專利名稱：發動機艙室溫度敏感散熱孔的制作方法
技術領域：
本發明總的涉及用于控制機動車輛上的發動機艙室的通風而冷卻該艙室的散熱孔。
背景技術：
自從內燃機引入到機動車輛上以后，機動車輛上發動機艙室的溫度升高實際上一直是個重要的設計問題。近年來，這個問題一直未減輕，反而變得更加嚴重。這部分地是由于越來越多地采用了廢氣循環和催化轉換器來減少廢氣排放所致。同時它還是由于附加了諸如空調之類的車輛配件而引起的。罩蓋下空氣溫度更高促使要選擇元件材料、要加大冷卻系統能力以及要有其他設計考慮，所有這些都要增加成本和車輛的復雜程度。當前，該問題是通過增大冷卻系統能力和極度依賴于主動監測來解決的。增大冷卻能力就要求在罩蓋下有更大的空間。已長久采用散熱孔系統來控制流過發動機艙室的氣流以幫助冷卻。采用增高的風扇速度來增大通過發動機艙室和駕駛室下面的氣流。還采用熱屏罩來保護溫度敏感區域。
通過限制人或控制系統的干預、同時又利用監視被動式冷卻系統的工作情況來簡化發動機艙室的冷卻將會是有利的。

發明內容
本發明提供定位成策略地通過鄰近發動機艙室的車身(包括罩蓋)的多個散熱翼或散熱孔。當罩蓋下的溫度局部地達到會損壞鄰近的系統和子系統的臨界溫度時，這些散熱翼就打開而促進穿過在鄰近該臨界區域的發動機艙室的空氣循環，從而將熱空氣釋放到周圍大氣中。散熱翼位置的控制是局部的且為相對被動的。
散熱翼位置是通過控制散熱翼與罩蓋或車身之間的磁力吸引來控制的。散熱翼和罩蓋都裝有磁塊，而它們的極性定向為將散熱翼引向罩蓋。當將一個用具有良好磁化率但居里溫度點低的材料制成的搭扣冷卻到足以傳送這些永久磁塊間的磁通量時，就會發生磁性關閉。磁性搭扣位于固連在罩蓋和散熱翼上的永久磁塊之間。當發動機艙局部溫度上升且磁性搭扣失去磁化率時，彈簧會將該散熱翼推向打開位置。該彈簧較佳地是在散熱翼的內部的或是散熱翼的一個整體部分。該散熱翼可樞軸旋轉，盡管這并不是較佳的布置方案。散熱翼的行程本身就是受到限制的，或者受到外部行程限制結構的限制，使得一旦搭扣再獲得磁化率時磁吸力又可將散熱翼關閉。散熱翼彈簧是個雙金屬結構，當局部溫度上升時它就用加大的力來將散熱翼打開，且又能被設計成在低溫時可使散熱翼縮進到關閉位置。
有利的是，幾乎或根本不要求主動式控制的干預就可實現此系統。在一個實施例中，該系統呈現為對車輛控制來說是完全被動的。這并不妨礙用控制系統來監視散熱孔/散熱翼，這可做成對于散熱孔運動或對于信號差錯作出響應觸發主動式冷卻系統。可被整合在系統中的主動式冷卻系統元素為風扇速度、用于致動風扇以排放空氣和發動機控制器的動作的邏輯關系，該發動機控制器的動作可提供會產生增加熱量的下一個發動機事件的指示。在由所測得的發動機溫度看來散熱孔運動呈現為不正常的地方，可給操作人員提供一個指示。
從以下所述的說明中，其它的作用、特點和優點將會顯而易見。


所附權利要求書中表述了本發明的特點的新穎特征。然而，結合附圖參閱以下圖示之實施例的詳細說明將會對本發明本身及其使用的較佳模式、以及進一步的目的和優點有最清晰的了解，在這些附圖中圖1是包含本發明的牽引拖拉機的立體圖。
圖2是用于圖1牽引拖拉機的控制系統的高度簡化示意圖。
圖3是表示通風口和散熱孔對稱布置的、該牽引拖拉機罩殼的立體圖。
圖4是散熱孔用以支承空氣吸入口及排放口的一種可能布局的截面圖。
圖5A-B示出本發明的散熱孔。
圖6是表示本發明散熱孔的可能分布的簡圖。
圖7是表示將散熱孔位置用作為控制輸入的可能的控制方法的流程圖。
具體實施例方式
