用于控制车辆的冷却风扇的装置和方法与流程

本发明涉及用于控制车辆的冷却风扇的装置，并且更具体地，涉及一种用于控制冷却风扇的装置和方法，其能够在寒冷天气条件下，诸如冬天通过锁定风扇电动机防止对风扇电动机的损坏。

背景技术：

因为车辆的发动机中产生大量的热，所以冷却剂在发动机的附近被循环，以便冷却发动机，从而降低发动机的温度。加热的冷却剂在散热器中被散热，并且冷却风扇被安装在车辆的发动机室中，以便提高散热器的散热效应。

冷却风扇在适当的条件下保持冷却剂的温度，从而防止发动机的过热，并且允许发动机的性能被最佳化。冷却风扇主要通过电动机驱动。

在寒冷的天气条件下，水分或雪被引入冷却风扇，使得冷却风扇的冻结经常发生。因此，在冷却风扇冻结时，甚至在冷却风扇被打开的条件下，冷却风扇也不被操作。

在这种条件下，冷却风扇通常不被操作(运行)。但是，当驾驶员按压除霜按钮以便除去雾或霜时，空气调节器被操作，使得空气调节器制冷剂压力逐渐地上升。当空气调节器制冷剂压力达到预定压力时，其到达冷却风扇应该被操作的区域。但是，由于由冷却风扇的冻结引起的电动机的锁定，冷却风扇不被操作。另外，当锁定时间变长时，电动机可被损坏，或者在极端情况下，在发动机室中可起火。

当车辆中存在外部温度传感器时，冷却风扇能够在零下的温度被操作。但是，当外部温度传感器不被安装车辆中时，外部温度可能不被检查，使得控制可能不被执行，以防止冷却风扇在零下的温度的操作。另外，在这种情况下，冷却风扇在预定的条件下被操作，使得冷却风扇可被冻结，从而引起对电动机的损坏。对电动机的损坏产生发动机的过热，这可导致较大的修理成本。

背景技术部分中公开的上述信息仅仅是为了增强对本发明的背景的理解，因此其可包含不构成该国家本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明提供用于控制车辆的冷却风扇的装置和方法，其能够基于进气温度和空气调节器制冷剂温度锁定风扇电动机，以便在寒冷天气条件下防止对风扇电动机的损坏。

此外，本发明提供用于控制车辆的冷却风扇的装置和方法，其能够在冷却温度大于或等于参考温度的情况下操作冷却风扇。

本发明的示例性实施例提供用于控制车辆的冷却风扇的装置，冷却风扇被安装在车辆的发动机室中，上述装置包括：驱动冷却风扇的风扇电动机；以及控制器，其产生用于控制冷却风扇的操作信号，并且将操作信号提供到风扇电动机，其中控制器在点火被打开时确认点火被关闭的点火关闭时间，在点火关闭时间超过可判定时间，并且进气温度存在于预定的温度内时，确认对于测量时间的空气调节器制冷剂压力的变化率，以及根据空气调节器制冷剂压力的变化率锁定风扇电动机。

控制器确认对于第一测量时间的空气调节器制冷剂压力的第一变化率，通过将操作信号提供到风扇电动机，借助风扇电动机操作冷却风扇第二测量时间，确认对于第二测量时间的空气调节器制冷剂压力的第二变化率，以及根据第一变化率和第二变化率停止冷却风扇的操作。

控制器可基于第一变化率和第二变化率计算比较值，判定比较值是否小于或等于判定参考值，以及在比较值小于或等于判定参考值的状态下，在比较值不被保持一段时间的情况下，停止冷却风扇的操作。

用于控制车辆的冷却风扇的装置可还包括：状态检测器，其包括测量进气温度的进气温度测量器；测量冷却剂温度的冷却剂测量器；测量车辆速度的速度测量器；以及测量空气调节器制冷剂压力的压力测量器中的至少一个。

