本申請要求于2014年6月26日提交的美國臨時專利申請62/017532的優(yōu)先權(quán)，該臨時專利申請的全部內(nèi)容以參考的方式并入本文中。

背景技術(shù)：

本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動車輛的發(fā)動機(jī)冷卻雙風(fēng)扇系統(tǒng)；該系統(tǒng)包括具有直流（DC）馬達(dá)的第一冷卻風(fēng)扇、和具有電子換向（EC）馬達(dá)的第二可變控制冷卻風(fēng)扇。這些風(fēng)扇是用于冷卻例如散熱器的熱交換器。

在車輛冷卻系統(tǒng)中，通常將風(fēng)扇和馬達(dá)的尺寸設(shè)計成在大部分的惡劣使用條件（例如，炎熱天氣、爬山、拖車牽引，等）下滿足車輛的冷卻需求。在大部分的行車條件下，車輛不要求用于冷卻的冷卻風(fēng)扇和馬達(dá)的滿負(fù)荷運(yùn)行，因此有利的是提供用于當(dāng)無需滿負(fù)荷時降低冷卻風(fēng)扇運(yùn)行功率水平的一些方法。在較低功率下的運(yùn)行減少電馬達(dá)的能耗，減小由于風(fēng)扇噪聲所造成的煩惱，延長電馬達(dá)的使用壽命，并且潛在地降低車輛的能耗。當(dāng)可以連續(xù)地改變風(fēng)扇速度時獲得降低的風(fēng)扇功率的最大益處，從而使風(fēng)扇功率始終與車輛的風(fēng)扇冷卻需求相稱。

具有雙風(fēng)扇和馬達(dá)的發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇（ECF）模塊通常是使用于機(jī)動車輛。典型的DC馬達(dá)的速度控制方法包括：可以獨(dú)立地開啟或關(guān)閉的兩個單速DC馬達(dá)、可以串聯(lián)地連接從而使風(fēng)扇以低速運(yùn)行的兩個DC馬達(dá)、和可以利用串聯(lián)電阻器以低速運(yùn)行的一個或兩個DC馬達(dá)。這些方法導(dǎo)致固定的速度水平。在另一種布置中，可以利用脈沖寬度調(diào)制（PWM）速度控制器使一個或兩個DC馬達(dá)運(yùn)行以實現(xiàn)可變速度控制。

具有一對無電刷馬達(dá)（也稱為電子換向（EC）馬達(dá)）的發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇模塊是已知的，該模塊是用于提供受控制的冷卻。該布置提供兩個冷卻風(fēng)扇的可變速度控制，從而導(dǎo)致相比DC馬達(dá)更高的效率和更長的工作壽命。然而，EC馬達(dá)明顯地比DC馬達(dá)更加昂貴。

在一個已知的產(chǎn)品（BOSCH）中，DC馬達(dá)和EC馬達(dá)具備用于給雙風(fēng)扇提供動力的冷卻風(fēng)扇模塊。DC馬達(dá)和EC馬達(dá)各自接收PWM驅(qū)動信號從而連續(xù)地改變各個風(fēng)扇的速度。

DE 102008041236 Al（在下文中是DE '236）公開了一種具有第一EC馬達(dá)和第二DC馬達(dá)的多風(fēng)扇裝置。在DE '236中，EC馬達(dá)能夠被可變地控制，從無旋轉(zhuǎn)到最大速度，并且DC馬達(dá)僅是只以全速運(yùn)行的開/關(guān)馬達(dá)。因此，在運(yùn)行中，存在其中風(fēng)扇模塊不能高效率地運(yùn)行的情況，如下所述。

本發(fā)明的一個目的是設(shè)計出一種發(fā)動機(jī)冷卻雙風(fēng)扇系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供全部或大部分的EC馬達(dá)的益處，但與具有雙EC馬達(dá)的冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)相比成本較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明描述了一種具有一個EC馬達(dá)和一個DC馬達(dá)的發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)的構(gòu)造，該構(gòu)造提供大體上連續(xù)可變范圍的經(jīng)過冷卻系統(tǒng)的空氣流，由此提供大部分的雙EC馬達(dá)系統(tǒng)的益處，同時使用明顯較低價的部件。

