在車輛低速行駛時散熱效率較低。

技術實現要素：

本申請的發明人發現：從改善空氣動力性能的角度考慮，若要提高發動機艙的散熱效率必須提高艙內的氣流流通性，但若減小風阻系數，則要降低艙內的氣流流通性。然而，現有技術中并沒有可以兼顧散熱效率和風阻系數的合理有效的手段。

本發明的一個目的是為了提高發動機艙的散熱效率，同時降低車輛的風阻系數。

本發明提供的一種用于車輛的通風系統，所述車輛包括發動機艙，包括：

入風口，用于接收外部空氣；

第一風道，與所述入風口相連通并通向所述發動機艙；

導流開關，用于選擇性地關閉和打開所述第一風道；

其中，在所述第一風道打開時所述外部空氣經由第一風道進入所述發動機艙。

進一步地，所述通風系統還包括：

第二風道，與所述入風口相連通并通向所述發動機艙外部；

其中，所述導流開關還用于選擇性地關閉和打開所述第二風道；

其中，所述導流開關設置成在關閉所述第一風道時打開所述第二風道，在打開所述第一風道時關閉所述第二風道。此處關閉所述第一風道的含義為所述導流開關被關閉或打開時，所述外部空氣僅通向第二風道而不通向所述第一風道，關閉所述第二風道的含義為所述導流開關被關閉或打開時，所述外部空氣僅通向第一風道而不通向所述第二風道。打開與所述關閉的含義相反。

進一步地，所述發動機艙外部為所述車輛的車身外部。

進一步地，所述第二風道的形狀構造成使得所述外部空氣以較低的風阻流經所述第二風道。

優選地，所述第二風道的形狀構造成流線型。

進一步地，所述第一風道和所述第二風道之間具有交叉部；

所述導流開關為片狀體，并且所述片狀體的長度配置成能夠至少部分阻礙所述外部空氣通過所述第一風道或所述第二風道，其包括：

第一端部，所述第一端部設置在所述交叉部處；和

與所述第一端部相反的第二端部，所述第二端部能夠繞所述第一端部轉動；

其中，所述導流開關配置成：在所述第二端部轉動至第一預設位置時，所述外部空氣能夠被引流至所述第一風道，在所述第二端部轉動至第二預設位置時，所述外部空氣能夠被引流至所述第二風道；

其中，所述第一預設位置在所述第二端部繞所述第一端部轉動第一預設角度，以使得所述導流開關能夠完全阻礙所述外部空氣通向所述第二風道的位置處，所述第二預設位置在所述第二端部繞所述第一端部轉動第二預設角度，以使得所述導流開關能夠完全阻礙所述外部空氣通向所述第一風道的位置處。

進一步地，所述導流開關包括：

第一導流開關，所述第一導流開關能夠被選擇性地打開或關閉，以使得所述外部空氣能夠被選擇性地引流至所述第一風道；和

第二導流開關，所述第二導流開關能夠被選擇性地打開或關閉，以使得所述外部空氣能夠被選擇性地引流至所述第二風道；

其中，所述第一導流開關和所述第二導流開關中的任一個被選擇性地打開時，所述第一導流開關和所述第二導流開關中的另一個被選擇性地關閉。

進一步地，所述車輛包括保險杠和格柵，所述入風口的位置在所述保險杠下部非格柵處。

進一步地，所述通風系統還包括：

溫度傳感器，用于獲取所述車輛的發動機溫度；

速度傳感器，用于獲取所述車輛的行駛速度；

控制器，用于根據所述發動機溫度和所述車輛的行駛速度確定所述外部空氣由第一出風口或第二出風口排出；

其中，所述控制器配置成：在所述發動機溫度高于一預設溫度值時控制所述外部空氣由所述第一出風口排出，在所述發動機溫度不高于所述預設溫度值且所述行駛速度高于一預設速度值時控制所述外部空氣由所述第二出風口排出。

