空氣動力學(xué)擋風(fēng)板控制系統(tǒng)和方法

專利名稱：空氣動力學(xué)擋風(fēng)板控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)，且更具體地涉及空氣動力學(xué)擋風(fēng)板。
背景技術(shù)：
在此提供的背景說明是為了總體上介紹本發(fā)明背景的目的。當(dāng)前所署名發(fā)明人的工作(在背景技術(shù)部分描述的程度上)和本描述中否則不足以作為申請時的現(xiàn)有技術(shù)的各方面，既不明顯地也非隱含地被承認(rèn)為與本發(fā)明相抵觸的現(xiàn)有技術(shù)?？諝?燃料混合物在內(nèi)燃機(jī)中的燃燒產(chǎn)生熱量。冷卻發(fā)動機(jī)是周期性過程。冷卻的發(fā)動機(jī)冷卻劑從發(fā)動機(jī)吸收熱量，(加熱的)發(fā)動機(jī)冷卻劑循環(huán)到散熱器。散熱器有利于熱量從發(fā)動機(jī)冷卻劑傳遞至經(jīng)過散熱器的空氣。(冷卻的)發(fā)動機(jī)冷卻劑從散熱器循環(huán)回到發(fā)動機(jī)，以從發(fā)動機(jī)吸收更多的熱量并且冷卻發(fā)動機(jī)。冷卻風(fēng)扇還可被實(shí)施以在不使用冷卻風(fēng)扇情況下少量空氣可經(jīng)過散熱器時提供經(jīng)過散熱器的空氣流。僅作為示例，在車輛速度低或在空氣動力學(xué)擋風(fēng)板開啟并且經(jīng)過散熱器的空氣流低時，冷卻風(fēng)扇可被致動以提供經(jīng)過散熱器的空氣流。

發(fā)明內(nèi)容
擋風(fēng)板控制系統(tǒng)包括擋風(fēng)板關(guān)閉模塊和再生制動控制模塊。所述擋風(fēng)板關(guān)閉模塊基于制動踏板位置、能量存儲裝置的荷電狀態(tài)和節(jié)氣門位置中的至少一個選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板以減少在車輛上的空氣動力學(xué)阻力。擋風(fēng)板在關(guān)閉時阻礙空氣流進(jìn)入到車輛的發(fā)動機(jī)艙中。所述再生制動控制模塊在擋風(fēng)板關(guān)閉時控制馬達(dá)發(fā)電機(jī)以執(zhí)行再生制動。一種用于車輛的擋風(fēng)板控制方法，包括基于制動踏板位置、能量存儲裝置的荷電狀態(tài)和節(jié)氣門位置中的至少一個選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板以減少在車輛上的空氣動力學(xué)阻力； 以及，在擋風(fēng)板關(guān)閉時控制馬達(dá)發(fā)電機(jī)以執(zhí)行再生制動。擋風(fēng)板在關(guān)閉時阻礙空氣流進(jìn)入到車輛的發(fā)動機(jī)艙中。在其它特征中，上述的系統(tǒng)和方法通過由一個或多個處理器執(zhí)行的計算機(jī)程序來實(shí)施。計算機(jī)程序可駐留在有形計算機(jī)可讀介質(zhì)中，所述有形計算機(jī)可讀介質(zhì)例如但不局限于存儲器、非易失性數(shù)據(jù)存儲裝置和/或其它合適有形存儲介質(zhì)。本發(fā)明涉及下述技術(shù)方案。1. 一種用于車輛的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，包括
擋風(fēng)板關(guān)閉模塊，所述擋風(fēng)板關(guān)閉模塊基于制動踏板位置、能量存儲裝置的荷電狀態(tài)和節(jié)氣門位置中的至少一個選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板以減少在車輛上的空氣動力學(xué)阻力； 其中，擋風(fēng)板在關(guān)閉時阻礙空氣流進(jìn)入到車輛的發(fā)動機(jī)艙中；和再生制動控制模塊，所述再生制動控制模塊在擋風(fēng)板關(guān)閉時控制馬達(dá)發(fā)電機(jī)以執(zhí)行再生制動。2.根據(jù)方案1所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊在制動踏板位置大于預(yù)定制動踏板位置、荷電狀態(tài)小于預(yù)定荷電狀態(tài)、以及節(jié)氣門位置小于預(yù)定節(jié)氣門位置時選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。3.根據(jù)方案2所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊還基于車輛速度選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。4.根據(jù)方案3所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊在車輛速度大于預(yù)定速度時選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。5.根據(jù)方案2所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊還基于發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。