用于控制发动机冷却风扇的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于控制被配置为提高内燃机冷却功能的一个或多个风扇的系统和 方法。
【背景技术】
[0002] 发动机冷却系统通常包括一个或多个热交换器（例如散热器、增压空气冷却器、 油冷却器等）和一个或多个风扇。所述热交换器和风扇被配置用来冷却内燃机和/或冷却 与内燃机相关的流体。
【发明内容】
[0003] 在一些实施例中，本发明提供了用于交通工具发动机的冷却系统，其中所述冷却 系统由电源来供电，并且所述冷却系统包括热交换器、系统控制器、电气连接到电源的马 达、马达控制器和由所述马达驱动的风扇。所述马达控制器电气连接到所述系统控制器、所 述电源和所述马达，并且所述马达控制器被配置用来接收来自所述电源的电能、接收来自 交通工具的启动信号、接收来自所述系统控制器的控制信号。一旦接收到所述控制信号，马 达控制器就以基于所述控制信号的第一速度运转马达。如果没有接收到第一控制信号，而 是接收到了启动信号，那么马达控制器就以第二速度运转马达。
[0004] 本发明的一些实施例提供了一种操纵用于交通工具发动机的冷却系统的方法，其 中所述冷却系统包括可操作用于使风扇旋转的马达。所述方法包括：确定是否接收到控制 信号；如果接收到所述控制信号，就运转马达使所述风扇以第一速度进行旋转，其中所述第 一速度是基于所述控制信号的；如果未接收到所述控制信号，就运转所述马达使所述风扇 以第二速度进行旋转。
[0005] 从相应附图和对本发明更详细的描述中可明显地看出本发明的其它方面。
【附图说明】
[0006] 图1是根据本发明一个实施例的用于交通工具发动机的冷却系统的立体图。
[0007] 图2是图1中的冷却系统的控制系统的结构框图。
[0008] 图3是示出图1中的冷却系统的工作过程的流程图。
[0009] 图4是图1中的冷却系统的某些部分的立体图。
【具体实施方式】
[0010] 在详细描述本发明的任一实施例之前，应该理解的是，本发明并不将其应用限制 于下文描述的或附图中示出的部件的结构和安装的细节描述。本发明可包含多个其它实施 例，并且可通过多种方式来实施或执行本发明。
[0011] 图1是用于内燃机驱动的交通工具的冷却系统100的立体图。所述冷却系统100 包括热交换器装置105以及马达和风扇装置110。例如，所述冷却系统100用来冷却内燃 机，如交通工具发动机（未示出）。
[0012] 图4中详细地示出了热交换器装置105,所述热交换器装置105包括散热器106和 增压空气冷却器107。热交换器105用来冷却穿过内燃机冷却套管抽取的液体发动机冷却 液，从而能够调控发动机温度。示出的散热器105包括入口 115、出口 120和中心部分125。 在运行过程中，温热液体通过入口 115进入散热器105中。所述温热液体穿过中心部分125 的一系列管子。当所述液体穿过中心部分125时，所述液体的热量排向越过管子的空气，从 而所述液体被冷却。冷却的液体通过出口 120离开散热器105。增压空气冷却器用来冷却 用于内燃机的加压的燃烧空气流。示出的增压空气冷却器包括入口 116、出口 121和中心部 分126。在运行过程中，热增压空气（charge-air)经由入口 116进入增压空气冷却器。热 增压空气穿过中心部分126的一系列管子。当增压空气穿过中心部分126时，所述增压空 气的热量排向掠过管子的空气，从而所述增压空气被冷却。在一些实施例中，热交换器装置 105中还可包括一些其它的热交换器，如油冷却器、变速箱冷却器、制冷冷凝器等。
[0013] 马达和风扇装置110使空气穿过热交换器105的组件（例如散热器106的中心部 分125和增压空气冷却器107的中心部分126)进行循环以提供所需的冷却空气。每个所述 装置110均包括风扇130、马达135和马达控制器140。虽然示出的说明性实施例包括八个 马达和风扇装置110,但冷却系统100可包含一个或任何其它数量的马达和风扇装置110。 在一些实施例中，一子组的风扇装置110可服务于热交换器装置105中的每个热交换器，从 而每个热交换器中的冷却速率可被单独地控制，而不与其它热交换器的冷却速率相关联。 为了便于描述，下文中仅描述了马达和风扇装置110的其中一个，可被理解的是，下文的描 述可适用于任何数量的其它马达和风扇装置110 (如果这些装置110存在的话）。
[0014] 马达135使风扇130进行旋转。马达135是电动马达，例如但不限于可运行 于多个速度的直流电马达。在一些实施例中，马达135是无刷直流电（BLDC:brushless direct-current)马达。在其它实施例中，马达135可以是多种其它类型的马达，包括但不 限于有刷直流电（brushdirect-current)马达、步进马达、同步马达或其它直流电或交流 电马达。