參見附圖，尤其是參見圖1，它示出了通常是建造成在底盤102上的車身105的牽引拖拉機101。通過一個車門103可進入駕駛室，而有擋風玻璃110可讓人易于從駕駛室向前觀看。牽引拖拉機由輪子104帶動，并包括封裝在包括罩蓋109的車身部分下的發動機(未示出)。散熱孔117的排列111示為沿著鄰近發動機艙室的車身105的一側。
圖2是安裝在牽引拖拉機101上的控制系統200的簡化視圖。盡管本發明的基本形式并不要求控制系統200干預，但控制系統200可用于監視散熱孔的工作情況。控制系統200建立在一個公用的、美國汽車工程師學會(SAE)J1939許可的數據總線218周圍，此總線連接有車體計算機(ESC)224、發動機控制器220、儀表組控制器214(它控制駕駛室顯示，包括警告指示)、傳送控制器216以及防抱死系統(ABS)控制器222。ESC224還獨立地連接地提供并接收離散的輸出252和離散的輸入250。還可將ESC224連接于SAEJ1708總線上的開關箱243上。為了本發明的目的，假設將指示特定的散熱孔是打開或關閉的傳感器245連接到ESC 224，作為輸入250。還可將散熱孔位置傳感器245輸入還可連接到ESC224上，作為帶有與J1708總線249連通狀態的開關箱243的一部分。發動機控制器220、傳送控制器216或ABS控制器222中的任何一個適于提供車速信號。發動機控制器220運作以控制發動機230，并監視與發動機工作溫度(即冷卻劑溫度)相關的一個或多個溫度傳感器。溫度傳感器234提供已在車輛上提供給發動機控制器220的、有關周圍環境溫度的讀數(例如空氣吸入溫度傳感器)。
圖3是表示牽引拖拉機罩蓋109的立體圖，示出了包括根據本發明可定位散熱孔的通風口330的對稱分布。如圖4所示，入口和出口散熱孔系統401、402的散熱翼407和散熱翼409可構造成允許空氣進入或來自發動機艙室410的空氣排出。
圖5A-B示出用于散熱孔系統的散熱翼502的較佳實施例的結構，在該散熱翼如雙箭頭A所示彎入和彎出關閉和打開位置。或者，散熱翼502可安裝在樞軸上。散熱翼502安裝在罩殼或車身段500上，作為環繞發動機艙室410的氣動力殼體。散熱翼502沿著一邊固連于罩蓋500上，示為在罩蓋500下彎曲的部分512。散熱翼502的相對邊505歪斜，以與鄰近通風口孔516的罩蓋500的向內翻轉邊504成為密封接觸。裝在里面或固連于向內翻轉邊504的是永久磁塊506。裝入散熱翼502的歪斜邊緣505、與磁塊506相對的是定向成使磁塊506和508呈相對磁極而相互吸引的第二磁塊508。在磁塊506和508中間的是磁性搭扣510，它由在通常大氣環境溫度下呈現高磁化率、而具有低居里溫度點使得在所要求的溫度下磁性搭扣510會失去磁化率的材料制成的。將搭扣510的材料選成或彎曲成具有相應于發動機艙室所要求的局部冷卻的水準的居里溫度點。失去磁化率時，磁通量不能傳送通過搭扣506，而伴隨有在二永久磁塊506、508之間吸力的伴生損失。
散熱翼502是柔性的、且包含有將散熱翼沿箭頭A的向外方向推壓到卷縮打開位置的彈簧514。彈簧514可以是雙金屬的，使得推壓散熱翼502打開的力會隨溫度增加而增大。當溫度搭扣510再獲得其高磁化率時，磁力作用就會將散熱翼502拉動關閉。在彈簧514是雙金屬時，可將它們設計成可有助于此運作。圖5B示出散熱翼的俯視圖，表示出彈簧514沿散熱翼的橫向分力和磁塊508沿其邊緣的位置。散熱翼502也可用具有形狀記憶功能的材料制成，它在升高的溫度下會變得很柔順以使散熱翼易于打開，但當該材料冷卻時它會抵抗彈簧的作用、并回復到其“所記憶的”形狀。