当压缩机被操作且车辆速度为0时，控制器可将操作信号提供到风扇电动机，并且根据对于测量时间的空气调节器制冷剂压力的变化率，锁定风扇电动机。

当进气温度不存在于预定温度内时，控制器可关闭压缩机，并且在其中控制器关闭空气调节器开关的状态下，当冷却剂温度大于或等于参考温度时，控制器操作冷却风扇。

本发明的另一个示例性实施例提供一种用于通过用于控制车辆的冷却风扇的装置控制车辆的冷却风扇的方法，其包括：当点火被打开时，通过控制器确认点火被关闭的点火关闭时间；判定点火关闭时间是否超过可判定时间；当点火关闭事件超过可判定时间时，判定进气温度是否存在于预定的温度内；以及当进气温度存在于预定温度内时，根据对于测量时间的空气调节器制冷剂压力的变化率，锁定风扇电动机。

在本发明的示例性实施例中，能够在寒冷的天气条件下，诸如冬天防止风扇电动机冻结，并且因此通过停止风扇电动机的操作防止损坏。

另外，在冷却剂温度大于或等于参考温度的情况下，冷却风扇被操作，从而能够防止发动机的过热。

在本发明的详细说明书中将明确地或隐含地描述通过本发明的示例性实施例可获得或预测的其他效果。也就是说，在下面的详细说明书中将描述根据本发明的示例性实施例预测的各种效果。

附图说明

图1是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的冷却风扇的装置的方框图。

图2是示出根据本发明示例性实施例的用于控制车辆的冷却风扇的方法的流程图。

图3是示出在根据本发明示例性实施例的用于控制车辆的冷却风扇的方法中当空气调节器开关被关闭时的控制方法的例示性视图。

图4是示出在根据本发明示例性实施例的用于控制车辆的冷却风扇的方法中用于检测锁定的方法的流程图。

图5是用于描述在根据本发明示例性实施例的用于控制车辆的冷却风扇的方法中用于检测锁定的方法的例示性视图。

图6是用于描述在根据本发明示例性实施例的用于控制车辆的冷却风扇的方法中第一变化率和第二变化率的例示性视图。

具体实施方式

应当理解本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它的类似术语通常包括机动车辆，诸如包括运动型多用途汽车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客汽车，包括各种小船和轮船的水运工具，飞机等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆以及其它替代燃料车辆(例如，来源于除石油之外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车辆是具有两个或更多的动力来源的车辆，例如汽油驱动和电力驱动车辆。

在本文所用的术语仅是为了描述具体实施例，而并非旨在限制本公开。如本文所使用的,除非上下文清楚地指出了其它情况，单数形式“一种/个(a)”、“一种/个(an)”以及“该”旨在包括复数形式。还应当理解，当术语“包括了”和/或“包括着”用于本说明书中时，其指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并非排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组群的存在或加入。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关的所列项目的一个或多个的任何和所有组合。贯穿本说明书，除非明确地描述相反的情况，字词“包括”和变型，诸如“包括了”或“包括着”将被理解为暗示包括指定的元件，但不排出任何其它的元件。另外，本发明书中描述的术语“单元”、“机”、“器”和“模块”指用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可由硬件部件或软件部件以及它们的组合实现。

此外，本发明的控制逻辑可具体实施为计算机可读介质上的非瞬时性的计算机可读介质，所述计算机可读介质包含由处理器、控制器等等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、压缩光盘(CD)-ROMs、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡以及光学数据存储设备。计算机可读介质也可分布在网络耦合的计算机系统中，因此计算机可读介质以分布式方式被存储和执行，例如，通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)。

在下文中，将参考附图更详细地描述根据本发明示例性实施例的用于控制车辆的冷却风扇的装置和方法的操作原理。但是，下面提供的附图和将在下面提供的详细说明书涉及有效地描述本发明的特征的几个示例性实施例中的一个优选的示例性实施例。因此，本发明不仅仅局限于下面的附图和说明书。

在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的冷却风扇的装置的方框图。

用于控制车辆的冷却风扇的装置50包括状态检测器100，控制器110，空气调节器开关120，压缩机125，继电器130，连接器140，鼓风机组件150，以及冷却风扇160。