[0015] 马达控制器140可操纵马达135。马达控制器140包括多个电气的和电子的部件， 这些部件向马达控制器140内部和/或马达135内部的部件和模块提供电能、运行控制以 及保护。例如，除了别的以外，马达控制器140还包括处理单元（例如微处理器、微控制器 或其它适合的可编程设备）和存储器单元。在一些实施例中，马达控制器140部分地或全 部地实现于半导体（例如现场可编程门阵列["FPGA"]半导体）芯片上，如经过寄存器传 送级（"RTL"）设计过程开发出来的芯片。在一个示例性实例中，一旦接收到控制信号，马 达控制器140便控制和/或操纵多个电子开关（例如FET)的开合状态，从而可选地驱动马 达135运行于一个速度上。在一些实施例中，马达控制器140和马达135构成单个单元。在 其它实施例中，马达控制器140和马达135是马达和风扇装置110中的独立的部件。
[0016] 马达控制器140包括多个连接件（例如输入、输出、输入/输出等）。在一些实施 例中，所述多个连接件包括控制信号连接件、电池正极连接件、电池负极（例如接地）连接 件、启动信号连接件和诊断连接件。
[0017] 冷却系统100还包括系统控制器150。系统控制器150通过每个马达控制器140 的多个连接件中的至少一些连接件与所述马达控制器140进行通信。例如，系统控制器150 与马达控制器140可以沿着控制信号连接件和诊断连接件进行通信。
[0018] 图2是示出了冷却系统100的控制系统200的结构框图。控制系统200包括系统 控制器150。系统控制器150被电气地和/或通信连接到所述控制系统200和所述冷却系 统100的多个模块或部件。例如，示出的系统控制器150被连接到马达控制器140、电源供 应模块210、通信模块215以及一个或多个传感器220。系统控制器150可包括能够操作用 于（除别的之外）控制冷却系统100 (尤其是冷却系统100的马达和风扇装置110)运行的 硬件和软件的结合。
[0019] 系统控制器150可包括多个电气的和电子的部件，这些部件可向系统控制器150 和/或冷却系统100内部的部件或模块提供电能、运行控制、以及保护。例如，除别的以外， 系统控制器150包括处理单元225 (例如微处理器、微控制器或其它适合的可编程设备）和 存储器230。在一些实施例中，系统控制器150部分地或全部地实现于半导体（例如现场可 编程门阵列["FPGA"]半导体）芯片上，如经过寄存器传送级（"RTL"）设计过程开发的 心/T〇
[0020] 例如，存储器230包括程序存储区和数据存储区。所述程序存储区和数据存储区 可包括不同类型的存储器的组合，如只读存储器（"ROM"）、随机存取存储器（"RAM"）（如 动态RAM[ "DRAM"])、同步DRAM[ "SDRAM"]等）、电可擦可编程只读存储器（"EEPR0M"）、 闪速存储器、硬盘、SD卡或其它合适的磁性的、光学的、物理的或电子的存储器设备。所示处 理单元225连接到存储器230,并且执行能够存储于存储器230的RAM(例如在执行期间）、 存储器230的ROM(例如在永久性基础上）或者其它非暂时性计算机可读介质（如其它存 储器或光盘）中的软件指令。冷却系统100的某些实施方式中包括的软件能够存储在系统 控制器150的存储器230中。例如，所述软件可包括固件、一个或多个应用、程序数据、过滤 器、规则、一个或多个程序模块和其它可执行的指令。除其它功能外，系统控制器150被配 置为从存储器取得并执行与此处描述的控制进程和方法相关的指令。在其它构造中，控制 器150包括额外的、更少的或不同的部件。
[0021] 所述电源供应模块210接收来自电源供应器的电能，并且向系统控制器150以及 可选地向冷却系统100的其它部件或模块输出额定的直流（DC)电压。在一些实施例中，电 源供应模块240可接收来自一个或多个电池或电池组的电能，并且经由交通工具点火系统 来接收所述电能。在一些实施例中，一个或多个电池或电池组还向交通工具和交通工具的 多个部件提供电能。在其它实施例中，电源供应模块210可接收来自其它独立网格电源（例 如太阳能板等）的电能。
[0022] 在所示的实施例中，交通工具点火系统240电连接到马达控制器140,并且向马达 控制器140输出额定直流（0〇电压（例如57、1(^、2(^、24￥等）。在一些实施例中，由交 通工具点火系统240输出的电压可起到启动信号的作用。在一些实施例中，交通工具点火 系统240在马达控制器140的交通工具点火连接件处电连接到马达控制器140。马达控制 器140还通过电池正极连接件和电池负极（如接地）连接件电连接到一个或多个电池235