圖6是說明通風口606和608可如何布設而用于冷卻與發動機600安裝在一起的、特定的配件的簡圖。附件602可以是增壓器壓縮機。通風口606位于壓縮機602的后面，以允許空氣越過壓縮機而流過出口。散熱翼是將通風口606打開還是關閉都由接觸傳感器610來傳感。同樣，通風口608也位于空調壓縮機604的一邊緣后面且與之相連，并在通風口的開口處帶有適用于數據記錄的第二接觸傳感器610。來自傳感器610的信號與ESC224相耦連。還將ESC224連接上去以確定諸如空調壓縮機之類的某些配件的運作狀態。
參見圖7，流程圖線700示出由ESC224利用散熱翼位置信息所執行的、可能的算法。該程序由接觸傳感器610來驅動，這表明特定的通風口是否打開(步驟702)。一個或多個傳感器是否打開的檢測在步驟704中進行。如果任何一個都不打開，程序的執行移動至步驟706，在該步驟讀取發動機溫度信號。可將升高的溫度來作為一個或多個通風口應該打開的指示。在步驟708中確定發動機溫度超過期望將一個或多個通風口打開的水準。一個可能有的問題—即在步驟710中在升高的溫度閾值下接觸傳感器未能打開從步驟708沿著“YES(是)”分支來指示。在步驟710后或者從步驟708沿著“NO(否)”分支過程回復到步驟702，以再次查訊接觸傳感器。
如果在步驟704中確定一個或多個通風口要打開，跟隨在步驟712的是“YES”分支、用于查尋運作，以確定哪一個通風口位置已打開。用該信息來確定運作狀況是否期望該通風口要被打開。還可從簡單地觀看發動機的溫度來進行，或者也可考慮附加的一些因素。
步驟714至720是供任選的。按順序，它們提供讀取車速(步驟714)、讀取燃油流動(步驟716，可能作為馬上就要增高溫度的指示器的發動機負荷或功率輸出的指示)、讀取周圍大氣溫度(718)以及確定特定的配件是否運作(步驟720)。最后讀取發動機溫度(步驟721)。然后可將可得到的運作變量用作查尋表格的自變量，以在打開的通風口附近產生期望的運作溫度(步驟722)。例如，根據任何一個或所有考慮的變量而可有相對于鄰近空調壓縮機的當地溫度的不同的期望值，并因而可預測在該區域的溫度。如果通風口在不期望打開時就地打開了，那么就會指明特定的構件正處在比期望值高的溫度下運作。這種將期望的狀態與實際狀態之比較在步驟724中進行。如果符合所期望的狀態，則過程沿著“YES”分支回復到步驟702。如果不是所期望的狀態，則沿著“NO”分支執行步驟726以在程序執行前提醒將操作人員返回到步驟702。
本發明提供一種幾乎或根本不需要實施控制干預而冷卻發動機艙室的散熱孔系統。在從發動機溫度傳感器看來散熱孔運動出現不正常情況時可給操作人員提供指示。
盡管本發明僅以其一種形式來示出，但并不因此而限制本發明，相反，在不脫離本發明的精神實質和范圍內，本發明還可有多種變化和修改。
權利要求
1.一種用于機動車輛發動機艙室的散熱孔系統，包括通風口，通過鄰近發動機艙室的機動車輛罩蓋或車身，用于發動機艙室和周圍大氣環境之間進行空氣循環；散熱翼，安裝于機動車輛罩蓋或車身，并與所述通風口相固連、用于關閉所述通風口；第一磁塊和第二磁塊，第一磁塊安裝于散熱翼而第二磁塊安裝在通風口附近，用于通過所述第一、第二磁塊的相互吸引來拉動所述散熱翼而關閉所述通風口；以及搭扣，由磁性材料制成，位于第一和第二磁塊之間的、受到來自發動機艙室之熱的作用的位置上，所述磁性材料在所選定的觸發溫度具有會失去磁化率的居里溫度點以用于打開所述散熱翼。
2.如權利要求1所述的用于機動車輛發動機艙室的散熱孔系統，其特征在于，還包括所述通風口可選擇地位于鄰近經受局部地獨立于發動機溫度的當地溫度變量的配件處。
3.如權利要求2所述的用于機動車輛發動機艙室的散熱系統，其特征在于，還包括多個通風口和固連于每個通風口的散熱翼，所述多個通風口位于鄰近車輛的諸配件處。
