用于车辆发动机的多种热管理系统，这些系统包括多种混合动力型风扇驱动器，而这些混合动力型风扇驱动器具有多个粘性离合器和电动机，具体是无刷直流电机（BLDC）。一个实施方案将一种皮带轮驱动的、电控粘性离合器机构与一个内转子BLDC电机合并在一起。另一个实施方案包括一个安装在发动机曲轴上的电控粘性离合器机构，该粘性离合器机构带有一个束缚的电动机，具体是一个BLDC电机。一个进一步的实施方案是一个安装在发动机气缸体上的电控粘性离合器机构，该电控粘性离合器机构带有一个整合的外转子BLDC电机。
【技术实现步骤摘要】
本申请是于2010年10月15日提交的已进入中国国家阶段的PCT专利申请（中国国家申请号为201080045786.9，国际申请号为PCT/US2010/052854，专利技术名称为“带有电动机的混合动力型风扇驱动器”）的分案申请。
本专利技术涉及混合动力型驱动器，具体地是带有一个粘性离合器机构和一个电动机的风扇驱动器。
技术介绍
随着国家强制的燃油经济性和排放法规的不断地收紧，车辆生产商越发迫于压力而去寻找提高燃油经济性并且使内燃发动机的排放物降到最低的新技术。处于新型排放与燃油经济性技术前沿的是车辆动力传动系的电气化。对于传统上被直接与发动机速度相关联的动力传动系部件而言，电气化实现了多种复杂的控制选择。此外，混合动力化正引入新的燃料节省技术，例如起动/停止技术。这些动力传动系技术的变化具有对于先进的热管理系统的一种要求。发动机与变速器的摩擦、前端辅助驱动器（FEAD）的损失、发动机的预热、停机时的热浸、发动机的燃烧效率、发动机的可靠性、座舱的舒适度、电池的效率、电马达（eMotor）的效率、转换器的效率以及许多其他参数都直接或间接地受到发动机和动力传动系的热管理的影响。而且，电气化使得能够适配复杂的控制系统，在该控制系统中各个动力传动系部件具体地相对于热管理可以是单独控制的。这些热管理系统可以在其中起作用的领域之一涉及用于驱动冷却风扇的系统。冷却风扇久已被用于车辆发动机系统中，以便使空气穿过一个散热器从而使得发动机的冷却剂保持在一个可接受的温度极限内。用于这些风扇的驱动器对于发动机而言是一个附件，并且利用来自发动机的动力，因而影响发动机及车辆的动力和汽油里程比率。本专利技术的一个目的是提供一种改进的风扇驱动系统，这种风扇驱动系统是在现有风扇驱动系统上具体相对于提高燃油经济性并且降低不希望的排放物的一种改进。本专利技术的又一目标是提供一种混合动力型风扇驱动系统，这种混合动力型风扇驱动系统允许以电动和机械方式来运行风扇。
技术实现思路
本专利技术的优选实施方案包括多种混合动力型风扇驱动系统，这些混合动力型风扇驱动系统都具有机械控制和电子控制。这些风扇驱动器优选地使用一个电控粘性离合器机构用于可变地控制该机械式风扇的速度。该电驱动器优选地由一个电动机来运转，具体是一个无刷直流（BLDC）电机。本专利技术的一个实施方案将一种皮带轮驱动的、电控粘性离合器机构与一个内转子BLDC电机合并在一起。本专利技术的一个第二实施方案包括一个安装在发动机曲轴上的电控粘性离合器机构，该电控粘性离合器机构带有一个束缚的BLDC电机。本专利技术的一个第三实施方案包括一个安装在发动机气缸体上的电控粘性离合器机构，该离合器机构具有一个整合的外转子BLDC电机。当通过附图以及所附权利要求来考虑时，本专利技术的其他益处、特征和优点将从本专利技术的以下说明中变得清楚。附图说明图1展示了本专利技术的一个实施方案，该实施方案带有一个BLDC电机的皮带轮驱动的粘性离合器机构。图2展示了本专利技术的一个实施方案，该实施方案带有一个BLDC电机的一个安装在曲轴上的粘性离合器机构。图3展示了本专利技术一个实施方案，该实施方案带有一个外转子的BLDC电机的一个皮带轮驱动的粘性离合器机构。具体实施方式出于促进和理解本专利技术的原理的目的，现在将参见在图中所展示的这些实施方案并且将使用特定的语言对它们进行说明。尽管如此，应理解在此并不旨在限制本专利技术的范围。本专利技术包括在所展示的装置和所说明的方法中以及本专利技术的原理的进一步应用中的任何替代方案以及其他修改，这些将是在本专利技术所涉及的领域中的人员或者普通技术人员通常会想到的。本专利技术总体上涉及用于对发动机和车辆的热进行管理方面的混合动力型风扇驱动系统。这些风扇驱动系统主要被用于使得车辆发动机（尤其是内燃发动机）内冷却剂的温度维持在某些的范围内。本专利技术的优选实施方案包括与电驱动的风扇驱动系统组合的机械驱动的风扇驱动系统。虽然下面说明了本专利技术的三个不同的实施方案，但是本专利技术并不受限于这三个实施方案。当回顾这些实施方案，在本领域的技术人员的技术范围内利用一个离合器构件以及一个电动机（尤其一个BLDC电机）的混合动力型风扇驱动系统的其他实施方案都包括在本专利技术的范围内。