用于多速继电器控制的电风扇的诊断方法
【技术领域】
[0001 ] 本申请涉及诊断车辆冷却系统的多速发动机冷却风扇系统。
【背景技术】
[0002]车辆冷却系统可以包括各种冷却部件，诸如散热器、冷却风扇和鼓风机、冷凝器、液体冷却剂等。电驱动的发动机冷却风扇可以由被变速控制或继电器控制(relay-controlled)的电动马达提供动力。可以通过被连接至动力传动系统控制模块(PCM)的智能控制器来诊断由变速马达控制的电风扇。
[0003]Wiltsch(US2001/0199036)示出了另一示例方法，其中通过在风扇被预定的信号触发之后测量电流来诊断冷却风扇。电流测量装置被耦接至风扇，该风扇可以被触发为“开启”、“关闭”或中间位置。在风扇被触发之后，该装置探测电流信号，该电流信号然后与预定阈值进行比较。距预定阈值的任何偏离都会导致确定退化的风扇。
[0004]发明人在此已经意识到上述方法的潜在问题。在继电器控制的风扇的示例中，由于缺少智能控制器，存在有限的诊断能力。对于包括若干继电器的多速风扇系统，这个问题尤其恶化。同样，关于电流测量方法，由于存在可以从与风扇相同的电压源汲取电流的其他电力负载以及此类负载的未预料到的或未知的瞬变，所以误差会被引入车辆电力系统。因此，来自此类电力负载的干扰能够导致对风扇的错误的电流测量，并且因此会导致关于冷却风扇退化的不正确的诊断。
【发明内容】
[0005]发明人在此已经认识到上述问题，并且已经确定了一种至少部分地解决问题的方法。在一种示例方法中，提供了一种用于多速、继电器控制的风扇系统的诊断方法。该方法包含，在车辆以较低速度行进期间随着风扇转速被改变且同时其他电力负载被维持在更稳定的状态，测量从电池-交流发电机系统汲取的电流的变化。另外，比较在风扇转速更改之前与之后汲取的电流之间的差与预期变化，并且如果相对电流变化的绝对值大于预期误差阈值则指示退化。
[0006]例如，当车辆正以低速行进并且较大的电力负载(如空气调节装置或除雾器)处于稳定状态时，可以启用风扇诊断。PCM可以命令风扇转速的变化，并且一旦转速稳定，则获得多个电流汲取读数。例如，风扇转速可以从停止或“关闭”位置改变为“低”速状态。在改变转速之前，可以测量当风扇系统处于“关闭”位置时从电池和交流发电机汲取的电流。一旦在“低”速位置的风扇转速已经稳定，则可以测量从电池-交流发电机系统汲取的电流。在“关闭”位置汲取的电流与在“低”速汲取的电流之间的差可以被计算，并且可以与预期差进行比较，以便基于预期变化达到相对误差。如果计算的绝对误差大于预期阈值，那么可以探测到风扇退化。在多次退化探测之后，故障指示灯可以在仪表板上被点亮。
[0007]以此方式，在没有对现有硬件的任何额外改变或对额外传感器的需要的情况下，能够针对退化检查通过继电器控制的马达所运转的多速冷却风扇系统，由此最小化成本。通过当其他电力负载在更稳定的状态下时执行诊断，或通过延迟被请求的其他电力负载的变化，从电池-交流发电机系统汲取的电流的任何变化都能够归因于冷却风扇系统。另外，当其他电力负载正波动时，可以停用冷却风扇诊断，以最小化噪声与误差。
[0008]应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在【具体实施方式】中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附于【具体实施方式】的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0009]图1描绘了机动车辆中的冷却系统的示意图。
[0010]图2描述了风扇诊断逻辑的示例方框图。
[0011]图3A、图3B和图3C分别示出了用于单速、双速和三速风扇的电路的示意图。
[0012]图4是图示说明用于通过继电器控制的冷却风扇的诊断程序的示例流程图。
[0013]图5是基于车辆状况的风扇诊断的示例运转。
【具体实施方式】
[0014]以下描述涉及用于诊断车辆冷却系统(诸如，图1中的车辆冷却系统)中的冷却风扇系统的系统和方法。可以通过如在图2中所描述的示例风扇诊断逻辑，针对退化诊断使用通过继电器(诸如，在图3A、图3B和图3C中示出的那些)控制的电动马达的多速风扇。控制器可以被配置为执行程序(诸如，图4的示例程序)，以便基于从交流发电机-电池系统汲取的相对电流来探测冷却风扇退化。当满足某些车辆状况(具体是其他电力负载稳定的状况)时，诊断被激活(图5)。
