具有电子换向马达和直流马达的发动机冷却双风扇系统及操作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种利用冷却风扇系统使发动机的热交换器冷却的方法；该方法包括：测量发动机冷却系统的状态、确定期望的风扇冷却需求。基于风扇冷却需求，风扇控制电路的作用是以EC冷却风扇的连续可变速度来选择性地控制电子换向（EC）马达以及控制DC冷却风扇的直流（DC）马达。DC马达被控制成：不使DC冷却风扇运行、使DC马达以第一预定运行速度运行、和使DC马达以与小于第一预定运行速度的第二DC马达速度信号相对应的第二预定运行速度而运行。用于确定风扇冷却需求的状态包括发动机冷却剂及车辆空气调节系统的制冷剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求于2014年6月26日提交的美国临时专利申请62/017532的优先权，该临时专利申请的全部内容以参考的方式并入本文中。
技术介绍
本专利技术涉及一种用于机动车辆的发动机冷却双风扇系统；该系统包括具有直流（DC）马达的第一冷却风扇、和具有电子换向（EC）马达的第二可变控制冷却风扇。这些风扇是用于冷却例如散热器的热交换器。在车辆冷却系统中，通常将风扇和马达的尺寸设计成在大部分的恶劣使用条件（例如，炎热天气、爬山、拖车牵引，等）下满足车辆的冷却需求。在大部分的行车条件下，车辆不要求用于冷却的冷却风扇和马达的满负荷运行，因此有利的是提供用于当无需满负荷时降低冷却风扇运行功率水平的一些方法。在较低功率下的运行减少电马达的能耗，减小由于风扇噪声所造成的烦恼，延长电马达的使用寿命，并且潜在地降低车辆的能耗。当可以连续地改变风扇速度时获得降低的风扇功率的最大益处，从而使风扇功率始终与车辆的风扇冷却需求相称。具有双风扇和马达的发动机冷却风扇（ECF）模块通常是使用于机动车辆。典型的DC马达的速度控制方法包括：可以独立地开启或关闭的两个单速DC马达、可以串联地连接从而使风扇以低速运行的两个DC马达、和可以利用串联电阻器以低速运行的一个或两个DC马达。这些方法导致固定的速度水平。在另一种布置中，可以利用脉冲宽度调制（PWM）速度控制器使一个或两个DC马达运行以实现可变速度控制。具有一对无电刷马达（也称为电子换向（EC）马达）的发动机冷却风扇模块是已知的，该模块是用于提供受控制的冷却。该布置提供两个冷却风扇的可变速度控制，从而导致相比DC马达更高的效率和更长的工作寿命。然而，EC马达明显地比DC马达更加昂贵。在一个已知的产品（BOSCH）中，DC马达和EC马达具备用于给双风扇提供动力的冷却风扇模块。DC马达和EC马达各自接收PWM驱动信号从而连续地改变各个风扇的速度。DE102008041236Al（在下文中是DE'236）公开了一种具有第一EC马达和第二DC马达的多风扇装置。在DE'236中，EC马达能够被可变地控制，从无旋转到最大速度，并且DC马达仅是只以全速运行的开/关马达。因此，在运行中，存在其中风扇模块不能高效率地运行的情况，如下所述。本专利技术的一个目的是设计出一种发动机冷却双风扇系统，该系统提供全部或大部分的EC马达的益处，但与具有双EC马达的冷却风扇系统相比成本较低。
技术实现思路
本专利技术描述了一种具有一个EC马达和一个DC马达的发动机冷却风扇系统的构造，该构造提供大体上连续可变范围的经过冷却系统的空气流，由此提供大部分的双EC马达系统的益处，同时使用明显较低价的部件。在一个实施例中，用于车辆的冷却风扇系统包括：EC冷却风扇，该EC冷却风扇包括具有在限定范围内的连续可变速度的电子换向（EC）马达；DC冷却风扇，该DC冷却风扇包括具有第一预定运行速度和小于第一预定运行速度的第二预定运行速度的直流（DC）马达；和风扇控制电路，该风扇控制电路是用于响应于EC马达速度信号而控制EC马达的可变速度并且用于响应于第一DC马达速度信号和第二DC马达速度信号而控制DC马达。在一个实施例中，冷却风扇系统包括发动机冷却双风扇系统。