專利名稱：用于汽車的風(fēng)扇系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車的風(fēng)扇系統(tǒng)，以及風(fēng)扇系統(tǒng)運(yùn)行的控制方法。
背景技術(shù)：
控制通常是由電氣元件進(jìn)行的，例如，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)和氣門執(zhí)行元件并借助汽車側(cè)的控制儀來(lái)調(diào)節(jié)氣流。在這樣一種復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，要使各元件達(dá)到同步，常常引起費(fèi)用的上升。此外，汽車側(cè)的控制儀中的各電氣元件必須單獨(dú)控制，并分別被通電，這樣在緊湊的條件下會(huì)在結(jié)構(gòu)空間上出現(xiàn)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
以現(xiàn)有技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的風(fēng)扇系統(tǒng)及風(fēng)扇系統(tǒng)運(yùn)行的控制方法。
這一目的由本文開(kāi)頭所述的、具有下述特征的風(fēng)扇系統(tǒng)及優(yōu)選實(shí)施形式實(shí)現(xiàn)。
按照本發(fā)明，帶有整體式風(fēng)扇系統(tǒng)的冷卻模塊用于冷卻冷卻液，所述冷卻液又用于冷卻汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。所述系統(tǒng)具有至少一個(gè)帶風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇、一個(gè)控制儀和一個(gè)氣門的執(zhí)行元件如步進(jìn)電機(jī)，其中，風(fēng)扇系統(tǒng)具有與其成為一體的風(fēng)扇控制裝置，這個(gè)裝置獨(dú)立地控制風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)和氣門的執(zhí)行元件，這樣就使得控制可以基本上獨(dú)立于汽車側(cè)的控制系統(tǒng)，尤其是不必通過(guò)汽車側(cè)的控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行單獨(dú)的供電。在這里，特別是硬件和軟件也可以集成到一個(gè)緊湊的系統(tǒng)(CFS)中。此外，汽車電路的線束布置也減少，從而使風(fēng)扇系統(tǒng)能夠容易地集成到汽車中。
通過(guò)將氣門和風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)、特別是百葉窗式氣門的控制裝置集成到風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)中，使得氣門和風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的控制不再直接通過(guò)汽車側(cè)的控制系統(tǒng)。氣門和風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的控制相互取決于對(duì)方，即特別是取決于冷卻需求和行駛速度，并在必要時(shí)取決于空氣溫度，在必要時(shí)即如果風(fēng)扇系統(tǒng)內(nèi)部沒(méi)有傳感器，這個(gè)溫度則由汽車側(cè)的控制系統(tǒng)優(yōu)選地通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(例如帶有或不帶有端子15的PWM信號(hào)或總線系統(tǒng)如CAN總線、LIN總線)傳遞給風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)控制裝置。對(duì)于盡可能獨(dú)立于汽車側(cè)的控制系統(tǒng)的風(fēng)扇控制裝置，汽車制造商還必須提供具有上述兩個(gè)值的信號(hào)，而在最簡(jiǎn)單的情況下，只需傳遞風(fēng)扇給定轉(zhuǎn)速的信號(hào)。通過(guò)汽車側(cè)的控制系統(tǒng)優(yōu)選地只發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)，其它功能則優(yōu)選地通過(guò)一個(gè)調(diào)節(jié)后的信號(hào)例如不同的頻率或占空因數(shù)、電流或電壓信號(hào)傳遞。其中，其它功能優(yōu)選地包括與冷卻需求(風(fēng)扇轉(zhuǎn)速給定值)和行駛速度有關(guān)的信號(hào)。風(fēng)扇系統(tǒng)的編程，即單個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇控制裝置的編程通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口并通過(guò)汽車側(cè)的控制系統(tǒng)或通過(guò)本身的連接進(jìn)行，使風(fēng)扇系統(tǒng)能夠配合不同的特定汽車參數(shù)，這樣一個(gè)風(fēng)扇系統(tǒng)就可用于不同的車型。不同的特定汽車參數(shù)可以集成到軟件算法中，這樣可以簡(jiǎn)化安裝時(shí)的編程。在這里可以設(shè)置通向汽車側(cè)控制器的雙向接口，它既可以將汽車數(shù)據(jù)傳送到風(fēng)扇系統(tǒng)，也可實(shí)現(xiàn)與控制器的通信。通過(guò)風(fēng)扇控電動(dòng)機(jī)制裝置上的軟件可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能模式、預(yù)熱模式和/或跟蹤模式及故障管理。同樣也可以設(shè)置，在高速行駛的情況下風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到最大功率。