4.如權利要求1所述的用于機動車輛發動機艙室的散熱系統，其特征在于，還包括車輛電氣控制系統溫度傳感器，與所述車輛控制系統上耦連，以提供有關溫度測量的發動機溫度；以及接觸傳感器，與所述通風口和所述散熱翼相連，用于通過所述散熱翼的運動來生成指示通風口關閉和打開的接觸信號，還帶有用于將所述接觸信號耦連到所述車輛電氣控制器上的裝置。
5.如權利要求4所述的用于機動車輛發動機艙室的散熱系統，其特征在于，還包括所述車輛電氣系統包括對所述接觸信號作出響應而用于將所述接觸信號的狀態與所述溫度測量作比較，以確定所述接觸信號的狀態是否為期望值的編程。
6.如權利要求5所述的用于機動車輛發動機艙室的散熱系統，其特征在于，還包括至少第一罩蓋下車輛配件；多個通風口，其至少一個位于罩蓋下車輛配件的附近；接觸傳感器，用于每一個位于罩蓋下車輛配件附近的通風口；以及可通過編程的位置圖，指示出期望每個接觸傳感器打開的最小測量溫度。
7.如權利要求6所述的用于機動車輛發動機艙室的散熱系統，其特征在于，所述車輛電氣系統還包括用于指示車輛配件工作情況的裝置；以及所述位置圖指示出取決于配件工作狀態的最小測量溫度。
8.如權利要求7所述的用于機動車輛發動機艙室的散熱系統，其特征在于，所述車輛電氣系統還包括用于監視車速的裝置；用于監視發動機負荷的裝置；用于讀取周圍環境溫度的裝置；以及提供用于對車速、發動機負荷和周圍環境溫度中的一個或多個作出響應而調整最小溫度測量的編程。
9.如權利要求1所述的用于機動車輛發動機艙室的散熱系統，其特征在于，還包括增強所述散熱翼位移的一彈簧。
10.如權利要求9所述的用于機動車輛發動機艙室的散熱系統，其特征在于，還包括所述彈簧是雙金屬彈簧，其放松形狀與溫度呈函數關系。
11.如權利要求1所述的用于機動車輛發動機艙室的散熱系統，其特征在于，還包括所述散熱翼由具有形狀記憶功能的材料制成。
12.一種機動車輛車身，包括穿過車身的多個通風口，所述車身包括鄰近發動機艙室的罩蓋；相對于所述多個通氣口設置的多個散熱翼或散熱孔，用于關閉通向空氣循環的通風口；與至少一個所述通風口和用于該通風口的散熱翼或散熱孔相關連的磁性關閉系統，所述磁性關閉系統包括第一和第二磁塊，設置成將散熱翼的一個邊緣引向與沿所述通風口的一個邊緣的機動車輛車身關閉接觸狀態；以及磁性搭扣，它對超過所述磁性搭扣制造所用材料的居里溫度點的溫度作出響應而將該磁性關閉系統松開。
13.如權利要求12所述的機動車輛車身，其特征在于，還包括多個通風口及相關散熱翼中的每個都具有磁性關閉系統和相關的磁性搭扣，所述通風口設置于車身下的溫度敏感區域附近。
14.如權利要求13所述的機動車輛車身，其特征在于，還包括與各個散熱翼相關連的一彈簧，用于將該散熱翼推壓到使其相關的通風口打開的位置上。
15.如權利要求14所述的機動車輛車身，其特征在于所述彈簧是雙金屬的，用以交替地促使相關的散熱孔作為溫度的函數而打開或關閉。
16.如權利要求13所述的機動車輛車身，其特征在于所述散熱翼由具有形狀記憶功能的材料制成的，在所選的溫度低于該散熱翼所用的磁性搭扣的居里溫度點時有形狀記憶功能。
全文摘要
本發明給出一種被動式散熱孔系統，它采用磁性搭扣來打開和關閉散熱孔而給發動機艙室提供附加和局部的冷卻。
文檔編號B62D25/10GK101028791SQ20071008449
公開日2007年9月5日 申請日期2007年2月27日 優先權日2006年2月28日
發明者J·C·布拉德利, S·A·伍德瑞奇, R·J·克林格, J·T·佩那洛扎 申請人:萬國卡車知識產權有限公司