6.根據(jù)方案5所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊在發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度小于預(yù)定溫度時選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。7.根據(jù)方案2所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊還基于空氣調(diào)節(jié)壓縮機(jī)壓力選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。8.根據(jù)方案2所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊還基于發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度、空氣調(diào)節(jié)壓縮機(jī)壓力和車輛速度關(guān)閉擋風(fēng)板；以及
其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊在發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度小于預(yù)定溫度、空氣調(diào)節(jié)壓縮機(jī)壓力小于預(yù)定壓力、以及車輛速度大于預(yù)定速度時關(guān)閉擋風(fēng)板。9.根據(jù)方案1所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，還包括擋風(fēng)板開啟模塊，所述擋風(fēng)板開啟模塊在擋風(fēng)板關(guān)閉時基于車輛的減速選擇性地開啟擋風(fēng)板并且增加在車輛上的空氣動力學(xué)阻力。10.根據(jù)方案9所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，其中，擋風(fēng)板開啟模塊在減速大于預(yù)定減速時開啟擋風(fēng)板。11. 一種用于車輛的擋風(fēng)板控制方法，包括
基于制動踏板位置、能量存儲裝置的荷電狀態(tài)和節(jié)氣門位置中的至少一個選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板以減少在車輛上的空氣動力學(xué)阻力；
其中，擋風(fēng)板在關(guān)閉時阻礙空氣流進(jìn)入到車輛的發(fā)動機(jī)艙中；和在擋風(fēng)板關(guān)閉時控制馬達(dá)發(fā)電機(jī)以執(zhí)行再生制動。12.根據(jù)方案11所述的擋風(fēng)板控制方法，還包括在制動踏板位置大于預(yù)定制動踏板位置、荷電狀態(tài)小于預(yù)定荷電狀態(tài)、以及節(jié)氣門位置小于預(yù)定節(jié)氣門位置時選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。13.根據(jù)方案12所述的擋風(fēng)板控制方法，還包括還基于車輛速度選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。14.根據(jù)方案13所述的擋風(fēng)板控制方法，還包括在車輛速度大于預(yù)定速度時選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。15.根據(jù)方案12所述的擋風(fēng)板控制方法，還包括還基于發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。16.根據(jù)方案15所述的擋風(fēng)板控制方法，還包括在發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度小于預(yù)定溫度時選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。17.根據(jù)方案12所述的擋風(fēng)板控制方法，還包括還基于空氣調(diào)節(jié)壓縮機(jī)壓力選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。18.根據(jù)方案12所述的擋風(fēng)板控制方法，還包括還基于發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度、空氣調(diào)節(jié)壓縮機(jī)壓力和車輛速度關(guān)閉擋風(fēng)板；以及在發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度小于預(yù)定溫度、空氣調(diào)節(jié)壓縮機(jī)壓力小于預(yù)定壓力、以及車輛速度大于預(yù)定速度時關(guān)閉擋風(fēng)板。19.根據(jù)方案11所述的擋風(fēng)板控制方法，還包括在擋風(fēng)板關(guān)閉時基于車輛的減速選擇性地開啟擋風(fēng)板并且增加在車輛上的空氣動力學(xué)阻力。20.根據(jù)方案19所述的擋風(fēng)板控制方法，還包括在減速大于預(yù)定減速時開啟擋風(fēng)板。本發(fā)明的進(jìn)一步應(yīng)用領(lǐng)域從下文提供的詳細(xì)說明顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解的是，詳細(xì)說明和具體示例僅旨在用于描述性目的且并不旨在限制本發(fā)明的范圍。