[0015]图1是机动车辆102中的车辆冷却系统100的示例实施例的示意图。车辆102具有驱动轮106、客舱104和引擎舱103。引擎舱103可以装纳在机动车辆102的引擎盖(未示出)下方的各种引擎盖下的部件。例如，引擎舱103可以装纳内燃发动机10。内燃发动机10具有燃烧室，其可以经由进气通道44接收进气空气，并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。在一种示例中，进气通道44可以被配置为冲压空气进气装置，其中通过移动车辆102产生的动态压力可以被用来增加发动机的进气歧管内的静态空气压力。因此，这可以允许更大质量的空气流动通过发动机，由此增加发动机动力。如在本文中所图示说明并描述的发动机10可以被包括在诸如陆上汽车的车辆以及其他类似的交通工具中。虽然将会参照车辆描述发动机10的示例应用，但应该认识到，可以使用各种类型的发动机和车辆推进系统，包括客车、卡车等。
[0016]引擎舱103还可以包括冷却系统100，冷却系统100使冷却剂循环通过内燃发动机10以吸收废热，并分别经由冷却剂管路82和84将热的冷却剂分配到散热器80和/或加热器芯55。在一种示例中，如所描述的，冷却系统100可以被耦接至发动机10，并且可以经由发动机驱动的水泵86使发动机冷却剂从发动机10循环到散热器80，以及经由冷却剂管路82使发动机冷却剂循环回到发动机10。发动机驱动的水泵86可以经由前端附件驱动装置(FEAD) 36被耦接至发动机，并且经由带、链等与发动机转速成比例地旋转。具体地，发动机驱动的泵86可以使冷却剂循环通过汽缸体、汽缸盖等中的通道，以吸收发动机热，该发动机热然后经由散热器80被转移到环境空气。在发动机驱动的水泵86是离心泵的一种示例中，泵产生的压力(以及导致的流动)可以与曲轴转速成比例，该曲轴转速在图1的示例中可以与发动机转速成正比。冷却剂的温度可以由位于冷却管路82中的恒温器阀38调节，恒温器阀38可以保持关闭直至冷却剂达到阈值温度。
[0017]如在上文中所描述的，冷却剂可以流过冷却剂管路82，且/或通过冷却剂管路84流向加热器芯55，在加热器芯55中热可以被转移到客舱104，并且冷却剂流回到发动机10。在一些示例中，发动机驱动的泵86可以运转为使冷却剂循环通过冷却剂管路82和84 二者。
[0018]一个或更多个鼓风机(未示出)和冷却风扇可以被包括在冷却系统100中，以提供气流辅助并增大通过引擎盖下的部件的冷却气流。例如，当车辆正移动并且发动机正运行为提供通过散热器80的冷却气流辅助时，可以使被耦接至散热器80的冷却风扇91和95运转。冷却风扇91和95可以通过车辆102的前端中的开口(例如，通过格栅112)将冷却气流吸入引擎舱103。这样的冷却气流然后可以被散热器80和其他引擎盖下的部件(例如，燃料系统部件、电池等)利用来保持发动机和/或变速器冷却。另外，气流可以被用来从车辆空气调节系统排出热。此外，气流可以被用来改善装有中间冷却器的涡轮增压/机械增压发动机的性能，其中中间冷却器降低进入进气歧管/发动机的空气的温度。虽然这种实施例描述了两个冷却风扇，但其他示例可以仅使用单个冷却风扇。
[0019]冷却风扇91和95可以被分别耦接至电池驱动的马达93和97。在发动机运转期间，发动机产生的扭矩可以沿着驱动轴(未示出)被传递到交流发电机72，该扭矩然后可以被交流发电机72用来产生电力，该电力可以被存储在电能存储装置(诸如，系统电池74)中。电池74然后可以被用来经由继电器(未示出)激活电动冷却风扇马达93和97。因此，使冷却风扇系统运转可以包括，例如当发动机转速低于阈值时(例如，当发动机处于怠速停止时)，通过交流发电机和系统电池从发动机旋转输入为冷却风扇旋转电动地提供动力。在另一些实施例中，可以通过启用被耦接至冷却风扇的变速电动马达使冷却风扇运转。在又一些实施例中，冷却风扇91和95可以经由离合器(未示出)被机械地耦接至发动机10，并且使冷却风扇运转可以包括经由离合器从发动机旋转输出为其旋转机械地提供动力。
[0020]弓I擎舱103还可以包括空气调节(AC)系统，空气调节(AC)系统包括冷凝器88、压缩机87、贮液干燥器83、膨胀阀89和被耦接至鼓风机(未示出)的汽化器85。压缩