状态检测器100检测控制冷却风扇160所需要的信息。状态检测器100包括进气温度测量器102，速度测量器104，压力测量器106，以及冷却剂温度测量器108。

进气温度测量器102测量作为引入到车辆的空气的温度的进气温度，并且将测量的温度提供到控制器。

速度测量器104测量作为车辆的速度的车辆速度，并且将测量的车辆速度提供到控制器。

压力测量器106测量空气调节器制冷剂压力，并且将测量的空气调节器制冷剂压力提供到控制器。

冷却剂温度测量器108测量发动机的冷却剂温度，并且将测量的冷却剂温度提供到控制器。

控制器110控制作为用于控制车辆的冷却风扇的装置50的部件的状态检测器100，空气调节器开关120，压缩机125，继电器130，连接器140，鼓风机组件150，以及冷却风扇160中的至少一个，以便操作或停止冷却风扇160。

当点火被打开时，控制器110确认点火被关闭的点火关闭时间。当点火关闭时间超过可判定时间，并且进气温度存在于预定的温度内时，控制器110确认对于测量时间的空气调节器制冷剂压力的变化率。控制器110根据空气调机器制冷剂压力的变化率执行控制，以锁定或正常地操作风扇电动机157。将参考图2到图5更详细地描述用于在控制器110中控制冷却风扇160的方法。

为此，可通过由预定的程序操作的至少一个处理器实施控制器110，所述预定的程序可被编程，以执行根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的冷却风扇的方法的相应的步骤。

空气调节器开关120打开或关闭空气调节器。也就是说，空气调节器开关120可通过驱动器或控制器110打开或关闭空气调节器。

当通过空气调节器开关120打开空气调节器时，压缩机125在高温和高压下压缩制冷剂以操作空气调节器。

继电器130根据控制器110的控制将操作信号提供到连接器140。

连接器140接收来自继电器130的操作信号，以驱动风扇电动机157。为此，连接器140包括高速连接器143，低速连接器146，以及接地连接器149。高速连接器143直接地连接到风扇电动机157，并且低速连接器146通过电阻器153连接到风扇电动机157。接地连接器149连接到风扇电动机和地面。在这里，高速连接器143，低速连接器146以及接地连接器149可由开关形成。

当其接收来自继电器130的低速操作信号时，连接器140通过低速连接器146和电阻器153驱动风扇电动机157。另外，当其接收到来自继电器130的高速操作信号时，连接器140通过高速连接器143驱动风扇电动机157。

鼓风机组件150包括风扇电动机157和电阻器153。

风扇电动机157旋转包括在冷却风扇160中的叶片，以操作冷却风扇160。

电阻器153调整风扇电动机157的速度。也就是说，电阻器153是电阻值越大，风扇电动机157被驱动的速度就越小。

冷却风扇160通过包括在鼓风机组件150中的风扇电动机157驱动。冷却风扇160在适当的条件下保持冷却剂的温度，从而防止发动机的过热，并且允许发动机的性能最佳地表现。

在下文中，将参考图2到图6描述根据本发明示例性实施例的用于控制车辆中冷却风扇160的方法。

图2是示出根据本发明示例性实施例的用于控制车辆的冷却风扇的方法的流程图。

参考图2，控制器110确认点火是否被打开(S210)。在这里，通过接收来自初始检测器(未示出)的点火打开信号，控制器110可确认点火是否被打开。

控制器110确认点火被关闭的点火关闭时间(S215)。也就是说，在点火被打开之前，通过对点火被关闭的时间进行计数，控制器110可确认点火关闭时间。

控制器110判定点火关闭时间是否超过可判定时间(S220)。在这里，可判定时间可指示用于判定车辆在夜晚被停放的参考时间，并且可通过工作人员设定，或者通过预定的算法(例如，程序或概率模型)设定。例如，可判定时间可以是六个小时。

如上所述，判定点火关闭时间是否超过可判定时间的原因是确认车辆在夜晚被停放。在车辆在夜晚被停放的情况下，可假设进气温度和外部空气温度彼此相同。因此，在不使用外部空气温度传感器的情况下，使用进气温度可防止对风扇电动机157的损坏。