通過詳細(xì)說明和附圖將能更充分地理解本發(fā)明，在附圖中 圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的示例性發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的功能框圖2A和2B是根據(jù)本發(fā)明原理的分別具有開啟和關(guān)閉空氣動力學(xué)擋風(fēng)板的示例性車輛的視圖3是根據(jù)本發(fā)明原理的空氣動力學(xué)阻力對比車輛速度的示例性曲線圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明原理的擋風(fēng)板控制模塊的示例性實(shí)施方式的功能框圖； 圖5是根據(jù)本發(fā)明原理的描述用于控制關(guān)閉空氣動力學(xué)擋風(fēng)板的示例性方法的流程圖；以及
圖6是根據(jù)本發(fā)明原理的描述用于控制開啟空氣動力學(xué)擋風(fēng)板的示例性方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下說明本質(zhì)上僅為示例性的且絕不旨在限制本發(fā)明、它的應(yīng)用、或使用。為了清楚起見，在附圖中使用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識類似的元件。如在此所使用的，短語A、B和C的至少一個應(yīng)當(dāng)理解為意味著使用非排他邏輯“或”的一種邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解的是， 方法內(nèi)的步驟可以以不同順序執(zhí)行而不改變本發(fā)明的原理。如在此所使用的，術(shù)語“模塊”指的是專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或更多軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的、或組)和存儲器、組合邏輯電路、和/或提供所述功能的其他合適的部件。車輛在運(yùn)動時經(jīng)歷空氣動力學(xué)阻力?？諝鈩恿W(xué)阻力是指對抗物體通過流體(例如，空氣)的運(yùn)動的力。車輛可包括空氣動力學(xué)擋風(fēng)板，其通過允許和阻礙空氣流進(jìn)入到發(fā)動機(jī)艙中來改變在車輛上的空氣動力學(xué)阻力。阻礙空氣流進(jìn)入到發(fā)動機(jī)艙中使得車輛空氣動力學(xué)特性更好。不是流入到發(fā)動機(jī)艙中并且引起空氣動力學(xué)阻力，受阻礙的空氣可在車輛上方流動、在車輛下方流動和/或圍繞車輛流動?？刂颇K控制空氣動力學(xué)擋風(fēng)板是否開啟或關(guān)閉。僅作為示例，在車輛速度大于預(yù)定車輛速度時，控制模塊可關(guān)閉空氣動力學(xué)擋風(fēng)板，以阻礙空氣流進(jìn)入到發(fā)動機(jī)艙中并且減少空氣動力學(xué)阻力。在一些情形中當(dāng)車輛速度大于預(yù)定速度時，控制模塊可開啟空氣動力學(xué)擋風(fēng)板，盡管引起空氣動力學(xué)阻力的相關(guān)增加。僅作為示例，控制模塊可在車輛制動期間和/或當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度大于預(yù)定溫度時開啟空氣動力學(xué)擋風(fēng)板?？刂颇K可在車輛制動期間開啟空氣動力學(xué)擋風(fēng)板，因?yàn)榭諝鈩恿W(xué)阻力的相關(guān)增加可有助于使車輛減速。當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度大于預(yù)定溫度時，控制模塊可開啟空氣動力學(xué)擋風(fēng)板，以防止使得發(fā)動機(jī)和/或發(fā)動機(jī)冷卻劑過熱。在車輛制動期間，本發(fā)明的控制模塊選擇性地關(guān)閉空氣動力學(xué)擋風(fēng)板并且控制馬達(dá)發(fā)電機(jī)，以執(zhí)行再生制動?？諝鈩恿W(xué)擋風(fēng)板的關(guān)閉減少車輛上的空氣動力學(xué)阻力，但是再生制動施加制動扭矩，所述制動扭矩抵消空氣動力學(xué)阻力的減少。由此，在空氣動力學(xué)擋風(fēng)板保持開啟的情況下會由于空氣動力學(xué)阻力而喪失的能量可經(jīng)由再生制動轉(zhuǎn)換為電能。 在車輛制動期間執(zhí)行再生制動還可減少在車輛的機(jī)械制動器上的磨損?，F(xiàn)參考圖1，示出了示例性車輛系統(tǒng)100的功能框圖。發(fā)動機(jī)102在一個或多個氣缸內(nèi)燃燒空氣/燃料混合物，以產(chǎn)生用于車輛的扭矩。雖然僅示出了一個氣缸103，但是發(fā)動機(jī)102可包括不止一個氣缸?？諝馔ㄟ^節(jié)氣門閥104和進(jìn)氣歧管106抽吸到發(fā)動機(jī)102 中。節(jié)氣門致動器模塊108基于來自于發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM) 110的信號控制節(jié)氣門閥104的開度。節(jié)氣門位置(TP)傳感器112測量TP (例如，開度百分比)并且基于該位置產(chǎn)生TP信號。發(fā)動機(jī)102所產(chǎn)生的扭矩可經(jīng)由曲軸(未示出)被輸出?？諝?燃料混合物的燃燒產(chǎn)生熱量。冷卻劑可用于將熱量從發(fā)動機(jī)102選擇性地抽吸走并且冷卻發(fā)動機(jī)102。冷卻劑泵120循環(huán)冷卻劑。當(dāng)恒溫器122處于關(guān)閉狀態(tài)時，冷卻劑泵120將冷卻劑通過發(fā)動機(jī)102內(nèi)的冷卻劑通道(未示出)循環(huán)。當(dāng)恒溫器122處于開啟狀態(tài)時，發(fā)動機(jī)102內(nèi)的冷卻劑循環(huán)到散熱器124，散熱器124內(nèi)的冷卻劑循環(huán)到發(fā)動機(jī) 102。恒溫器122可在冷卻劑溫度大于預(yù)定打開溫度時開啟。僅作為示例，預(yù)定打開溫度可以是大約85-95 °C。散熱器IM有利于熱量從冷卻劑傳遞到經(jīng)過散熱器IM的空氣。由此，散熱器IM 有利于冷卻冷卻劑。一個或多個風(fēng)扇(例如，風(fēng)扇126)可將空氣推動或抽吸經(jīng)過散熱器 124，以增加經(jīng)過散熱器124的空氣流。僅作為示例，風(fēng)扇1 可被致動(即，接通)，以在很少空氣經(jīng)過散熱器124時(例如，在車輛停止或處于低車輛速度時)增加經(jīng)過散熱器124的
空氣流。風(fēng)扇致動器模塊128可基于來自于ECM 110的信號控制風(fēng)扇126 (例如，接通或關(guān)閉)。僅作為示例，ECM 110可在冷卻劑溫度大于預(yù)定風(fēng)扇接通溫度時致動風(fēng)扇126。預(yù)定風(fēng)扇接通溫度可大于預(yù)定打開溫度，并且例如可大約為105°C。在各種實(shí)施方式中，風(fēng)扇 126可包括可變速度風(fēng)扇。當(dāng)采用不止一個風(fēng)扇時，ECM 110可致動處于不同預(yù)定風(fēng)扇接通溫度的風(fēng)扇。僅作為示例，當(dāng)采用兩個風(fēng)扇時，ECM 110可在冷卻劑溫度大于預(yù)定風(fēng)扇接通溫度時致動一個風(fēng)扇，并且在冷卻劑溫度大于第二預(yù)定風(fēng)扇接通溫度時致動另一風(fēng)扇。第二預(yù)定風(fēng)扇接通溫度可大于預(yù)定風(fēng)扇接通溫度，并且例如可以是大約113°C。風(fēng)扇1 還可用于增加發(fā)動機(jī)艙129內(nèi)的空氣流，其中發(fā)動機(jī)102位于所述發(fā)動機(jī)艙內(nèi)。增加發(fā)動機(jī)艙129內(nèi)的空氣流可冷卻位于發(fā)動機(jī)艙129內(nèi)除了發(fā)動機(jī)102、發(fā)動機(jī)冷卻劑和散熱器124以外的部件。僅作為示例，其它部件可實(shí)施在發(fā)動機(jī)艙129內(nèi)并且可由風(fēng)扇1 冷卻，所述其它部件可包括空氣調(diào)節(jié)(AC)單元130、馬達(dá)發(fā)電器132、能量存儲裝置(ESD) 134以及在發(fā)動機(jī)艙129內(nèi)實(shí)施的其它部件。雖然風(fēng)扇致動器模塊1 示出并描述為由ECM 110控制，但是風(fēng)扇致動器模塊1 可基于來自于其它控制模塊(未示出)的信號控制風(fēng)扇126，所述其它控制模塊例如底盤控制模塊、車身控制模塊、混合動力控制模塊或其它合適模塊。AC控制模塊136可基于來自于ECM 110的信號控制AC單元130。AC單元130的壓縮機(jī)(未示出)選擇性地壓縮致冷劑，壓縮機(jī)可由曲軸驅(qū)動。AC單元130可提供對于車輛的乘員客艙的冷卻。AC壓力傳感器137測量致冷劑的壓力并且基于所述壓力產(chǎn)生AC壓力信號。雖然AC控制模塊136示出并描述為由ECM 110控制，但是AC控制模塊136可基于來自其它控制模塊(未示出)的信號控制風(fēng)扇AC單元130，所述其它控制模塊例如底盤控制模塊、車身控制模塊、混合動力控制模塊或其它合適模塊。馬達(dá)發(fā)電機(jī)132可提供用于車輛的一個或多個功能。僅作為示例，馬達(dá)發(fā)電機(jī)132 可在一些情形中補(bǔ)充發(fā)動機(jī)102的扭矩輸出。馬達(dá)發(fā)電機(jī)132可在一些情形中向發(fā)動機(jī) 102施加制動扭矩，例如在再生制動期間。馬達(dá)發(fā)電機(jī)132在再生制動期間所產(chǎn)生的電能可存儲在ESD 134中和/或可供應(yīng)給用于使用的一個或多個車輛系統(tǒng)。在一些實(shí)施方式中， 當(dāng)發(fā)動機(jī)102未運(yùn)行時，馬達(dá)發(fā)電機(jī)132還可用作發(fā)動機(jī)102的啟動器，以帶動發(fā)動機(jī)102。 在這種實(shí)施方式中，馬達(dá)發(fā)電機(jī)132可稱為帶傳動交流發(fā)電機(jī)啟動器(BAS)。雖然僅示出一個馬達(dá)發(fā)電機(jī)132，但是車輛可包括不止一個馬達(dá)發(fā)電機(jī)132，可包括不止一個馬達(dá)發(fā)電機(jī)或其它電動馬達(dá)?；旌蟿恿刂颇K138可基于來自于ECM 110的信號控制馬達(dá)發(fā)電機(jī) 132。現(xiàn)參考圖2A-2B，空氣通過進(jìn)氣柵格202流入到發(fā)動機(jī)艙129。當(dāng)擋風(fēng)板204處于開啟狀態(tài)時，空氣還可通過擋風(fēng)板204流入到發(fā)動機(jī)艙129。當(dāng)處于關(guān)閉狀態(tài)時，擋風(fēng)板204 阻礙空氣流進(jìn)入到發(fā)動機(jī)艙129中。不是流入到發(fā)動機(jī)艙129中，由擋風(fēng)板204阻礙的空氣可被導(dǎo)向在車輛上方、在車輛周圍和/或在車輛下方?？諝鈩恿W(xué)阻力是指在車輛行駛通過流體時流體(例如，空氣)所施加的對抗車輛在前進(jìn)方向上的運(yùn)動的力。擋風(fēng)板204的開啟/關(guān)閉狀態(tài)影響所經(jīng)歷的空氣動力學(xué)阻力。 更具體地，空氣動力學(xué)阻力在擋風(fēng)板204關(guān)閉時比在擋風(fēng)板204開啟時可更低。圖2A是在擋風(fēng)板204關(guān)閉時的示意性描述。圖2B是在擋風(fēng)板204開啟時的示意性描述?，F(xiàn)參考圖3，示出了車輛速度與車輛的空氣動力學(xué)阻力之間關(guān)系的曲線圖。通常， 空氣動力學(xué)阻力隨著車輛速度的增加而增加。僅作為示例，可在第一車輛速度304處經(jīng)歷第一空氣動力學(xué)阻力302，可在第二車輛速度308處經(jīng)歷第二空氣動力學(xué)阻力306。僅作為示例，空氣動力學(xué)阻力可基于車輛速度的平方。雖然車輛速度與空氣動力學(xué)阻力之間的關(guān)系可以是在圖3的示例性實(shí)施例中所描述的指數(shù)關(guān)系，但是空氣動力學(xué)阻力和車輛速度之間的關(guān)系可采用其它形式。擋風(fēng)板204的開啟增加了空氣動力學(xué)阻力。示例性跡線310跟蹤在擋風(fēng)板204開啟時的空氣動力學(xué)阻力。示例性跡線312跟蹤在擋風(fēng)板204關(guān)閉時的空氣動力學(xué)阻力。如圖所示，在擋風(fēng)板204開啟時給定車輛速度下的空氣動力學(xué)阻力大于在擋風(fēng)板204關(guān)閉時給定車輛速度下的空氣動力學(xué)阻力。當(dāng)車輛速度增加時，歸因于開啟擋風(fēng)板204的空氣動力學(xué)阻力中的增加幅值也增加。這由示例性箭頭314和316描述。
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在車輛制動期間，可執(zhí)行再生制動。執(zhí)行再生制動可有助于將否則由于空氣動力學(xué)阻力而喪失的能量轉(zhuǎn)換為電能。執(zhí)行再生制動還可減少或消除機(jī)械制動器所執(zhí)行制動的量。當(dāng)擋風(fēng)板204在車輛制動期間開啟時，擋風(fēng)板204可選擇性地關(guān)閉。所執(zhí)行再生制動的量可增加，以補(bǔ)償歸因于擋風(fēng)板204關(guān)閉的空氣動力學(xué)阻力的減少。當(dāng)車輛在擋風(fēng)板204關(guān)閉時經(jīng)歷快速減速時，擋風(fēng)板204可選擇性地開啟。在快速減少期間開啟擋風(fēng)板204增加了空氣動力學(xué)阻力。因此，開啟擋風(fēng)板204可減少車輛的停止距離。再次參考圖1，擋風(fēng)板致動器模塊140可基于來自于ECM 110的信號控制擋風(fēng)板 204的開度和關(guān)閉。擋風(fēng)板204的開度和關(guān)閉可電氣控制、通過真空度控制、機(jī)械控制、機(jī)電控制或者以其它合適方式控制。ECM 110可基于來自于一個或多個傳感器的信號作出各種控制決定。發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度(ECT)傳感器160測量冷卻劑溫度并且基于冷卻劑溫度產(chǎn)生ECT信號。雖然ECT傳感器160示出為位于發(fā)動機(jī)102內(nèi)，但是ECT傳感器160可位于冷卻劑循環(huán)所處的其它合適位置，例如散熱器124內(nèi)。制動踏板位置(BPP)傳感器162測量制動踏板位置并且相應(yīng)地產(chǎn)生BPP信號。車輛速度傳感器164測量車輛速度并且基于該車輛速度產(chǎn)生車輛速度信號。僅作為示例，車輛速度傳感器164可基于車輪速度、變速器輸出速度、變速器輸入速度、發(fā)動機(jī)速度、或車輛速度的其它合適測量值來測量車輛速度。減速傳感器166測量車輛相對于車輛前進(jìn)方向的減速，并且基于所述減速產(chǎn)生減速信號。ECM 110可包括擋風(fēng)板控制模塊180。雖然擋風(fēng)板控制模塊180示出并描述為由 ECM 110控制，但是擋風(fēng)板控制模塊180可在其它控制模塊中實(shí)施或者獨(dú)立地實(shí)施。僅作為示例，擋風(fēng)板控制模塊180可在底盤控制模塊、車身控制模塊、混合動力控制模塊或其它合適模塊中實(shí)施。當(dāng)擋風(fēng)板204在車輛制動期間開啟時，擋風(fēng)板控制模塊180選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板 204并且啟動再生制動的實(shí)施。所執(zhí)行再生制動的量可基于與擋風(fēng)板204關(guān)閉相關(guān)的空氣動力學(xué)阻力的減少。當(dāng)擋風(fēng)板204在快速減速期間關(guān)閉時，擋風(fēng)板控制模塊180選擇性地開啟擋風(fēng)板204，以增加空氣動力學(xué)阻力并且以更快的速率使車輛減速?，F(xiàn)參考圖4，示出了擋風(fēng)板控制模塊180的示例性實(shí)施方式的功能框圖。擋風(fēng)板控制模塊180可包括擋風(fēng)板指令模塊402、擋風(fēng)板關(guān)閉模塊404、和擋風(fēng)板開啟模塊406。擋風(fēng)板控制模塊180還可包括再生制動控制模塊408。擋風(fēng)板指令模塊402可選擇性地產(chǎn)生用于控制擋風(fēng)板204的開啟和關(guān)閉的指令。 擋風(fēng)板指令模塊402可向擋風(fēng)板致動器模塊140輸出指令。擋風(fēng)板致動器模塊140基于所述指令控制擋風(fēng)板204。擋風(fēng)板指令模塊402可基于例如來自于擋風(fēng)板關(guān)閉模塊404和擋風(fēng)板開啟模塊406的請求產(chǎn)生指令。當(dāng)擋風(fēng)板204開啟時，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊404在再生制動期間選擇性地請求關(guān)閉擋風(fēng)板204。擋風(fēng)板關(guān)閉模塊404可基于來自于擋風(fēng)板指令模塊404和/或關(guān)于擋風(fēng)板204 開啟還是關(guān)閉的其它合適標(biāo)志的指令來確定擋風(fēng)板204是否開啟。擋風(fēng)板關(guān)閉模塊404選擇性地請求關(guān)閉擋風(fēng)板204，以在車輛制動期間減少空氣動力學(xué)阻力。在執(zhí)行再生制動中馬達(dá)發(fā)電機(jī)132所施加的制動扭矩可補(bǔ)償空氣動力學(xué)阻力的減少。擋風(fēng)板關(guān)閉模塊404可基于ESD 134的荷電狀態(tài)(SOC)、BPP、車輛速度、AC壓力、 TP、和ECT中的至少一種選擇性地請求關(guān)閉擋風(fēng)板204。僅作為示例，當(dāng)擋風(fēng)板204開啟時， 在BPP大于預(yù)定制動踏板位置、SOC小于預(yù)定SOC且TP小于預(yù)定TP時，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊404 可請求關(guān)閉擋風(fēng)板204。在請求關(guān)閉擋風(fēng)板204之前，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊404還可驗(yàn)證ECT小于預(yù)定溫度、AC壓力小于預(yù)定壓力、以及車輛速度大于預(yù)定速度。混合動力控制模塊138可估計ESD 134的SOC并且向擋風(fēng)板關(guān)閉模塊404提供該 SOC0預(yù)定SOC可接近ESD 134的最大S0C，并且例如可以是大約90%。由此，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊404可在ESD 134可能僅能夠存儲少量能量或不能存儲能量時避免請求擋風(fēng)板204的關(guān)閉，用于再生制動。例如，預(yù)定BPP可能是大約1%。由此，當(dāng)駕駛員請求車輛制動時，執(zhí)行關(guān)閉擋風(fēng)板的請求和再生制動的實(shí)施。預(yù)定溫度可小于預(yù)定風(fēng)扇接通壓力，例如大約是105°C。由此，擋風(fēng)板204在進(jìn)入到發(fā)動機(jī)艙129中的空氣流可有助于冷卻發(fā)動機(jī)冷卻劑、發(fā)動機(jī)102、和/或發(fā)動機(jī)艙1 內(nèi)的部件時不關(guān)閉。例如，預(yù)定壓力可以是大約1200 kPa。由此，擋風(fēng)板204在進(jìn)入到發(fā)動機(jī)艙129中的空氣流可有助于冷卻AC單元130時不關(guān)閉。在各種實(shí)施方式中，當(dāng)AC壓縮機(jī)從發(fā)動機(jī)102斷開并且不壓縮致冷劑時，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊402可確定AC壓力小于預(yù)定壓力。例如，預(yù)定速度可以是大約25-30英里每小時。在低于預(yù)定速度的車輛速度下，通過關(guān)閉擋風(fēng)板204實(shí)現(xiàn)的空氣動力學(xué)阻力的減少可較小或可忽略，且因此可執(zhí)行少量的再生制動。預(yù)定TP可接近最小TP，例如比最小TP更大約2-3%。由此，擋風(fēng)板204在發(fā)動機(jī) 102依照駕駛員請求產(chǎn)生熱量和扭矩時不關(guān)閉(可指示為，TP大于預(yù)定TP)。擋風(fēng)板指令模塊402在擋風(fēng)板關(guān)閉模塊404產(chǎn)生該請求時指令關(guān)閉擋風(fēng)板204。擋風(fēng)板關(guān)閉模塊404可產(chǎn)生再生制動標(biāo)志以及用于關(guān)閉擋風(fēng)板204的請求。再生制動控制模塊408可在產(chǎn)生再生制動標(biāo)志時產(chǎn)生再生制動請求。再生制動控制模塊408可向混合動力控制模塊138提供再生制動請求，并且混合動力控制模塊138可基于再生制動請求控制馬達(dá)發(fā)電機(jī)132執(zhí)行再生制動。當(dāng)產(chǎn)生再生制動標(biāo)志時，再生制動控制模塊408 可增加再生制動請求。再生制動的實(shí)施可在產(chǎn)生關(guān)閉擋風(fēng)板204的請求之后延遲預(yù)定延遲時段。延遲再生制動直到預(yù)定延遲時段已經(jīng)經(jīng)過，可確保在執(zhí)行再生制動之前關(guān)閉擋風(fēng)板 204。再生制動控制模塊408可基于歸因于關(guān)閉擋風(fēng)板204的空氣動力學(xué)阻力的減少設(shè)定再生制動請求。僅作為示例，再生制動控制模塊408可基于車輛速度估計空氣動力學(xué)阻力的減少，且基于估計減少設(shè)定再生制動請求。由此，通過關(guān)閉擋風(fēng)板204實(shí)現(xiàn)的空氣動力學(xué)阻力的減少可通過再生扭矩補(bǔ)償，所述再生扭矩由馬達(dá)發(fā)電機(jī)132在再生制動期間施加。當(dāng)擋風(fēng)板204關(guān)閉時，擋風(fēng)板開啟模塊406可選擇性地請求開啟擋風(fēng)板204。擋風(fēng)板開啟模塊406可基于所述減速選擇性地請求開啟擋風(fēng)板204。更具體地，擋風(fēng)板開啟模塊 406可在減速大于預(yù)定減速時請求開啟擋風(fēng)板204。在各種實(shí)施方式中，防抱死制動系統(tǒng)(ABS)是否控制車輛制動可用作減速是否大于預(yù)定減速的標(biāo)志。僅作為示例，當(dāng)ABS在控制車輛制動時，減速可被認(rèn)為大于預(yù)定減速。
開啟擋風(fēng)板204增加空氣動力學(xué)阻力，且因此車輛可以更快的速率減速。比預(yù)定減速更快地減速可指示，駕駛員希望盡可能快速地停止車輛。通過開啟擋風(fēng)板204并增加空氣動力學(xué)阻力，車輛可實(shí)現(xiàn)更短的停止距離。停止距離可指代當(dāng)前位置與車輛變?yōu)橥Ｖ?(例如，車輛速度=0)的位置之間的距離。擋風(fēng)板指令模塊402在擋風(fēng)板開啟模塊406產(chǎn)生請求時指令擋風(fēng)板致動器模塊140開啟擋風(fēng)板204。由擋風(fēng)板開啟模塊406產(chǎn)生的開啟擋風(fēng)板204的請求可賦予比由擋風(fēng)板關(guān)閉模塊 404產(chǎn)生的關(guān)閉擋風(fēng)板204的請求更高的優(yōu)先權(quán)。換句話說，來自于擋風(fēng)板開啟模塊406的開啟擋風(fēng)板的請求可超控來自于擋風(fēng)板關(guān)閉模塊404的關(guān)閉擋風(fēng)板204的請求。因此，擋風(fēng)板指令模塊402可在擋風(fēng)板開啟模塊406產(chǎn)生請求時開啟擋風(fēng)板204，即使在擋風(fēng)板關(guān)閉模塊404已經(jīng)請求關(guān)閉擋風(fēng)板204時也是如此?，F(xiàn)參考圖5，示出了描述示例性方法500的流程圖。控制過程在502開始，其中控制過程確定擋風(fēng)板204是否開啟。如果是，控制過程可繼續(xù)到506;如果否，控制過程可結(jié)束。在506，控制過程可確定BPP是否大于預(yù)定BPP。如果是，控制過程可繼續(xù)到510 ；如果否，控制過程可結(jié)束。在510，控制過程可確定ESD 134的SOC是否小于預(yù)定S0C。如果是，控制過程可繼續(xù)到514;如果否，控制過程可結(jié)束?？刂七^程可在514確定ECT是否大于預(yù)定溫度。如果是，控制過程可繼續(xù)到518 ；如果否，控制過程可結(jié)束。在518，控制過程可確定AC壓力是否小于預(yù)定壓力。如果是，控制過程可繼續(xù)到522 ；如果否，控制過程可結(jié)束。控制過程可在步驟522確定車輛速度是否大于預(yù)定速度。如果是，控制過程可繼續(xù)到526 ；如果否，控制過程可結(jié)束。在526，控制過程可確定TP是否小于預(yù)定TP。如果是， 控制過程可在530關(guān)閉擋風(fēng)板204 ；如果否，控制過程可結(jié)束。當(dāng)擋風(fēng)板204關(guān)閉時，控制過程可增加由馬達(dá)發(fā)電機(jī)132執(zhí)行的再生制動的量?，F(xiàn)參考圖6，示出了描述示例性方法600的流程圖?？