在另一个实施例中，风扇控制电路包括与DC马达串联的电阻器，用于使DC马达以第二预定运行速度而运行。在一个实施例中，风扇控制电路包括：具有多个电枢绕组的DC马达；用于将DC马达的一个或多个电刷断开的断开电路；或者用于连接另外的电刷从而使DC马达以第一预定运行速度和第二预定运行速度而运行的连接电路。在一个实施例中，DC马达速度信号中的一个信号是由合并入发动机冷却系统和车辆空气调节系统的一个系统中的温度开关直接地提供。在另一个实施例中，第一DC马达速度信号是由合并入发动机冷却系统和车辆空气调节系统的一个系统中的温度开关直接地提供，第二DC马达速度信号是由合并入车辆空气调节系统中的压力开关直接地提供。一个实施例包括输出EC马达速度信号及第一和第二DC马达速度信号的发动机控制单元。在另一个实施例中，该发动机控制单元包括连接到电子风扇控制电路以提供EC马达速度信号的EC输出端口，其中该发动机控制单元包括独立的第一DC输出端口和第二DC输出端口，这两个输出端口连接到电子风扇控制电路以提供第一DC马达速度信号和第二DC马达速度信号，并且当发动机控制单元不提供第一DC马达速度信号且不提供第二DC马达速度信号时，DC马达处于关闭状态。在一个实施例中，EC冷却风扇和DC冷却风扇是在其中EC冷却风扇以大体上连续可变速度而运行且DC冷却风扇不运行的第一状态、其中EC冷却风扇以大体上连续可变速度运行且DC冷却风扇以第二预定运行速度运行的第二状态、和其中EC冷却风扇以大体上连续可变速度运行且DC冷却风扇以第一预定运行速度运行的第三状态中的一种状态中而运行。在一个实施例中，冷却风扇系统包括：用于提供发动机冷却剂温度的发动机冷却剂温度传感器；具有处理器的发动机控制单元，该发动机控制单元构造成：接收发动机冷却剂温度，确定发动机冷却剂的期望的冷却变化以实现风扇冷却需求的调整从而获得期望的冷却剂温度，并且基于风扇冷却需求的调整而生成EC马达速度信号和选自包括第一DC马达速度信号、第二DC马达速度信号、和无DC马达速度信号所组成的组群的一个信号。风扇控制电路还包括：构造成接收第一DC马达速度信号的第一继电器、构造成接收第二DC马达速度信号的第二继电器、和与DC马达串联的电阻器。在该实施例中，第一继电器响应于第一DC马达速度信号而提供功率给DC马达从而利用DC马达使DC冷却风扇以第一预定运行速度运行，第二继电器响应于第二DC马达速度信号而经由电阻器提供功率给DC马达从而利用DC马达使DC冷却风扇以第二预定运行速度运行。在另一个实施例中，本专利技术提供一种利用冷却风扇系统使车辆的热交换器冷却的方法，该方法包括：测量冷却系统的状态；确定热交换器的期望的冷却变化；基于期望冷却的变化，通过控制用于EC冷却风扇的连续可变速度的电子换向（EC）马达而控制风扇冷却需求；及选择性地控制DC冷却风扇的直流（DC）马达从而执行下列中的一个：不提供使DC冷却风扇运行的功率；使DC冷却风扇以与第一DC马达速度信号相对应的第一预定运行速度而运行并且使DC冷却风扇以与小于第一预定运行速度的第二DC马达速度信号相对应的第二预定速度而运行。一个实施例包括：测量冷却系统的状态，这些状态包括测量选自包括发动机冷却剂、发动机油、传动油、和车辆空气调节系统的制冷剂所组成组群的至少一个的温度；及测量车辆空气调节系统的制冷剂的压力。在一个实施例中，控制风扇冷却需求包括：在冷却风扇系统启动后的第一间断点处，大体上同时地将DC马达从不接收信号且不使DC冷却风扇运行变为给DC马达提供第二DC马达速度信号使DC冷却风扇以第二预定运行速度而运行，以及减小EC冷却风扇的可变速度从而大体上抵消DC冷却风扇的速度增加。