風(fēng)扇控制裝置優(yōu)選地與至少一個(gè)冷卻液溫度傳感器和/或發(fā)動(dòng)機(jī)功率傳感器和/或風(fēng)扇區(qū)域的空氣流動(dòng)速度傳感器和/或空氣溫度傳感器相連，其中，傳感器的測(cè)量值將用于風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)和氣門執(zhí)行元件的控制，這樣，就可在風(fēng)扇系統(tǒng)內(nèi)部獲得這些參數(shù)并進(jìn)行相應(yīng)的處理。
風(fēng)扇控制裝置優(yōu)選地具有至少一個(gè)用于識(shí)別氣門或執(zhí)行元件位置的傳感器，它優(yōu)選地作為集成到執(zhí)行元件控制裝置中的傳感器系統(tǒng)的組成部分。這樣就可以應(yīng)用簡(jiǎn)單、低成本的執(zhí)行元件和/或氣門，特別是不帶復(fù)位的簡(jiǎn)單執(zhí)行元件，例如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或氣動(dòng)缸。此外，還可將低成本的高壓或低壓末端用于控制簡(jiǎn)單的執(zhí)行元件，在這里，執(zhí)行元件的位置識(shí)別也可實(shí)現(xiàn)集成。
風(fēng)扇控制裝置優(yōu)選地布置在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)外殼之上或之中，并通過(guò)插頭連接與汽車側(cè)的控制系統(tǒng)相連。這就使風(fēng)扇系統(tǒng)能夠方便地集成到汽車中。
在多個(gè)風(fēng)扇中，風(fēng)扇控制裝置可優(yōu)選地通過(guò)內(nèi)部的風(fēng)扇總線系統(tǒng)相互通信。但通信也可通過(guò)一個(gè)相連的汽車側(cè)的總線系統(tǒng)如CAN總線系統(tǒng)、LIN總線系統(tǒng)進(jìn)行。優(yōu)選地為一個(gè)單機(jī)或一個(gè)主單元和一個(gè)或若干從單元設(shè)有自動(dòng)的控制器識(shí)別裝置。在這里，主單元或從單元的編碼通過(guò)插接連接進(jìn)行，例如通過(guò)氣門執(zhí)行元件的插頭。此外，優(yōu)選地設(shè)有控制器識(shí)別裝置，它可自動(dòng)地識(shí)別出單機(jī)的存在，這樣，在這里這臺(tái)單機(jī)被自動(dòng)地確認(rèn)為主單元。在這里也可采用模塊結(jié)構(gòu)(單或雙風(fēng)扇系統(tǒng))。
在帶有兩個(gè)風(fēng)扇的風(fēng)扇系統(tǒng)中，優(yōu)選地設(shè)有故障—存儲(chǔ)模式，在主單元失靈的情況下，這個(gè)模式使得從單元可自動(dòng)地繼續(xù)工作，從而保證在風(fēng)扇停止的情況下至少有局部冷卻。
包括兩個(gè)風(fēng)扇和兩個(gè)氣門執(zhí)行元件的風(fēng)扇系統(tǒng)優(yōu)選地具有相同的或至少是基本相同的風(fēng)扇和執(zhí)行元件。通過(guò)使用相同的零件可以降低制造成本，并方便庫(kù)存。
風(fēng)扇系統(tǒng)優(yōu)選地用于由風(fēng)扇進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻，但也可以相應(yīng)用于空調(diào)設(shè)備的其它元件，其中，與之相應(yīng)調(diào)諧的信號(hào)通過(guò)汽車側(cè)的控制系統(tǒng)發(fā)送。
節(jié)能模式優(yōu)選地通過(guò)風(fēng)扇控制裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，節(jié)能模式特別是包括至少部分打開(kāi)的氣門位置和至少是被降低的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這個(gè)模式可根據(jù)參數(shù)如外部溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和行駛速度來(lái)啟動(dòng)，其中，通過(guò)至少是降低風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、優(yōu)選為將其降低到零來(lái)節(jié)約能源。
此外，在高速行駛的情況下，優(yōu)選地通過(guò)風(fēng)扇控制裝置來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速，這樣，風(fēng)扇所造成的空氣動(dòng)力的阻力就會(huì)盡可能地少，從而可以實(shí)現(xiàn)最大的冷卻效率。
另外，預(yù)熱模式優(yōu)選地通過(guò)風(fēng)扇控制裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，預(yù)熱模式特別是包括處于關(guān)閉位置的氣門和停止運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)。這樣，就可以通過(guò)簡(jiǎn)便的方式使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)迅速地達(dá)到運(yùn)行溫度，并將磨損降到最低。
此外，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)停止后的跟蹤模式優(yōu)選地通過(guò)風(fēng)扇控制裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使冷卻模塊得到冷卻，避免處于高溫狀態(tài)。特別具有優(yōu)點(diǎn)的是，對(duì)這種跟蹤模式的需求可通過(guò)風(fēng)扇控制裝置自動(dòng)識(shí)別。
在風(fēng)扇系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式中，通過(guò)編碼的信號(hào)來(lái)傳送氣門的規(guī)定位置及風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的規(guī)定轉(zhuǎn)速，這樣就可以將必需的信號(hào)線路的數(shù)量保持在較低的水平。在這里，具有優(yōu)點(diǎn)的是，編碼信號(hào)為脈寬調(diào)節(jié)信號(hào)，其中，第一脈寬范圍對(duì)應(yīng)于第一氣門位置，第二脈寬范圍對(duì)應(yīng)于第二氣門位置。此外具有優(yōu)點(diǎn)的是，一個(gè)脈寬區(qū)域?qū)?yīng)于可變的、取決于脈寬的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的規(guī)定轉(zhuǎn)速。總的來(lái)說(shuō)，在這里，通過(guò)少量的信號(hào)線路、理想情況下只通過(guò)一根信號(hào)線路就可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇系統(tǒng)和汽車之間或風(fēng)扇系統(tǒng)(例如帶兩個(gè)或更多風(fēng)扇的主—從系統(tǒng))的各模塊之間的通信。此外，這樣一種由信號(hào)傳輸特性決定的脈寬調(diào)節(jié)信號(hào)可以通過(guò)簡(jiǎn)單的方式與標(biāo)準(zhǔn)的總線系統(tǒng)如CAN總線或LIN總線一起使用。
本發(fā)明的目的由具有下述特征的、用于運(yùn)行風(fēng)扇系統(tǒng)的控制方法實(shí)現(xiàn)。
具有優(yōu)點(diǎn)的是，通過(guò)這一方法可以實(shí)現(xiàn)氣門和風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單的同步控制。
參數(shù)優(yōu)選地包括汽車發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)的信息，而在非起動(dòng)狀態(tài)下則通過(guò)風(fēng)扇系統(tǒng)的跟蹤控制決定。這樣可以消除發(fā)動(dòng)機(jī)停止后高溫狀態(tài)的危險(xiǎn)。
此外，優(yōu)選在控制方法的進(jìn)程中對(duì)預(yù)熱模式進(jìn)行決定，其中，在預(yù)熱模式下，氣門被關(guān)閉，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。以這種方式可以使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)控制方法迅速地達(dá)到運(yùn)行溫度。
此外還可對(duì)節(jié)能模式進(jìn)行決定，其中，在節(jié)能模式下，氣門被打開(kāi)，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)至少以較低的功率運(yùn)行。
此外，還根據(jù)參數(shù)決定氣門的規(guī)定位置和風(fēng)扇規(guī)定轉(zhuǎn)速，其中，一種可能的決定包括風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的規(guī)定轉(zhuǎn)速，它處于零到最大轉(zhuǎn)速之間。這樣，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的能量消耗可以優(yōu)化地與所需的冷卻效率相配合，并且可以避免有時(shí)會(huì)出現(xiàn)的冷卻過(guò)度的情況。
上述方法步驟優(yōu)選地以子程序的型式組成可調(diào)用的控制流程，其中，子程序從特別是主程序的循環(huán)中調(diào)用。通過(guò)這種程序上的安排，可以方便地持續(xù)配合變化了的冷卻要求。
此外，在本發(fā)明的控制方法中優(yōu)選地規(guī)定，風(fēng)扇系統(tǒng)可由汽車的啟動(dòng)信號(hào)起動(dòng)。這可以通過(guò)接通電源電壓或通過(guò)特別的總線信號(hào)進(jìn)行。特別優(yōu)選的是，在起動(dòng)后可由汽車進(jìn)行控制系統(tǒng)的編程。這樣，具有集成控制方法的風(fēng)扇系統(tǒng)可以特別方便地配合不同的汽車。
在本發(fā)明的控制方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式中，具有第一控制電子元件的第一風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)作為主系統(tǒng)被啟動(dòng)，而至少一個(gè)具有第二控制電子元件的第二風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)則作為從系統(tǒng)被啟動(dòng)，其中，這兩個(gè)主或從系統(tǒng)中的一個(gè)從另外一個(gè)系統(tǒng)獲得運(yùn)行數(shù)據(jù)，另一個(gè)系統(tǒng)則是從汽車獲得運(yùn)行數(shù)據(jù)。此外，優(yōu)選的是，在周期性的控制循環(huán)過(guò)程中，具有第一控制電子元件的第一風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)被識(shí)別為主系統(tǒng)，而至少一個(gè)具有第二控制電子元件的第二風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)被識(shí)別為從系統(tǒng)，其中，這兩個(gè)主或從系統(tǒng)中的一個(gè)從另外一個(gè)系統(tǒng)獲得運(yùn)行數(shù)據(jù)，另一個(gè)系統(tǒng)則是從汽車獲得運(yùn)行數(shù)據(jù)。這樣，就可以容易對(duì)若干并行的、準(zhǔn)獨(dú)立系統(tǒng)(風(fēng)扇和氣門)進(jìn)行控制，其中，還可設(shè)有應(yīng)急模式或故障管理，它在一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)至少通過(guò)另一個(gè)系統(tǒng)控制冷卻，同時(shí)在必要的情況下將功能和冷卻效率降低的情況反饋給汽車。
在一個(gè)替代實(shí)施形式中，具有第一控制電子元件的第一風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)作為主系統(tǒng)被啟動(dòng)，而至少一個(gè)具有第二控制電子元件的第二風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)則作為從系統(tǒng)被啟動(dòng)，其中，主或從系統(tǒng)這兩個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)都與汽車交換運(yùn)行數(shù)據(jù)。這樣，兩個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)從汽車接受運(yùn)行數(shù)據(jù)，并且每個(gè)電動(dòng)機(jī)自身與汽車通信或?qū)⒏鲾?shù)據(jù)反饋給汽車。通過(guò)主/從編碼確定分配給各電動(dòng)機(jī)的地址，電動(dòng)機(jī)以這個(gè)地址將它的數(shù)據(jù)傳輸給汽車。按照總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這將改善其冗余，并在故障情況下有利于故障或應(yīng)急程序的執(zhí)行。
通常優(yōu)選的是，風(fēng)扇系統(tǒng)的故障管理可被激活。
特別優(yōu)選的是，由本發(fā)明的控制方法進(jìn)行控制的風(fēng)扇系統(tǒng)是前述的風(fēng)扇系統(tǒng)。
從所實(shí)現(xiàn)的裝置角度來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的控制方法包括控制電子元件，它具有由程序控制的處理器，在這里，根據(jù)前述的控制方法由程序?qū)崿F(xiàn)。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征見(jiàn)下面所述的實(shí)施例及從屬權(quán)利要求。


下面通過(guò)兩個(gè)實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。其中，圖1是帶行車風(fēng)開(kāi)口的風(fēng)扇外罩示意圖，其中，開(kāi)口可被圖未示的百葉窗式氣門封閉；圖2是風(fēng)扇系統(tǒng)的電路圖；圖3是用來(lái)說(shuō)明控制基本結(jié)構(gòu)的流程圖；圖4中是同步傳送風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和氣門位置的規(guī)定值的信號(hào)傳輸特性圖。
具體實(shí)施例方式
按照本發(fā)明的實(shí)施例，風(fēng)扇系統(tǒng)具有兩個(gè)風(fēng)扇1、2和驅(qū)動(dòng)它們的兩個(gè)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)1a、2a，它們是兩個(gè)無(wú)刷風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)，而對(duì)于每個(gè)氣門(這里是百葉窗式氣門)系統(tǒng)則具有分別具有執(zhí)行元件3、4。百葉窗式氣門沒(méi)有具體顯示，但是可以看出與執(zhí)行元件3、4相連的機(jī)械傳動(dòng)元件3a、4a及氣門的導(dǎo)向件5。
在結(jié)構(gòu)上，每個(gè)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)1a、2a的內(nèi)部具有硬件，它可通過(guò)插頭連接1b、2b直接與所對(duì)應(yīng)的執(zhí)行元件相連，并對(duì)其直接控制(見(jiàn)圖2)。在這里，用于控制各執(zhí)行元件3、4的電子電路，與用于控制風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)1a、2a的電路處于相同的外殼內(nèi)，特別是風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)1a、2a的外殼內(nèi)。對(duì)于汽車的其它部分，風(fēng)扇1、2分別通過(guò)接口6、7與汽車其它部分的電子系統(tǒng)相連。
這里設(shè)有自動(dòng)的主/從電動(dòng)機(jī)識(shí)別和通信，兩個(gè)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)中一個(gè)通過(guò)插接連接而編碼并因此作為主電動(dòng)機(jī)。按照這個(gè)實(shí)施例(主流變型)，主電動(dòng)機(jī)只與汽車側(cè)的電子系統(tǒng)通信。第二個(gè)、未編碼的從電動(dòng)機(jī)未和汽車通信。在這里，兩個(gè)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的硬件和軟件在結(jié)構(gòu)上使主從自動(dòng)識(shí)別合為一體。
考慮到本發(fā)明中的硬件，在設(shè)計(jì)軟件算法時(shí)，要使得風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)在出現(xiàn)故障時(shí)能識(shí)別這一故障，而補(bǔ)充的并還具有有效功能的風(fēng)扇則可自行繼續(xù)工作。因此出現(xiàn)了冗余。同時(shí)，在一定的、預(yù)定的汽車運(yùn)行點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻還受到限制，而在其它的汽車運(yùn)行點(diǎn)則不會(huì)受到限制(故障—存儲(chǔ)模式)。兩個(gè)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)之間可以通過(guò)共同的總線系統(tǒng)(這里為CAN總線系統(tǒng))進(jìn)行通信。特別是在主電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，從電動(dòng)機(jī)可以轉(zhuǎn)為主電動(dòng)機(jī)或獨(dú)立地與汽車通信，從而在這種情況下仍能至少在局部進(jìn)行冷卻。
百葉窗式氣門的執(zhí)行元件和風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的控制邏輯如圖3中的流程圖所示，在這里，汽車側(cè)的控制系統(tǒng)也可使用相同的控制邏輯，即風(fēng)扇控制裝置可在那里集成。系統(tǒng)由汽車側(cè)的控制系統(tǒng)激活，例如通過(guò)主控制系統(tǒng)的信號(hào)，這個(gè)信號(hào)在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)發(fā)出；或者通過(guò)施加電壓，從此啟動(dòng)主程序并且系統(tǒng)進(jìn)入初始位置。此外，控制邏輯的編程(閃模式(Flash-Modus))可在之前進(jìn)行。這種編程可根據(jù)要求在啟動(dòng)后進(jìn)行，并包括例如風(fēng)扇系統(tǒng)電子元件的整個(gè)控制程序，或者只是一種特殊編程，例如在故障管理的情況下。
此外，在系統(tǒng)啟動(dòng)的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)為主電動(dòng)機(jī)或從電動(dòng)機(jī)。其優(yōu)點(diǎn)在于，電動(dòng)機(jī)包括它們的控制及編程可以是完全相同的，這樣就可以降低制造成本并減少備件的費(fèi)用。
隨后，用于控制和風(fēng)扇運(yùn)行的子程序作為循環(huán)的一部分啟動(dòng)，如圖3的右部所示。它將檢驗(yàn)系統(tǒng)是否激活。如果激活，那么則可出現(xiàn)不同的變型，取決于它是正常模式，還是預(yù)熱模式或節(jié)能模式，同時(shí)按照要求向風(fēng)扇電機(jī)和百葉窗式執(zhí)行元件送電(見(jiàn)圖3的下部)。如果不是，只要預(yù)先規(guī)定，則可采用跟蹤模式。
在跟蹤模式或系統(tǒng)停止的調(diào)用被拒絕時(shí)，則應(yīng)首先決定是否采用預(yù)熱模式，即當(dāng)汽車還沒(méi)達(dá)到運(yùn)行溫度時(shí)。如果采用預(yù)熱模式，那么氣門則被關(guān)閉，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)則被停止。
在其它情況下則根據(jù)運(yùn)行參數(shù)決定，是否采用節(jié)能模式。如果是，那么氣門則被打開(kāi)，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)則被停止，以便僅通過(guò)行車風(fēng)進(jìn)行冷卻。
如果沒(méi)有采用節(jié)能模式，那么則根據(jù)需求調(diào)節(jié)氣門和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，其中，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速也可以低于最大轉(zhuǎn)速。
在上面所述的決定中，運(yùn)行參數(shù)如冷卻液溫度及行駛速度作為自變量，以便從確定的數(shù)值矩陣中得出氣門位置和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的規(guī)定值。
在子程序結(jié)束之前或之后(這里為之前)，對(duì)兩個(gè)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)定，以確定風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)是主電動(dòng)機(jī)或從電動(dòng)機(jī)，是否相應(yīng)地與其它相應(yīng)的控制器進(jìn)行通信。此外，主電動(dòng)機(jī)與汽車側(cè)的控制系統(tǒng)通信，在這里，與冷卻需求和行駛速度有關(guān)的信號(hào)被傳輸?shù)街麟妱?dòng)機(jī)。
在子程序停止后，則根據(jù)控制器是屬于主電動(dòng)機(jī)還是屬于從電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。
在后一種情況中，通信是與主設(shè)備進(jìn)行的，以交換運(yùn)行數(shù)據(jù)。之后再次進(jìn)行之前所描述的循環(huán)(主/從識(shí)別和調(diào)出子程序)。
如果涉及到主電動(dòng)機(jī)的控制器，那么首先與從設(shè)備通信。然后確定故障管理的必要性，并且在出現(xiàn)故障或失效的情況下，必要時(shí)調(diào)出圖未示的特別程序。在無(wú)故障的正常情況下，接著與汽車通信，以便讀出至少一個(gè)、但通常來(lái)說(shuō)是多個(gè)運(yùn)行參數(shù)。在這里它是例如關(guān)于系統(tǒng)狀態(tài)(發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)/關(guān)閉)及行駛速度、外部溫度、冷卻液溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)功率和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式(如運(yùn)動(dòng)型或經(jīng)濟(jì)型)的數(shù)值。
按照實(shí)施例，設(shè)有兩個(gè)風(fēng)扇的特別調(diào)節(jié)，這兩個(gè)風(fēng)扇包括以管式風(fēng)扇(Rohrlüfter)為形式的風(fēng)扇和其所屬的百葉窗式氣門。圖1中是風(fēng)扇外罩，它的上部帶有矩形開(kāi)口便于氣流通過(guò)，這個(gè)開(kāi)口可被圖未示的百葉窗式氣門封閉。在這里，風(fēng)扇外罩沿行駛方向布置在散熱器之后(“吸入式風(fēng)扇布置”)。關(guān)于行駛速度的信號(hào)在這里來(lái)自汽車側(cè)的控制系統(tǒng)。在這種布置下，風(fēng)扇控制裝置必須保證，在行車風(fēng)足夠的情況下，風(fēng)扇保持關(guān)閉狀態(tài)，空氣可穿過(guò)開(kāi)口，而在汽車慢速行駛或停下時(shí)，風(fēng)扇啟動(dòng)，開(kāi)口關(guān)閉。
按照實(shí)施例的一個(gè)變型，為風(fēng)扇區(qū)域的氣流速度設(shè)有集成到風(fēng)扇系統(tǒng)中的傳感器，這樣，由于由于外部影響(例如，雖然汽車慢速行駛但前部來(lái)的風(fēng)很強(qiáng))而造成的故障，會(huì)出現(xiàn)在前面所述的控制系統(tǒng)中，在這里，這些故障可被避免，并且在這個(gè)方面，風(fēng)扇控制裝置獨(dú)立于汽車側(cè)的控制系統(tǒng)。