在图1中示出了本专利技术的一个第一实施方案，并且总体上由参考号10表示。这个实施方案包括带有一个整合的无刷直流（BLDC）电机的一个皮带轮驱动的电粘性离合器。系统10被用于驱动一个冷却风扇12。系统10包括一个粘性离合器14和一个BLDC电机16，它们二者都被附接到一个安装支架或壳体20上或者它们都被包括这个安装支架或壳体中。粘性离合器14被定位在一个粘性离合器壳体22中。壳体22被附接到一个皮带轮构件24上，该皮带轮构件被适配成附接到一个蛇形附件皮带构件上，该蛇形附件皮带构件典型地被定位在车辆发动机的前面。皮带轮构件24和粘性离合器壳体22是通过轴承26而附接到处于静止的这个壳体或支架构件20上。壳体或支架构件20典型地被附接到车辆发动机的前面。粘性离合器壳体22以及皮带轮构件24以皮带轮的输入速度转动。风扇构件12被安装在纵向轴构件30上，该纵向轴构件通过一对轴承32和34被安装在该支架或者壳体20上。当启动了该粘性离合器时，该离合器将以所希望的速度来驱动这个风扇构件12，这个所希望的速度是将该发动机内的冷却剂维持在一个适当的温度范围内所需要的速度。一个单向轴承40是围绕轴构件30定位的并且被用于允许该粘性离合器仅在一个方向上转动。电动机16被连接到环绕这个轴构件30的一个单向轴承42上。该电动机包括一个定子构件44和一个转子构件45。该电动机可以是任何类型的电动机，例如步进电机或者其他电动机，不过优选的是一个无刷直流（BLDC）电机。单向轴承40和42可以是任何类型的常规单向轴承，例如楔块式支撑或滚子型轴承。该粘性离合器构件（通常称作电粘性（eViscous）离合器）可以是目前已知的电子粘性离合器的任何一种。例如，这些粘性离合器机构可以是美国专利号7,083,032、7,178,656或7,249,644中示出的那些。到该粘性离合器和电动机的电力是由电源52提供的。该离合器和电机的运行是由车辆的电控件54来控制的。多个传感器56对该电控件提供输入。这些传感器典型地输入发动机内冷却剂的温度。电控件54将电信号发送至电动机58以便控制电动机的运行，并且将电信号发送至螺线管59，该螺线管控制该粘性离合器的运行。如所表明的，多个单向离合器/轴承被用于将该BLDC转子和该粘性离合器转子连接到主轴30上，该风扇安装在该主轴上。这使得在电驱动时一个风扇轴能够超速运行该粘性离合器转子，并且同样地在机械驱动时超速运行该BLDC转子。这种粘性离合器偶联优选是常用于车辆冷却风扇的一种连接，在这种冷却风扇中扭矩是通过在一个相互交错的迷宫区域内的粘性流体的剪切而从该输入构件传递到该输出构件上的。离合器接合的量是通过对粘性流体在剪切区域内的量进行调节来电控制的。电流体调节是通过在已知的粘性风扇驱动器中目前所采用的任何本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种混合动力型风扇驱动系统，包括：一个风扇构件；一个粘性离合器机构，用于以一个预定的速度来转动所述风扇构件，以便为一个车辆发动机的冷却剂提供冷却；一个电动机，用于转动所述风扇构件；以及控制机构，用于选择性地运行所述粘性离合器构件和所述电动机来转动所述风扇构件，其中，所述风扇构件为车辆冷却风扇，在所述车辆冷却风扇中扭矩是通过在一个相互交错的迷宫区域内的粘性流体的剪切而从输入构件传递到输出构件上的，并且，所述混合动力型风扇驱动系统进一步包括粘性离合器转子和轴之间的单向轴承及电动机转子与轴之间的单向轴承。
【技术特征摘要】
2009.10.17 US 61/252662;2009.10.17 US 61/252664;201.一种混合动力型风扇驱动系统，包括：
一个风扇构件；
一个粘性离合器机构，用于以一个预定的速度来转动所述风扇构件，以便为一个车辆发动机的冷却剂提供冷却；
一个电动机，用于转动所述风扇构件；以及
控制机构，用于选择性地运行所述粘性离合器构件和所述电动机来转动所述风扇构件，
其中，所述风扇构件为车辆冷却风扇，在所述车辆冷却风扇中扭矩是通过在一个相互交错的迷宫区域内的粘性流体的剪切而从输入构件传递到输出构件上的，
并且，所述混合动力型风扇驱动系统进一步包括粘性离合器转子和轴之间的单向轴承及电动机转子与轴之间的单向轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：JL罗比，T布赫兹，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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