在另一个实施例中，控制组合的风扇冷却需求包括：在其中EC冷却风扇和DC冷却风扇的风扇冷却需求在冷却风扇系统启动后增加超过第一间断点之后增加的另一个间断点处，大体上同时地将DC马达从给DC马达提供第二DC马达速度信号使DC冷却风扇以第二预定运行速度运行变为给DC马达提供第一DC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆的冷却风扇系统，包括：EC冷却风扇，所述EC冷却风扇包括具有在限定范围内的大体上连续可变的速度的电子换向（EC）马达；DC冷却风扇，所述DC冷却风扇包括具有第一预定运行速度和小于所述第一预定运行速度的第二预定运行速度的直流（DC）马达；和风扇控制电路，所述风扇控制电路用于响应于EC马达速度信号而控制所述EC马达的可变速度，并且用于响应于第一DC马达速度信号以所述第一预定运行速度控制所述DC马达及响应于第二DC马达速度信号以所述第二预定运行速度控制所述DC马达。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.26 US 62/0175321.一种用于车辆的冷却风扇系统，包括：EC冷却风扇，所述EC冷却风扇包括具有在限定范围内的大体上连续可变的速度的电子换向（EC）马达；DC冷却风扇，所述DC冷却风扇包括具有第一预定运行速度和小于所述第一预定运行速度的第二预定运行速度的直流（DC）马达；和风扇控制电路，所述风扇控制电路用于响应于EC马达速度信号而控制所述EC马达的可变速度，并且用于响应于第一DC马达速度信号以所述第一预定运行速度控制所述DC马达及响应于第二DC马达速度信号以所述第二预定运行速度控制所述DC马达。2.根据权利要求1所述的冷却风扇系统，其中，所述冷却风扇系统包括发动机冷却双风扇系统。3.根据权利要求1所述的冷却风扇系统，其中，所述风扇控制电路包括与所述DC马达串联的电阻器，用于使所述DC马达以所述第二预定运行速度运行。4.根据权利要求1所述的冷却风扇系统，其中，所述DC马达以所述第二预定运行速度运行是借助于以下而实现的：所述DC马达的多个电枢绕组、用于断开所述DC马达的一个或多个电刷的断开电路、或者用于连接另外的电刷从而使所述DC马达以所述第一预定运行速度和所述第二预定运行速度运行的连接电路。5.根据权利要求1所述的冷却风扇系统，其中，所述DC马达速度信号中的一个信号是由合并入发动机冷却系统和车辆空气调节系统中的一者或多者的一个或多个温度开关直接地提供。6.根据权利要求1所述的冷却风扇系统，其中，所述第一DC马达速度信号是由合并入选自包括发动机冷却系统、动力传动系冷却系统和车辆空气调节系统所组成的组群的一个中的温度开关直接地提供，并且所述第二DC马达速度信号是由合并入选自包括所述发动机冷却系统、所述动力传动系冷却系统和所述车辆空气调节系统所组成的组群的一个中的压力开关直接地提供。7.根据权利要求1所述的冷却风扇系统，包括发动机控制单元，并且其中所述EC马达速度信号及所述第一和第二DC马达速度信号由所述发动机控制单元输出。8.根据权利要求7所述的冷却风扇系统，其中，所述发动机控制单元包括EC输出端口，所述EC输出端口连接到所述电子风扇控制电路以提供所述EC马达速度信号，其中，所述发动机控制单元包括连接到所述电子风扇控制电路的独立的第一DC输出端口和第二DC输出端口，以提供所述第一DC马达速度信号和所述第二DC马达速度信号，并且其中，当所述发动机控制单元不提供第一DC马达速度信号和第二DC马达速度信号时，所述DC马达处于关闭状态。9.根据权利要求8所述的冷却风扇系统，其中，所述EC冷却风扇和所述DC冷却风扇是在以下状态中的一个状态下运行：第一状态，其中所述EC冷却风扇正在以大体上连续可变的速度运行并且所述DC冷却风扇不运行；第二状态，其中所述EC冷却风扇正在以大体上连续可变的速度运行并且所述DC冷却风扇正在以所述第二预定运行速度运行；和第三状态，其中所述EC冷却风扇正在以大体上连续可变速度运行并且所述DC冷却风扇正在以所述第一预定运行速度运行。10.根据权利要求1所述的冷却风扇系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：M索托尔，D尼戈尔斯基，S朱科夫斯基，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE