[发明专利]用于控制车辆冷却系统的冷却风扇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制车辆冷却系统的冷却风扇的方法和系统。

背景技术

车辆冷却系统可以包括各种冷却部件，例如，热交换器、散热器、冷却风扇和鼓风机、冷凝器、液体冷却液等。此外，冷却系统可以接收来自车辆前端的，例如，通过车辆或保险杠开口的冷却的进气，以帮助冷却发动机、传动机构和发动机舱内区域的其他部件。当车辆行驶时这种前端空气流可以增加空气阻力。

可以利用各种方法减少车辆空气阻力。一种示例性的方法由Harich等人在美国专利申请2008/0257286 A1中提出。在该申请中，根据发动机的工况，可以调节在车辆冷却系统的框架中的一个或多个百叶窗和可枢转的摆动门的开口，因而改变总的前端空气质量流。具体地说，通过根据发动机冷却需要，调节可变几何形状进气框架的摆动门和百叶窗，可以调节通过鼓风机和/或冷却液冷却器的冷却空气流。通过例如在外部空气低温状态期间限制百叶窗和/或摆动门，可以减少空气流和有关的空气阻力。

但是，本发明人已经认识到用这种方法的潜在问题。在一个示例中，当车辆行驶时，尽管对百叶窗和摆动门调节，但是一些空气仍然可以通过车辆的前端进入，并且转动冷却系统的无动力风扇的叶片。因而，相对于不是自由转动的静止风扇而言，自由转动的风扇可以降低冷却系统的阻力。当在其他情况下不想要冷却空气流时，这样产生的冷却空气流的增加可以导致增加的冷却阻力。因此，这可以增大车辆空气阻力，因而降低车辆性能和燃油经济性。

发明内容

因此，在一个示例中，上述一些问题可以通过控制车辆冷却系统的冷却风扇的方法来解决，该方法包括，在第一车辆运动状况期间，运行冷却风扇，而在第二车辆运动状况期间，对风扇选择地施加制动扭矩。该第一车辆运动状态可以包括需要来自冷却风扇的空气流辅助。该第二车辆运动状态可以包括不需要空气流辅助。例如，这样的方法可以与百叶窗或摆动门一起使用，或不与百叶窗或摆动门一起使用。

在一个示例中，在第一车辆运动状况期间，可以需要空气流辅助，例如，由于一个或多个发动机舱内的部件被加热到高于门限温度。例如，发动机冷却液温度可能高于门限温度，并且可以需要空气流辅助，以辅助散热器冷却该冷却液。因此，车辆冷却系统的冷却风扇可以通过采用来自发动机的动力被驱动。在第二车辆运动状态期间，可以不需要空气流辅助。此处，由于车辆的运动通过发动机舱内部件的空气流可以提供足够的空气流，因此不需要来自冷却风扇的附加的空气流辅助。因此风扇可以是“自由旋转”，即，风扇可以由于通过该风扇叶片的冲压空气流而旋转，并且可以不由发动机驱动。在这种自由旋转状态期间，发动机控制器可以对旋转的风扇叶片选择地施加制动扭矩，以停止或减少风扇旋转。

例如，在车辆速度高于最小速度并且冷却液温度低于下限温度状态期间，制动扭矩可以被选择地施加。在这里，较低的冷却液温度可以不需要来自冷却风扇的空气流辅助。但是，在车辆以较高速度运动时，自由旋转风扇的旋转可以增加对行驶车辆的阻力并降低燃料经济性。阻力也可以降低车辆性能。因此，在这种状态期间，可以对风扇施加制动扭矩以减小风扇旋转(例如，减小到最低速度或减小到停止)。可能时，通过选择地停止或减小风扇旋转，流过该风扇的空气流可以被减少，从而减少有关的空气阻力。在一个示例中，施加制动扭矩可以包括缩减电风扇电机的动力供应，从而使得由连接于自由旋转风扇的电机所产生的反电动势提供制动扭矩。在另一示例中，制动扭矩可以机械地施加，例如，利用掣爪或销子。而且，可以根据车辆工况调节制动扭矩。

在一个实施例中，其中施加制动扭矩包括响应于工况施加机械制动扭矩或电制动扭矩。

在另一个实施例中，施加制动扭矩包括响应于工况施加机械制动扭矩或电制动扭矩，其中该工况包括发动机温度、冷却液温度、发动机速度、车辆速度、发动机输出至少其中之一。

在另一个实施例中，施加制动扭矩包括响应于工况施加机械制动扭矩或电制动扭矩，其中所述工况包括发动机温度、冷却液温度、发动机速度、车辆速度、发动机输出至少其中之一，并且响应于工况施加制动扭矩包括，当车辆速度增加时增加制动扭矩，当发动机输出增加时增加制动扭矩，以及当发动机温度或冷却液温度升高时减少制动扭矩。

在另一个实施例中，其中施加制动扭矩包括响应于工况施加机械制动扭矩或电制动扭矩，并且施加机械制动扭矩包括使掣爪或销子接合旋转的风扇叶片。

在另一个实施例中，其中施加制动扭矩包括响应于工况施加机械制动扭矩或电制动扭矩，并且施加电制动扭矩包括使连接于风扇的电机的电路短路。