按照另一個(gè)變型，為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液設(shè)有溫度傳感器，它將測(cè)量值直接傳遞到風(fēng)扇控制裝置，從而可以按照需求對(duì)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)和氣門執(zhí)行元件進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，并且，在這個(gè)方面，系統(tǒng)也獨(dú)立于汽車側(cè)的控制系統(tǒng)。
圖4中所示是信號(hào)傳輸特性及它如何在本發(fā)明的控制裝置中可被編程，例如以固定的數(shù)值矩陣的形式。在這里，可以通過(guò)所示的信號(hào)傳輸特性對(duì)規(guī)定狀態(tài)中的氣門開(kāi)/閉進(jìn)行控制，以及對(duì)具有可連續(xù)設(shè)定的規(guī)定轉(zhuǎn)速的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，其中，同時(shí)只使用一個(gè)唯一的或?qū)ι鲜鲈?lái)說(shuō)是共同的脈寬調(diào)節(jié)信號(hào)。脈寬(TVin)可在0％到100％之間。在這里，0％到10％的脈寬對(duì)應(yīng)于處于靜止?fàn)顟B(tài)的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)和關(guān)閉的氣門。這對(duì)應(yīng)于預(yù)熱模式。在10％-11％的TVin范圍內(nèi)，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)關(guān)閉，氣門打開(kāi)，這可對(duì)應(yīng)于節(jié)能模式。在11％到90％的范圍內(nèi)，氣門關(guān)閉，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速位于技術(shù)上合理的最小值33％和最大轉(zhuǎn)速之間，線性地取決于脈寬。在90％到95％的范圍內(nèi)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速達(dá)到最大，而氣門則是在93％到94％的范圍內(nèi)打開(kāi)，在其它情況下則是關(guān)閉。在95％到100％的TVin范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)再次停止，氣門也關(guān)閉。通過(guò)這種方式，以單維的信號(hào)傳輸特性或唯一的脈寬調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)整個(gè)適合于運(yùn)行的組合進(jìn)行編碼。
這種信號(hào)傳輸特性可用于主電動(dòng)機(jī)和汽車之間的通信，也可用于主電動(dòng)機(jī)和從電動(dòng)機(jī)之間的通信。
權(quán)利要求
1.用于冷卻汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇系統(tǒng)，具有至少一個(gè)帶風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)(1a、2a)的風(fēng)扇(1、2)、一個(gè)控制器和一個(gè)氣門執(zhí)行元件(3、4)，其特征在于，風(fēng)扇系統(tǒng)具有與其成為一體的風(fēng)扇控制裝置，它獨(dú)立地控制風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)(1a、2a)和氣門執(zhí)行元件(3、4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，風(fēng)扇控制裝置與汽車側(cè)的控制系統(tǒng)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，風(fēng)扇控制裝置基本上獨(dú)立于汽車側(cè)的控制系統(tǒng)，同時(shí)它從汽車側(cè)的控制系統(tǒng)接受接通和/或斷路信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，風(fēng)扇控制裝置基本上獨(dú)立于汽車側(cè)的控制系統(tǒng)，同時(shí)它從汽車側(cè)的控制系統(tǒng)接受與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻需求有關(guān)的信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2到4中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，風(fēng)扇控制裝置基本上獨(dú)立于汽車側(cè)的控制系統(tǒng)，同時(shí)它從汽車側(cè)的控制系統(tǒng)接受與行駛速度有關(guān)的信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2到5中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，風(fēng)扇控制裝置基本上獨(dú)立于汽車側(cè)的控制系統(tǒng)，同時(shí)它從汽車側(cè)的控制系統(tǒng)接受與空氣溫度有關(guān)的信號(hào)。
7.根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，風(fēng)扇控制裝置與至少一個(gè)冷卻液溫度傳感器和/或發(fā)動(dòng)機(jī)功率傳感器和/或風(fēng)扇區(qū)域的空氣流動(dòng)速度傳感器和/或空氣溫度傳感器相連，其中，傳感器的測(cè)量值用于風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)和氣門執(zhí)行元件的控制。
8.根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，風(fēng)扇控制裝置具有至少一個(gè)用于識(shí)別氣門或執(zhí)行元件位置的傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器作為集成到執(zhí)行元件控制裝置中的傳感器系統(tǒng)的組成部分。
10.根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，風(fēng)扇控制裝置布置在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)外殼之上或之中，并通過(guò)接口與汽車側(cè)的控制系統(tǒng)相連。
11.根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，風(fēng)扇控制裝置通過(guò)接口，特別是包括標(biāo)CAN總線或LIN總線的標(biāo)準(zhǔn)接口，與其余的汽車側(cè)的控制系統(tǒng)相連，在這里，參數(shù)傳輸和/或風(fēng)扇控制裝置的編程通過(guò)這個(gè)接口進(jìn)行。
12.根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)有內(nèi)部的風(fēng)扇—總線系統(tǒng)。
13.根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，為一個(gè)單機(jī)或一個(gè)主單元和一個(gè)或若干從單元設(shè)有自動(dòng)的控制器識(shí)別裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，在帶有兩個(gè)風(fēng)扇的風(fēng)扇系統(tǒng)中，設(shè)有故障—存儲(chǔ)模式，在主單元失靈的情況下，這個(gè)模式使得從單元自動(dòng)地繼續(xù)工作。
15.根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，風(fēng)扇系統(tǒng)具有兩個(gè)帶風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇和兩個(gè)氣門執(zhí)行元件，其中，采用相同的風(fēng)扇和執(zhí)行元件。
16.根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，節(jié)能模式通過(guò)風(fēng)扇控制裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中，節(jié)能模式包括至少部分打開(kāi)的氣門位置和至少是被降低的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
17.根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，在高速行駛的情況下，通過(guò)風(fēng)扇控制裝置來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速。
18.根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，預(yù)熱模式可通過(guò)風(fēng)扇控制裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中，預(yù)熱模式包括處于關(guān)閉位置的氣門和停止運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)。
19.根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)停止后的跟蹤模式通過(guò)風(fēng)扇控制裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
20.根據(jù)前面的權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)編碼的信號(hào)來(lái)傳送氣門的規(guī)定位置及風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的規(guī)定轉(zhuǎn)速。
21.根據(jù)權(quán)利要求21所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，編碼信號(hào)為脈寬調(diào)節(jié)信號(hào)，其中，第一脈寬范圍對(duì)應(yīng)于第一氣門位置，第二脈寬范圍對(duì)應(yīng)于第二氣門位置。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的風(fēng)扇系統(tǒng)，其特征在于，一個(gè)脈寬區(qū)域?qū)?yīng)于可變的、取決于脈寬的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的規(guī)定轉(zhuǎn)速。
23.用于冷卻汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇系統(tǒng)運(yùn)行的控制方法，包括以下步驟a.測(cè)定至少一個(gè)取決于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)；b.根據(jù)參數(shù)推導(dǎo)出氣門的規(guī)定位置及風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的規(guī)定轉(zhuǎn)速；c.對(duì)氣門進(jìn)行控制以達(dá)到規(guī)定位置，對(duì)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制以達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的控制方法，其特征在于，參數(shù)包括汽車發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)狀態(tài)的信息，而在非起動(dòng)狀態(tài)下則通過(guò)風(fēng)扇系統(tǒng)的跟蹤控制決定。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的控制方法，其特征在于，對(duì)預(yù)熱模式進(jìn)行決定，其中，在預(yù)熱模式下，氣門被關(guān)閉，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
26.根據(jù)權(quán)利要求23到25中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，對(duì)節(jié)能模式進(jìn)行決定，其中，在節(jié)能模式下，氣門被打開(kāi)，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)至少以較低的功率運(yùn)行。
27.根據(jù)權(quán)利要求23到26中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，對(duì)氣門的規(guī)定位置和風(fēng)扇的規(guī)定轉(zhuǎn)速進(jìn)行決定，其中，一種決定包括風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的規(guī)定轉(zhuǎn)速，處于零到最大轉(zhuǎn)速之間。
28.根據(jù)權(quán)利要求23到27中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，各方法步驟以子程序的型式組成可調(diào)用的控制流程，其中，子程序從循環(huán)中調(diào)用。
29.根據(jù)權(quán)利要求23到28中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，風(fēng)扇系統(tǒng)由汽車的啟動(dòng)信號(hào)起動(dòng)。
30.根據(jù)權(quán)利要求23到29中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，在起動(dòng)后由汽車進(jìn)行控制系統(tǒng)的編程。
31.根據(jù)權(quán)利要求23到30中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，具有第一控制電子元件的第一風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)作為主系統(tǒng)被啟動(dòng)，而至少一個(gè)具有第二控制電子元件的第二風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)則作為從系統(tǒng)被啟動(dòng)，其中，這兩個(gè)主或從系統(tǒng)中的一個(gè)從另外一個(gè)系統(tǒng)獲得運(yùn)行數(shù)據(jù)，另一個(gè)系統(tǒng)則是從汽車獲得運(yùn)行數(shù)據(jù)。
32.根據(jù)權(quán)利要求23到31中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，在周期性的控制循環(huán)過(guò)程中，具有第一控制電子元件的第一風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)被識(shí)別為主系統(tǒng)，而至少一個(gè)具有第二控制電子元件的第二風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)被識(shí)別為從系統(tǒng)，其中，這兩個(gè)主或從系統(tǒng)中的一個(gè)從另外一個(gè)系統(tǒng)獲得運(yùn)行數(shù)據(jù)，另一個(gè)系統(tǒng)則是從汽車獲得運(yùn)行數(shù)據(jù)。
33.根據(jù)權(quán)利要求23到30中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，具有第一控制電子元件的第一風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)作為主系統(tǒng)被啟動(dòng)，而至少一個(gè)具有第二控制電子元件的第二風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)則作為從系統(tǒng)被啟動(dòng)，其中，主或從系統(tǒng)這兩個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)都與汽車交換運(yùn)行數(shù)據(jù)。
34.根據(jù)權(quán)利要求23到33中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，風(fēng)扇系統(tǒng)的故障管理被激活。
35.根據(jù)權(quán)利要求23到34中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于，風(fēng)扇系統(tǒng)是根據(jù)權(quán)利要求1到22中任一項(xiàng)所述的風(fēng)扇系統(tǒng)。
36.用于冷卻汽車?yán)鋮s液的裝置，包括控制電子元件，它具有由程序控制的處理器，在這里，根據(jù)權(quán)利要求23到35中任一項(xiàng)所述的控制方法由程序?qū)崿F(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于冷卻汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有至少一個(gè)帶風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇、一個(gè)控制器和一個(gè)氣門執(zhí)行元件，本發(fā)明的風(fēng)扇系統(tǒng)具有與其成為一體的風(fēng)扇控制裝置，用于自動(dòng)控制風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)和氣門執(zhí)行元件。
文檔編號(hào)F01P5/04GK101080559SQ200580043053
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2005年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月15日
發(fā)明者托馬斯·比倫希, 馬丁·哈里希 申請(qǐng)人:貝洱兩合公司