進一步地，所述通風系統還包括：

固定在所述交叉部處并與所述導流開關相連的電機，用于帶動所述導流開關轉動，以使所述導流開關能夠被選擇性地打開或關閉；

其中，所述電機配置成在所述控制器的控制下帶動所述導流開關轉動。

進一步地，所述通風系統還包括：

所述電機具有用于輸出動力的輸出軸，所述輸出軸與所述第一端部連接，以帶動所述第二端部轉動應轉動角度。

其中，所述電機為伺服電機或步進電機。

本發明的方案，由于設置了兩個風道，使得在發動機艙溫度較高時，外部空氣可以進入發動機艙內部通道，并由第一風道排出，從而實現了對發動機艙的冷卻，提高其散熱效率。在發動機艙溫度較低且當前車輛的行駛速度較大時，外部空氣可以進入第二通道，從而實現了對前保前后氣流的重新梳理作用，可降低車輛的風阻系數。因此，本發明提供了可以同時兼顧散熱效率和風阻系數的合理有效的通風管理手段。可以降低車輛高速時的風阻，進而降低高速時的油耗。同時可以提升低速時發動機艙內的氣流流通性，降低發動機艙內的熱害風險。

此外，現有技術中，為了降低風阻，主要是通過車身設計以使得外部空氣通過車身的流線型設計以較低的風阻沿著車身外部流走。本發明是通過車身內部的一段流線型風道設計，在不需要冷卻發動機艙的情況下以較低的風阻流走，在需要冷卻發動機艙時流向發動機艙內。

根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特征。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中：

圖1是具有發動機艙的機動車輛的示意性透視圖；

圖2是根據本發明一個實施例的用于車輛的通風系統的結構框圖；

圖3是根據本發明一個實施例中的機動車輛內通風系統的示意性側面透視圖，其中示出了外部空氣被引流至第一出風口；

圖4是根據本發明一個實施例中的機動車輛內通風系統的示意性側面透視圖，其中示出了外部空氣被引流至第二出風口；

圖5是圖4所示通風系統的示意性局部放大視圖；

圖6是根據本發明一個實施例中的控制器的控制策略流程圖。

具體實施方式

圖1示意性地示出了具有發動機艙110的車輛100。發動機艙110內一般性可以設置一個或多個在車輛100行駛時可以散發熱量的組件，如內燃機120和排氣設備130。內燃機120通過排氣設備130來排出燃燒廢氣。發動機艙110基本上是封閉式的，但是存在外部空氣可以流過的縫隙。發動機艙110一般性位于車輛100的前部，但并不限于此。發動機艙110與空氣進氣裝置140例如進氣格柵相連通，使得外部空氣可以作為迎面風F流過發動機艙110。

圖2示出了根據本發明一個實施例的用于車輛100的通風系統200的結構框圖。圖3和圖4示出了根據本發明第一個實施例中的用于車輛100的通風系統200的示意性側面透視圖。發動機艙110可以由機罩111、下護板113和車身112限定。機罩111和下護板113是本領域的公知，其中，機罩111還可以被稱為發動機罩111，下護板113為用于保護發動機之下和底部上的驅動部件的板。此處不再贅述。如圖3和圖4所示，通風系統200設置在機罩111和下護板113之間。如圖2至圖4所示，在一個實施例中，通風系統200可以包括入風口210、第一風道241和導流開關243。其中，如圖3和圖4所示，入風口210設置在車輛100的前部，例如可以設置在車輛100的前保處，也可以設置在車輛100的前保下部非格柵處，用于接收外部空氣，例如可以是從車輛100的前部接收外部空氣。第一風道241與入風口210相連通并通向發動機艙110。導流開關243用于選擇性地關閉和打開第一風道241。其中，在第一風道241打開時外部空氣經由第一風道241進入發動機艙110。

在另一實施例中，通風系統200還可以包括第二風道242，與入風口210相連通并通向發動機艙110外部。其中，導流開關243還用于選擇性地關閉和打開242第二風道。其中，導流開關243設置成在關閉第一風道241時打開第二風道242，在打開第一風道241時關閉第二風道242。圖5是通風系統200的示意性局部放大視圖。如圖3至圖5所示，通風系統200還可以包括第一出風口220和第二出風口230。第一風道241的一端與入風口210相連通，另一端與第一出風口220相連通，當外部空氣從入風口210進入時，可以沿著第一風道241流動，并由第一出風口220排出。第二風道242與第一風道241之間具有交叉部41，第二風道242的一端與入風口210相連通，另一端與第二出風口230相連通，當外部空氣從入風口210進入時，可以沿著第二風道242流動，并由第二出風口230排出。第二出風口230可以設置在車輛100的底部，例如可以在下護板113處。可以理解的是，第二出風口230也可以設置在車輛100的其他部位，用于將外部空氣排出至發動機艙110外部。當外部空氣從入風口210進入時，可以由第二出風口230排出至車輛100的底部。其中第二出風口230的位置通過計算可以設置在能夠有效降低車輛100風阻系數的位置處。為了將外部空氣引流至發動機艙110或車輛100的底部，通風系統200還可以包括氣流導向裝置240，其包括所述第一風道241、第二風道242和導流開關243，用于將從入風口210接收的外部空氣選擇性地引流至第一出風口220或第二出風口230。