刂七^程可在602開始，其中控制過程可確定擋風(fēng)板204是否關(guān)閉。如果是，控制過程可繼續(xù)到606 ；如果否，控制過程可結(jié)束?？刂七^程可在606確定減速是否大于預(yù)定減速。如果是，控制過程可在510開啟擋風(fēng)板204并結(jié)束；如果否，控制過程可結(jié)束。本發(fā)明的廣泛教導(dǎo)可以各種方式來實(shí)施。因此，雖然本發(fā)明包括具體示例，但是本發(fā)明的真實(shí)范圍不應(yīng)如此限制，因?yàn)樵谘芯扛綀D、說明書和下述權(quán)利要求書之后，其它修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，包括擋風(fēng)板關(guān)閉模塊，所述擋風(fēng)板關(guān)閉模塊基于制動踏板位置、能量存儲裝置的荷電狀態(tài)和節(jié)氣門位置中的至少一個選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板以減少在車輛上的空氣動力學(xué)阻力；其中，擋風(fēng)板在關(guān)閉時阻礙空氣流進(jìn)入到車輛的發(fā)動機(jī)艙中；和再生制動控制模塊，所述再生制動控制模塊在擋風(fēng)板關(guān)閉時控制馬達(dá)發(fā)電機(jī)以執(zhí)行再生制動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊在制動踏板位置大于預(yù)定制動踏板位置、荷電狀態(tài)小于預(yù)定荷電狀態(tài)、以及節(jié)氣門位置小于預(yù)定節(jié)氣門位置時選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊還基于車輛速度選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊在車輛速度大于預(yù)定速度時選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊還基于發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊在發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度小于預(yù)定溫度時選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊還基于空氣調(diào)節(jié)壓縮機(jī)壓力選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊還基于發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度、空氣調(diào)節(jié)壓縮機(jī)壓力和車輛速度關(guān)閉擋風(fēng)板；以及其中，擋風(fēng)板關(guān)閉模塊在發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度小于預(yù)定溫度、空氣調(diào)節(jié)壓縮機(jī)壓力小于預(yù)定壓力、以及車輛速度大于預(yù)定速度時關(guān)閉擋風(fēng)板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擋風(fēng)板控制系統(tǒng)，還包括擋風(fēng)板開啟模塊，所述擋風(fēng)板開啟模塊在擋風(fēng)板關(guān)閉時基于車輛的減速選擇性地開啟擋風(fēng)板并且增加在車輛上的空氣動力學(xué)阻力。
10.一種用于車輛的擋風(fēng)板控制方法，包括基于制動踏板位置、能量存儲裝置的荷電狀態(tài)和節(jié)氣門位置中的至少一個選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板以減少在車輛上的空氣動力學(xué)阻力；其中，擋風(fēng)板在關(guān)閉時阻礙空氣流進(jìn)入到車輛的發(fā)動機(jī)艙中；和在擋風(fēng)板關(guān)閉時控制馬達(dá)發(fā)電機(jī)以執(zhí)行再生制動。
全文摘要
本發(fā)明涉及空氣動力學(xué)擋風(fēng)板控制系統(tǒng)和方法。擋風(fēng)板控制系統(tǒng)包括擋風(fēng)板關(guān)閉模塊和再生制動控制模塊。擋風(fēng)板關(guān)閉模塊基于制動踏板位置、能量存儲裝置的荷電狀態(tài)和節(jié)氣門位置中的至少一個選擇性地關(guān)閉擋風(fēng)板以減少在車輛上的空氣動力學(xué)阻力。擋風(fēng)板在關(guān)閉時阻礙空氣流進(jìn)入到車輛的發(fā)動機(jī)艙中。再生制動控制模塊在擋風(fēng)板關(guān)閉時控制馬達(dá)發(fā)電機(jī)以執(zhí)行再生制動。
文檔編號F01P7/12GK102168606SQ20111004610
公開日2011年8月31日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月25日
發(fā)明者G·P·普賴爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司