当点火关闭时间超过可判定时间时，控制器110确认进气温度(S225)。在这里，当车辆的点火被关闭时，进气温度可以是通过进气温度测量器测量的温度。

控制器110判定进气温度是否存在于预定温度内(S230)。也就是说，控制器110可判定进气温度是否小于或等于最大温度，且是否大于或等于最小温度。在这里，最大温度和最小温度指示用于判定冷却风扇可被冻结的温度的参考温度，并且可通过工作人员设定，或者通过预定的算法(例如，程序或概率模型)设定。例如，最大温度可以是7℃,并且最小温度可以是-10℃。

当进气温度存在于预定温度内时，控制器110判定压缩机125是否被操作(S235)。也就是说，当进气温度大于或等于最小温度，并且小于或等于最大温度时，控制器110可判定压缩机125是否处于打开状态或关闭状态。

当压缩机125被操作时，控制器110判定车辆速度是否为0(S240)。也就是说，当压缩机125被操作时，控制器110确认从速度测量器提供的车辆速度。控制器110判定车辆速度是否为0，以判定车辆是否处于怠速状态。另外，当车辆速度为0时，控制器110产生用于操作冷却风扇160的操作信号。在这里，操作信号可以是用于以低速操作冷却风扇160的低速操作信号。

控制器110执行关于是锁定还是正常地操作风扇电动机157的锁定检测(S245)。将参考图4详细地描述用于检测风扇电动机的锁定的方法。

控制器110判定锁定检测结果是否正常(S250)。

当锁定检测结果不正常时，控制器110停止冷却风扇160的操作(S255)。也就是说，当锁定检测结果是锁定时，控制器110停止冷却风扇160的操作，并且停止压缩机125的操作。

同时，当锁定检测结果是正常时，控制器110移动到S275，以操作冷却风扇160。在这里，因为正常的用于控制冷却风扇160的方法与通常使用的用于控制冷却风扇160的方法相同或类似，因此，将省略详细的描述。

控制器110确认点火是否被关闭(S260)。也就是说，当点火被关闭时，控制器110可完成冷却风扇的控制。

同时，当点火时间小于或等于可判定时间时，控制器110可确认冷却风扇的刚好之前(immediately previous)的状态(S265)。也就是说，当点火关闭时间小于或等于可判定时间时，因为控制器110可判定车辆在夜晚不被停放，确认通过先前打开点火判定的冷却风扇160的状态。

控制器110判定冷却风扇的刚好之前状态是否正常(S270)。

当冷却风扇的刚好之前状态正常时，控制器110操作冷却风扇160(S275)。另外，当进气温度超过最大温度时，因为不是严寒的天气，控制器110可正常地驱动冷却风扇160。然后，控制器110可确认点火被关闭。

同时，当进气温度小于最小温度时，控制器110关闭压缩机125(S280)。

在S235中，作为确认结果，压缩机125不被操作，在S240中，作为判定结果，车辆速度不是0，或者在S280中，控制器110关闭压缩机125时，控制器110关闭空气调节器开关120(S285)。

控制器110确认冷却剂温度(S290)。也就是说，当空气调节器开关120被关闭时，控制器110接收从冷却剂温度测量器108提供的冷却剂温度，以便控制冷却风扇160，并且确认接收的冷却剂温度。控制器110判定冷却剂温度是否大于或等于参考温度。

当冷却剂温度大于或等于参考温度时，控制器110操作冷却风扇160(S295)。也就是说，当冷却剂温度大于或等于参考温度时，控制器110通过操作冷却风扇160可降低发动机的温度，以便防止发动机的过热。在这里，参考温度指示用于判定在发动机中是否产生过热的参考温度，并且可以是预定值。例如，如图3中所示，参考温度310可以是105℃。

控制器110通过继电器130和连接器157将操作信号提供到风扇电动机157，并且通过风扇电动机157操作冷却风扇160。在这里，操作信号是高速操作信号320。因此，冷却风扇160以高速操作，从而能够降低发动机的温度。