由圖5可知，第一風道241和第二風道242有一共用通道，即共用通道一端與入風口210相連，另一端為交叉部41。導流開關243設置在交叉部41處，導流開關243能夠被選擇性地打開或關閉，以使得外部空氣能夠選擇性地通過第一風道241或第二風道242，以將外部空氣選擇性地引流至第一出風口220或第二出風口230。圖3示出了外部空氣被引流至第一出風口220。由圖3可知，導流開關243為打開狀態，此時，第一風道241處于打開狀態，第二風道242處于關閉狀態，因此，外部空氣可以通過第一風道241，并將外部空氣引流至第一出風口220。圖4示出了外部空氣被引流至第二出風口230。由圖4可知，導流開關243為關閉狀態，此時，第一風道241處于關閉狀態，第二風道242處于打開狀態，因此，外部空氣可以通過第二風道242，并將外部空氣引流至第二出風口230。常規情況下，導流開關243處于打開狀態。當然，導流開關243的打開和關閉狀態可以根據需要進行設定，也可以設定圖3中的導流開關243為關閉狀態，如此，則圖4中的導流開關243為打開狀態，按照該種方式，常規情況下，導流開關243處于關閉狀態。

如圖5所示，導流開關243為片狀體，并且片狀體的長度配置成能夠至少部分阻礙外部空氣通過第一風道241或第二風道242。優選地，片狀體的長度配置成能夠完全阻礙外部空氣通過第一風道241或第二風道242。該種情況下，對第一風道241和第二風道242的設計和導流開關243的位置設置也有要求，要求能夠使得在片狀體的長度固定為一個值時，片狀體的長度正好能夠完全阻礙外部空氣通過第一風道241或第二風道242。當然，導流開關243的長度也可以設計為可伸縮的片狀體或可改變長度的片狀體。導流開關243可以包括第一端部42和與第一端部42反方向設置的第二端部43。第一端部42設置在交叉部41處。第二端部43能夠繞第一端部42轉動。其中，導流開關243配置成：在第二端部43轉動至第一預設位置時，外部空氣能夠被引流至第一出風口220，在第二端部43轉動至第二預設位置時，外部空氣能夠被引流至第二出風口230。其中，第一預設位置在第二端部43繞第一端部42轉動第一預設角度，以使得導流開關243能夠完全阻礙外部空氣通過第二風道242的位置處，第二預設位置在第二端部43繞第一端部42轉動第二預設角度，以使得導流開關243能夠完全阻礙外部空氣通過第一風道241的位置處。如圖3所示，第一預設位置在A處。如圖4所示，第二預設位置在B處。

為了控制導流開關243的打開或關閉，如圖2所示，通風系統200還可以包括溫度傳感器260、速度傳感器270和控制器250。溫度傳感器260可以設置在發動機處并與控制器250相連，用于獲取車輛100的發動機溫度。速度傳感器270與控制器250相連，用于獲取車輛100的行駛速度。控制器250，用于根據發動機溫度和車輛100的行駛速度確定外部空氣由第一出風口220或第二出風口230排出。其中，控制器250可以使用單獨的車身112控制器250模塊(BCM)，也可以使用電子控制單元(ECU)。控制器250配置成：在發動機溫度高于一預設溫度值時控制外部空氣由第一出風口220排出，在發動機溫度不高于預設溫度值且行駛速度高于一預設速度值時控制外部空氣由第二出風口230排出。即控制器250可以控制導流開關243的打開或關閉。而導流開關243的打開或關閉可以通過電機(圖中未示出)帶動，即電機可以固定在所述交叉部41處并與導流開關243相連，用于帶動導流開關243轉動，以使導流開關243能夠被選擇性地打開或關閉。其中，電機配置成在控制器250的控制下帶動導流開關243轉動。由于電機具有用于輸出動力的輸出軸，可以將該輸出軸配置成與第一端部42連接，將動力輸出至第一端部42，進而帶動第二端部43轉動應轉動角度。此處的電機可以是伺服電機，也可以是步進電機。

通風系統200中的導流開關243默認是打開狀態，即氣流可以直接進入發動機艙110內部。通風系統200的工作過程為：速度傳感器270首先獲取車輛100行駛速度，當車輛100行駛速度超過某一閾值時，溫度傳感器260獲取發動機艙110的溫度，當溫度低于某一閾值時控制器250發送關閉信號給電機，電機驅動導流開關243進行關閉動作，即此時第一風道241處于關閉狀態，第二風道242處于打開狀態，因此，外部空氣可以通過第二風道242，并將外部空氣引流至第二出風口230。實現了對氣流的重新梳理作用，可降低車輛100的風阻系數。當車速低于某一閾值時，控制器250發送打開信號給電機，電機驅動導流開關243進行打開動作，即此時第二風道242處于關閉狀態，第一風道241處于打開狀態，因此，外部空氣可以通過第一風道241，并將外部空氣引流至第一出風口220。溫度較低的外部空氣可降低發動機艙110內的整體溫度，同時加快了發動機艙110內氣流整體流動速度，增強了對流換熱能力，可降低機艙內熱害風險。在其他實施例中，溫度傳感器260可以首先獲取發動機艙110的溫度，當發動機艙110的溫度高于某一預設值時，控制器250發送打開信號給電機，電機驅動導流開關243進行打開動作，即此時第二風道242處于關閉狀態，第一風道241處于打開狀態，因此，外部空氣可以通過第一風道241，并將外部空氣引流至第一出風口220。當溫度不高于某一預設值時，則速度傳感器270獲取車輛100行駛速度，當車輛100行駛速度超過某一閾值時，控制器250發送關閉信號給電機，電機驅動導流開關243進行關閉動作，即此時第一風道241處于關閉狀態，第二風道242處于打開狀態，因此，外部空氣可以通過第二風道242，并將外部空氣引流至第二出風口230。

有研究表明，車輛的車速在80Km/h時，空氣阻力幾乎相當于滾動阻力，而當車輛速度提升到120Km/h以上時，空氣阻力可以達到滾動阻力的2-3倍。因此，為了在低速時提高發動機艙的散熱效率，在高速時減小風阻系數，從而提升發動機的綜合性能，減低油耗，提高燃油經濟性。在一個實施例中也根據車輛的車速與空氣阻力之間的關系，進行了控制策略的調整。圖6示出了控制器的控制策略流程圖。如圖6所示，其控制策略為：

S100、當發動機啟動時，首先進入自檢程序，自檢程序主要是檢測導流開關是否可以正常開啟，如無法正常開啟，則提示用戶需進行維修并關閉該系統；

S200、系統通過自檢后進行系統的初始化，初始化的步驟主要是為了判斷導流開關初始狀態是否為打開狀態，如葉片處于關閉狀態則打開導流開關。

S300、自檢和初始化步驟完成后，對車速進行判斷，若車速大于或等于80km/h，則執行步驟S500，若車速小于80km/h，則保持葉片打開狀態；

S400、繼續對車速進行判斷，若車速小于或等于90km/h，則保持葉片打開狀態，若大于90km/h則進入下一步；

S500、判斷發動機溫度是否低于105℃，若低于則關閉葉片，若高于則保持葉片打開狀態。

本發明的方案，通過合理利用車速與風阻之間的關系，在車速較低時，將溫度較低的外部空氣引流至發動機艙，提高發動機艙的散熱效率。在車速較高且發動機艙的溫度低于某一閾值時，則將外部空氣引流至車輛的底部，減小風阻系數。本發明的方案實現了同時兼顧散熱效率和風阻系數。

根據本發明的第二個實施例，其與第一個實施例之間的區別在于：導流開關不同。本發明實施例的導流開關包括第一導流開關和第二導流開關。第一導流開關能夠被選擇性地打開或關閉，以使得外部空氣能夠被選擇性地引流至第一出風口220。第二導流開關能夠被選擇性地打開或關閉，以使得外部空氣能夠被選擇性地引流至第二出風口230。其中，第一導流開關和第二導流開關中的任一個被選擇性地打開時，第一導流開關和第二導流開關中的另一個被選擇性地關閉。

至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和范圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。