图4是示出在根据本发明示例性实施例的用于控制车辆的冷却风扇的方法中用于检测锁定的方法的流程图，图5是用于描述在根据本发明示例性实施例的用于控制车辆的冷却风扇的方法中用于检测锁定的方法的例示性视图，以及图6是用于描述在根据本发明示例性实施例的用于控制车辆的冷却风扇的方法中第一变化率和第二变化率的例示性视图。

参考图4到图6，控制器110确认对于第一测量时间的空气调节器制冷剂压力的第一变化率(S410)。在这里，第一测量时间可指示当操作信号通过继电器130和连接器140从控制器110被传输到风扇电动机157时延迟的时间。用于将如上所述的控制器110中的操作信号延迟后传输的原因是防止继电器130、连接器140等等中产生故障。在这里，如图5中所示，第一测量时间510可以是从0秒到第一时间的时间。例如，第一时间可以是0.5秒。

换句话说，控制器110在0秒接收从压力测量器106提供的第一空气调节器制冷剂压力，并且在第一时间接收从压力测量器106提供的第二空气调节器制冷剂压力。基于第一空气调节器制冷剂压力和第二空气调节器制冷剂压力，控制器110计算第一变化率。在这里，第一变化率可通过梯度610表示，如图6所示。

控制器110操作冷却风扇160第二测量时间(S420)。换句话说，控制器110在第一时间将操作信号提供到继电器130，并且继电器130将操作信号提供到连接器140。在这里，操作信号可以是低速操作信号。当低速操作信号被接收时，连接器140的低速连接器146通过电阻153驱动风扇电动机157。因此，冷却风扇可通过风扇电动机157操作。

在这里，如图5所示，第二测量时间530可指示冷却风扇160被操作的时间，并且可以是预定值。第二测量时间530可以是从第一时间到第二时间的时间。例如，第二时间可以是3.5秒。

控制器110在第二时间停止冷却风扇160的操作(S430)。

控制器110确认对于第二测量时间的空气调节器制冷剂压力的第二变化率(S440)。换句话说，控制器110在第一时间接收从压力测量器106提供的第三空气调节器制冷剂压力，并且在第二时间接收从压力测量器106提供的第四空气调节器制冷剂压力。基于第三空气调节器制冷剂压力和第四空气调节器制冷剂压力，控制器110计算第二变化率。在这里，第二变化率可通过梯度630表示，如图6中所示。

控制器110判定点总的测量时间是否超过参考时间(S450)。也就是说，控制器110将第一测量时间和第二测量时间彼此相加以产生总的测量时间，并且判定总的测量时间是否超过参考时间。

控制器110判定比较值是否小于或等于判定参考值(S460)。具体地，基于第一变化率和第二变化率，控制器110计算比较值。也就是说，控制器110可通过等式1计算比较值。

[等式1]

C＝B/A

在这里，C可指示比较值，A可指示第一变化率，并且B可指示第二变化率。

控制器110判定比较值是否小于或等于判定参考值(S460)。在这里，判定参考值是用于判定是否正常操作风扇电动机157或锁定风扇电动机157的参考值。例如，判定参考值可以是0.7。

在比较值小于或等于判定参考值的状态下，控制器110判定比较值是否被保持一段时间(S470)。例如，一段时间可以是2秒。

在比较值小于或等于判定参考值的状态下，当比较值被保持一段时间时，控制器110判定冷却风扇160是正常的(S480)。

在比较值小于或等于判定参考值的状态下，在比较值超过判定参考时间，或者比较值被保持一段时间的情况下，控制器110判定冷却风扇157被锁定(S490)。

如上所述，当点火关闭时间超过可判定时间时，基于从外面引入车辆的空气的进气温度，根据本发明的示例性实施例用于控制车辆的冷却风扇的装置50判定是否存在寒冷的天气条件(例如，冬天)。在寒冷的天气条件下，用于控制冷却风扇的装置50确认空气调节器制冷剂压力的变化率以锁定风扇电动机157，从而能够防止对风扇电动机的损坏。

虽然已经结合目前被认为是实际的示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于公开的实施例，相反地，旨在涵盖包括在随附权利要求的精神范围内的各种修改和等效布置。