在一個實施例中，用于車輛的冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)包括：EC冷卻風(fēng)扇，該EC冷卻風(fēng)扇包括具有在限定范圍內(nèi)的連續(xù)可變速度的電子換向（EC）馬達(dá)；DC冷卻風(fēng)扇，該DC冷卻風(fēng)扇包括具有第一預(yù)定運(yùn)行速度和小于第一預(yù)定運(yùn)行速度的第二預(yù)定運(yùn)行速度的直流（DC）馬達(dá)；和風(fēng)扇控制電路，該風(fēng)扇控制電路是用于響應(yīng)于EC馬達(dá)速度信號而控制EC馬達(dá)的可變速度并且用于響應(yīng)于第一DC馬達(dá)速度信號和第二DC馬達(dá)速度信號而控制DC馬達(dá)。

在一個實施例中，冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)冷卻雙風(fēng)扇系統(tǒng)。在另一個實施例中，風(fēng)扇控制電路包括與DC馬達(dá)串聯(lián)的電阻器，用于使DC馬達(dá)以第二預(yù)定運(yùn)行速度而運(yùn)行。

在一個實施例中，風(fēng)扇控制電路包括：具有多個電樞繞組的DC馬達(dá)；用于將DC馬達(dá)的一個或多個電刷斷開的斷開電路；或者用于連接另外的電刷從而使DC馬達(dá)以第一預(yù)定運(yùn)行速度和第二預(yù)定運(yùn)行速度而運(yùn)行的連接電路。

在一個實施例中，DC馬達(dá)速度信號中的一個信號是由合并入發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)和車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個系統(tǒng)中的溫度開關(guān)直接地提供。在另一個實施例中，第一DC馬達(dá)速度信號是由合并入發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)和車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個系統(tǒng)中的溫度開關(guān)直接地提供，第二DC馬達(dá)速度信號是由合并入車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的壓力開關(guān)直接地提供。

一個實施例包括輸出EC馬達(dá)速度信號及第一和第二DC馬達(dá)速度信號的發(fā)動機(jī)控制單元。在另一個實施例中，該發(fā)動機(jī)控制單元包括連接到電子風(fēng)扇控制電路以提供EC馬達(dá)速度信號的EC輸出端口，其中該發(fā)動機(jī)控制單元包括獨(dú)立的第一DC輸出端口和第二DC輸出端口，這兩個輸出端口連接到電子風(fēng)扇控制電路以提供第一DC馬達(dá)速度信號和第二DC馬達(dá)速度信號，并且當(dāng)發(fā)動機(jī)控制單元不提供第一DC馬達(dá)速度信號且不提供第二 DC馬達(dá)速度信號時，DC馬達(dá)處于關(guān)閉狀態(tài)。

在一個實施例中，EC冷卻風(fēng)扇和DC冷卻風(fēng)扇是在其中EC冷卻風(fēng)扇以大體上連續(xù)可變速度而運(yùn)行且DC冷卻風(fēng)扇不運(yùn)行的第一狀態(tài)、其中EC冷卻風(fēng)扇以大體上連續(xù)可變速度運(yùn)行且DC冷卻風(fēng)扇以第二預(yù)定運(yùn)行速度運(yùn)行的第二狀態(tài)、和其中EC冷卻風(fēng)扇以大體上連續(xù)可變速度運(yùn)行且DC冷卻風(fēng)扇以第一預(yù)定運(yùn)行速度運(yùn)行的第三狀態(tài)中的一種狀態(tài)中而運(yùn)行。

在一個實施例中，冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)包括：用于提供發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度傳感器；具有處理器的發(fā)動機(jī)控制單元，該發(fā)動機(jī)控制單元構(gòu)造成：接收發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度，確定發(fā)動機(jī)冷卻劑的期望的冷卻變化以實現(xiàn)風(fēng)扇冷卻需求的調(diào)整從而獲得期望的冷卻劑溫度，并且基于風(fēng)扇冷卻需求的調(diào)整而生成EC馬達(dá)速度信號和選自包括第一DC馬達(dá)速度信號、第二DC馬達(dá)速度信號、和無DC馬達(dá)速度信號所組成的組群的一個信號。風(fēng)扇控制電路還包括：構(gòu)造成接收第一DC馬達(dá)速度信號的第一繼電器、構(gòu)造成接收第二DC馬達(dá)速度信號的第二繼電器、和與DC馬達(dá)串聯(lián)的電阻器。在該實施例中，第一繼電器響應(yīng)于第一DC馬達(dá)速度信號而提供功率給DC馬達(dá)從而利用DC馬達(dá)使DC冷卻風(fēng)扇以第一預(yù)定運(yùn)行速度運(yùn)行，第二繼電器響應(yīng)于第二DC馬達(dá)速度信號而經(jīng)由電阻器提供功率給DC馬達(dá)從而利用DC馬達(dá)使DC冷卻風(fēng)扇以第二預(yù)定運(yùn)行速度運(yùn)行。

在另一個實施例中，本發(fā)明提供一種利用冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)使車輛的熱交換器冷卻的方法，該方法包括：測量冷卻系統(tǒng)的狀態(tài)；確定熱交換器的期望的冷卻變化；基于期望冷卻的變化，通過控制用于EC冷卻風(fēng)扇的連續(xù)可變速度的電子換向（EC）馬達(dá)而控制風(fēng)扇冷卻需求；及選擇性地控制DC冷卻風(fēng)扇的直流（DC）馬達(dá)從而執(zhí)行下列中的一個：不提供使DC冷卻風(fēng)扇運(yùn)行的功率；使DC冷卻風(fēng)扇以與第一DC馬達(dá)速度信號相對應(yīng)的第一預(yù)定運(yùn)行速度而運(yùn)行并且使DC冷卻風(fēng)扇以與小于第一預(yù)定運(yùn)行速度的第二DC馬達(dá)速度信號相對應(yīng)的第二預(yù)定速度而運(yùn)行。

一個實施例包括：測量冷卻系統(tǒng)的狀態(tài)，這些狀態(tài)包括測量選自包括發(fā)動機(jī)冷卻劑、發(fā)動機(jī)油、傳動油、和車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制冷劑所組成組群的至少一個的溫度；及測量車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制冷劑的壓力。

在一個實施例中，控制風(fēng)扇冷卻需求包括：在冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)啟動后的第一間斷點處，大體上同時地將DC馬達(dá)從不接收信號且不使DC冷卻風(fēng)扇運(yùn)行變?yōu)榻oDC馬達(dá)提供第二DC馬達(dá)速度信號使DC冷卻風(fēng)扇以第二預(yù)定運(yùn)行速度而運(yùn)行，以及減小EC冷卻風(fēng)扇的可變速度從而大體上抵消DC冷卻風(fēng)扇的速度增加。

在另一個實施例中，控制組合的風(fēng)扇冷卻需求包括：在其中EC冷卻風(fēng)扇和DC冷卻風(fēng)扇的風(fēng)扇冷卻需求在冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)啟動后增加超過第一間斷點之后增加的另一個間斷點處，大體上同時地將DC馬達(dá)從給DC馬達(dá)提供第二DC馬達(dá)速度信號使DC冷卻風(fēng)扇以第二預(yù)定運(yùn)行速度運(yùn)行變?yōu)榻oDC馬達(dá)提供第一DC馬達(dá)速度信號使DC冷卻風(fēng)扇以第一預(yù)定運(yùn)行速度而運(yùn)行，以及減小EC冷卻風(fēng)扇的可變速度從而大體上抵消DC冷卻風(fēng)扇的第一預(yù)定運(yùn)行速度的增加。

在一個實施例中，熱交換器包括用于接收發(fā)動機(jī)冷卻劑的散熱器；在另一個實施例中，熱交換器包括用于接收來自車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制冷劑的冷凝器。

基于詳細(xì)說明和附圖，本發(fā)明的其它方面將變得清楚。

附圖說明

圖1示出了具有一對冷卻風(fēng)扇的發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)的俯視圖，其中兩個風(fēng)扇正在運(yùn)行。

圖2示出了具有一對冷卻風(fēng)扇的發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)的俯視圖，其中一個冷卻風(fēng)扇正在運(yùn)行。

圖3示出了包括EC馬達(dá)和DC馬達(dá)的發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)的示意性電路。

圖4示出了包括用于控制DC馬達(dá)的壓力開關(guān)和溫度開關(guān)的發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)的示意性電路。

圖5是發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)的運(yùn)行的流程圖。

圖6示出了發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)的DC馬達(dá)和EC馬達(dá)的運(yùn)行速度廓線的圖。

圖7示出了圖6的運(yùn)行速度廓線及現(xiàn)有技術(shù)裝置的電功率與風(fēng)扇冷卻需求的關(guān)系。

圖8示出了圖6的運(yùn)行速度廓線及現(xiàn)有技術(shù)裝置的風(fēng)扇噪聲與需求信號的關(guān)系。

具體實施方式

在詳細(xì)地說明本發(fā)明的任何實施例之前，應(yīng)理解的是本發(fā)明的應(yīng)用并非局限于在以下描述中所陳述或者在以下附圖中所示出的各部件的結(jié)構(gòu)和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明可以具有其它實施例并且以各種方式實施或執(zhí)行。

圖1示出了發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)8的簡圖，該系統(tǒng)8包括用于空氣調(diào)節(jié)（AC）系統(tǒng)的冷凝器9和車輛動力傳動系的散熱器10，其用于輸送被輸送至車輛發(fā)動機(jī)11和從其中輸出的發(fā)動機(jī)冷卻劑?？上氲狡渌鼰峤粨Q器。此外，圖1示出了具有電子換向（EC）馬達(dá)14和風(fēng)扇葉片15的第一內(nèi)部冷卻風(fēng)扇。在下文中，將第一冷卻風(fēng)扇視為EC冷卻風(fēng)扇12。

此外，在圖1中，內(nèi)部第二冷卻風(fēng)扇包括直流（DC）馬達(dá)18和風(fēng)扇葉片19。在下文中，將該內(nèi)部第二冷卻風(fēng)扇視為DC冷卻風(fēng)扇16。發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇模塊被護(hù)罩20所限定，該護(hù)罩20包圍并支撐具有單獨(dú)的馬達(dá)的兩個冷卻風(fēng)扇12、16。EC冷卻風(fēng)扇12和DC冷卻風(fēng)扇16被安裝在位于殼體內(nèi)的單獨(dú)的護(hù)罩中或者在單個共用的護(hù)罩20中。圖1還示出了經(jīng)過各元件到達(dá)發(fā)動機(jī)11的空氣流21的路徑。在圖1中，由EC冷卻風(fēng)扇12和DC冷卻風(fēng)扇16以可變流率而驅(qū)動空氣流21經(jīng)過用于車輛加熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)（HVAC）系統(tǒng)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的空氣調(diào)節(jié)（A/C）制冷劑的冷凝器9并且經(jīng)過用于使發(fā)動機(jī)冷卻劑冷卻的散熱器10。

圖2是圖1中所示的俯視圖，除了以下不同：EC冷卻風(fēng)扇12正在運(yùn)行同時DC冷卻風(fēng)扇16不在運(yùn)行。此外，在圖2中，包括發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)8的車輛不處于移動狀態(tài)，例如車輛的發(fā)動機(jī)在停止信號燈處怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)具有發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)8的車輛不處于移動狀態(tài)且DC馬達(dá)18不正在運(yùn)行時，沿空氣流21的路徑被加熱的經(jīng)由EC冷卻風(fēng)扇12進(jìn)入發(fā)動機(jī)艙的部分空氣沿空氣流22的路徑返回至散熱器10和冷凝器9。經(jīng)加熱空氣流22在向后方向的返回不利于冷凝器9和散熱器10的冷卻。

圖3示出了發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)8的示意性電路24。該示意性電路24包括壓力傳感器26，例如用于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的A/C制冷劑壓力傳感器。該示意性電路24還包括溫度傳感器28，例如發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度傳感器或者用于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的A/C制冷劑溫度傳感器。溫度傳感器28也可包括一個或多個的發(fā)動機(jī)油溫度和傳動油溫度傳感器。另外的傳感器可將用于車輛速度的信號提供給發(fā)動機(jī)控制單元（ECU）30。充電狀態(tài)傳感器是用于將插電式混合動力電動汽車（PHEV）或電動汽車（EV）的電池充電狀態(tài)提供給ECU 30。

圖3還示出了具有多個輸入端和輸出端的ECU 30。在一些實施例中，ECU 30包括處理器32，該處理器32具有存儲于例如只讀存儲器（ROM）的存儲模塊中的可執(zhí)行程序。ECU 30還包括例如隨機(jī)存取存儲器（RAM）的存儲器，用于存儲經(jīng)由通信總線或其它通信介質(zhì)從壓力傳感器26和溫度傳感器28中所接收的信息。ECU 30可包括非暫時性計算機(jī)可讀存儲模塊，例如易失性存儲器、非易失性存儲器、或其組合，并且在各種結(jié)構(gòu)中也可存儲操作系統(tǒng)軟件、應(yīng)用程序/指令數(shù)據(jù)、及其組合。雖然在本文中關(guān)于發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)8進(jìn)行描述，但ECU 30也控制車輛的發(fā)動機(jī)11。

ECU 30具有用于接收來自壓力傳感器26和溫度傳感器28的信號的輸入端口。其它輸入端口可以接收來自多個壓力傳感器26、多個溫度傳感器28、車輛速度傳感器（未圖示）和電池充電狀態(tài)傳感器的信號。ECU 30具有第一DC輸出端口，用以提供第一DC馬達(dá)速度信號從而使DC馬達(dá)18以第一預(yù)定運(yùn)行速度而運(yùn)行。ECU 30具有獨(dú)立的第二DC輸出端口，用以提供第二DC馬達(dá)速度信號從而使DC馬達(dá)18以小于第一預(yù)定運(yùn)行速度的第二預(yù)定運(yùn)行速度而運(yùn)行。ECU 30還包括用于將EC速度信號提供給EC馬達(dá)14的EC輸出端口。

圖3的示意性電路24還示出了風(fēng)扇控制電路36，該電路36 包括EC冷卻風(fēng)扇12的電子換向（EC）馬達(dá)14。EC馬達(dá)14是電子換向類型，具有在限定范圍內(nèi)大體上連續(xù)可變的速度。DC冷卻風(fēng)扇16的直流（DC）電機(jī)18通常是DC電刷類型的馬達(dá)。

圖3示出了用于將EC馬達(dá)速度信號V1從ECU 30提供給EC馬達(dá)14的EC通信線路40。圖3示出了另一個高速DC通信線路42，用于將第一DC馬達(dá)速度信號K1提供給第一繼電器46。第一DC馬達(dá)速度信號K1關(guān)閉第一繼電器46從而將最大電壓或功率提供給DC冷卻風(fēng)扇16的DC馬達(dá)18。該最大電壓或功率轉(zhuǎn)移至以第一預(yù)定最大運(yùn)行速度運(yùn)行的DC冷卻風(fēng)扇16。

此外，圖3示出了用于將第二DC馬達(dá)速度信號K2提供給繼電器50的低速DC通信線路48。該第二DC馬達(dá)速度信號K2關(guān)閉第二繼電器50從而將電壓或功率經(jīng)由與DC馬達(dá)18串聯(lián)的電阻器52提供給DC馬達(dá)18，由此減小提供給DC馬達(dá)18的輸入電壓。因此，第二DC馬達(dá)速度信號K2導(dǎo)致小于第一預(yù)定運(yùn)行速度的DC冷卻風(fēng)扇16的第二預(yù)定運(yùn)行速度?？稍O(shè)置另外的繼電器和電阻器，用以提供DC冷卻風(fēng)扇16的另外的運(yùn)行速度。

來自ECU 30的EC馬達(dá)速度信號V1及DC馬達(dá)速度信號K1、K2被共同地稱為需求信號或風(fēng)扇速度需求。信號V1、K1、K2是由發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)8的風(fēng)扇冷卻需求所產(chǎn)生。

其它布置可用于實現(xiàn)DC馬達(dá)18以多個固定速度而運(yùn)行。這種布置包括但不限于：設(shè)置多個電樞繞組、用于將一個或多個電刷與DC馬達(dá)18斷開的斷開電路、和用于連接另外的電刷以便使DC馬達(dá)18運(yùn)行的連接電路。

圖4示出了發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)8的另一個實施例的示意性電路54。與圖3中所示出的示意性電路24相似的元件具有相同的附圖標(biāo)記，因此關(guān)于這些元件的描述是不必要的。該示意性電路54包括壓力開關(guān)56（例如A/C制冷劑壓力開關(guān)）、和溫度開關(guān)58（例如A/C制冷劑溫度開關(guān)）。

在一個實施例中，將溫度開關(guān)58合并入發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)和車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個系統(tǒng)中用以在圖4的示意性電路54中直接地提供DC馬達(dá)速度信號K1，同時將壓力開關(guān)56合并入發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)和車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個系統(tǒng)中用以直接地提供第二DC馬達(dá)速度信號K2。

在另一個實施例中，示意性電路54的溫度開關(guān)58是用于感測預(yù)定發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度開關(guān)。溫度開關(guān)58被合并入發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)和車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個系統(tǒng)中，并且直接地提供DC馬達(dá)速度信號中的一個信號。

圖5是說明用于發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)8的運(yùn)行的程序或算法的流程圖60。圖6示出了用于EC馬達(dá)14的風(fēng)扇速度及DC馬達(dá)18的運(yùn)行風(fēng)扇速度廓線的實施例的圖70。控制EC馬達(dá)14和DC馬達(dá)18的方法是通過限定作為風(fēng)扇冷卻需求的函數(shù)的空氣流或電功率的目標(biāo)廓線并且然后確定兩個冷卻風(fēng)扇12、16的操作狀態(tài)（速度設(shè)置）從而大致地獲得目標(biāo)廓線而確立。所形成的風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)的圖是如圖6中所示的冷卻風(fēng)扇12、16的“運(yùn)行廓線”。該運(yùn)行廓線可結(jié)合預(yù)計的或?qū)嶋H的車輛冷卻需求廓線（例如，用于典型的行駛循環(huán)）而確定，從而使在所有行駛條件中所消耗的總能量最小化。

圖7示出了用于作為與如圖6中所示目標(biāo)廓線相對應(yīng)的風(fēng)扇冷卻需求的函數(shù)的兩個冷卻風(fēng)扇12、16的電功率的圖80。

操作

在圖5中所示的流程圖60中，在第一步驟62，車輛運(yùn)行狀態(tài)（壓力、溫度、車輛速度、和電池充電狀態(tài)）被感測并且被提供給ECU 30的處理器32。程序前進(jìn)到步驟64。

在步驟64，ECU 30的處理器32構(gòu)造成確定EC馬達(dá)14與DC馬達(dá)18組合的風(fēng)扇冷卻需求，在一個實施例中該風(fēng)扇冷卻需求與當(dāng)使每個EC馬達(dá)14和DC馬達(dá)18以最大功率運(yùn)行時的最大可能冷卻輸出的百分率相對應(yīng)。處理器32前進(jìn)到步驟66。

在步驟66，ECU 30調(diào)整EC馬達(dá)速度信號V1，并且將DC馬達(dá)速度信號K1、K2提供給風(fēng)扇控制電路36，或者不將馬達(dá)速度信號提供給風(fēng)扇控制電路36。響應(yīng)于EC馬達(dá)速度信號V1，而驅(qū)動EC馬達(dá)14。響應(yīng)于DC馬達(dá)速度信號K1、K2或者無馬達(dá)速度信號，風(fēng)扇控制電路36選擇性地驅(qū)動DC馬達(dá)18。風(fēng)扇冷卻需求導(dǎo)致用于EC冷卻風(fēng)扇12的EC馬達(dá)14和DC冷卻風(fēng)扇16的DC馬達(dá)18的適當(dāng)?shù)膯为?dú)風(fēng)扇速度。

如圖6的圖70中所示，就段3或第三狀態(tài)3而言，DC馬達(dá)處于關(guān)閉狀態(tài)，并且當(dāng)風(fēng)扇冷卻需求出現(xiàn)時EC馬達(dá)14以大約600 rpm的最小風(fēng)扇速度而運(yùn)行。在間斷點2處，ECU 30提供第二DC馬達(dá)速度信號K2因此DC馬達(dá)18以第二預(yù)定運(yùn)行速度而運(yùn)行，并且減小EC馬達(dá)14的EC馬達(dá)速度信號V1從而降低EC冷卻風(fēng)扇12的風(fēng)扇速度。圖7表明在間斷點2處，提供給一對EC馬達(dá)14和DC馬達(dá)18的電功率增加到大約120瓦。然后處理器32返回到步驟62。

此后，程序重復(fù)步驟62、64、66以從EC冷卻風(fēng)扇12和DC冷卻風(fēng)扇16提供適當(dāng)?shù)睦鋮s輸出，從而與風(fēng)扇冷卻需求相對應(yīng)。當(dāng)在步驟64確定其它風(fēng)扇冷卻需求時，在步驟66增大冷卻風(fēng)扇12和16的風(fēng)扇速度，如下所述。如圖6中所示，在段2或第二狀態(tài)2中，ECU 30維持第二DC馬達(dá)速度信號K2從而使DC馬達(dá)18以圖6中的虛線所表示的大體上恒定的第二預(yù)定運(yùn)行速度而運(yùn)行，同時增大EC馬達(dá)速度信號V1從而增加圖6中實線所表示的EC馬達(dá)14的大體上連續(xù)可變的速度。

當(dāng)需要其它風(fēng)扇冷卻需求時，隨著程序重復(fù)步驟62、64、66，程序到達(dá)如圖6和圖7中所示的間斷點1。在間斷點1處，ECU 30輸出第一DC馬達(dá)速度信號K1并且DC馬達(dá)18轉(zhuǎn)變到第一預(yù)定最大運(yùn)行速度。ECU 30將EC馬達(dá)速度信號V1大體上同時地輸出至EC馬達(dá)14，由此減小提供給EC馬達(dá)14的功率并且降低運(yùn)行速度或中止EC馬達(dá)14的運(yùn)行。因此，提供給EC馬達(dá)14的功率的減小使EC馬達(dá)14的運(yùn)行速度減小，這大體上抵消DC馬達(dá)18的速度增加。圖7示出了在間斷點1處EC馬達(dá)14與DC馬達(dá)18的風(fēng)扇電功率的總體增加以及此后前進(jìn)進(jìn)入段1或第一狀態(tài)1。此后，風(fēng)扇冷卻需求的增加使EC馬達(dá)速度信號V1增大從而使EC馬達(dá)14以最大風(fēng)扇速度運(yùn)行。

綜上所述，在一個實施例中，在步驟64，處理器32構(gòu)造成確定發(fā)動機(jī)冷卻劑的期望的冷卻變化，從而實現(xiàn)風(fēng)扇冷卻需求的調(diào)整以獲得期望的冷卻劑溫度。在步驟66，處理器32基于風(fēng)扇冷卻需求的調(diào)整而生成EC馬達(dá)速度信號V1及選自第一DC馬達(dá)速度信號K1、第二DC馬達(dá)速度信號K2、和無DC馬達(dá)速度信號所組成的組群中的一個信號。

此后，在步驟64當(dāng)ECU 30要求額外的冷卻時，在段1內(nèi)增加EC馬達(dá)14的運(yùn)行速度直到獲得100%的最大風(fēng)扇冷卻需求或者用于提供必需的冷卻的其它目標(biāo)值。

除了如下所述之外，圖4中所示的示意性電路54以與上面關(guān)于圖5所描述的布置類似的方式而運(yùn)行。如在圖3的實施例中，由ECU 30基于來自壓力傳感器26和來自溫度傳感器28的輸入中的至少一個而控制EC馬達(dá)14的運(yùn)行速度。然而，通過具有作用是關(guān)閉繼電器50并將第二預(yù)定運(yùn)行速度提供給DC馬達(dá)18的壓力開關(guān)56，而簡化圖4實施例的運(yùn)行。因此，壓力開關(guān)56觸發(fā)第二間斷點。此外，溫度開關(guān)58的作用是關(guān)閉繼電器46并將最大電壓提供給DC馬達(dá)18，從而產(chǎn)生DC馬達(dá)的最大第一預(yù)定運(yùn)行速度。因此，在圖4的布置中，ECU 30不確定信號K1、K2并將信號K1、K2提供給DC馬達(dá)18的繼電器。

與現(xiàn)有技術(shù)布置的比較

圖7和圖8示出了圖3的布置與兩個現(xiàn)有技術(shù)布置的比較。如上所述，圖7示出了用于相應(yīng)的馬達(dá)14、18的電功率與期望的風(fēng)扇冷卻需求的關(guān)系的圖80。圖8示出了在各種風(fēng)扇冷卻需求百分率處一對冷卻風(fēng)扇12、16的噪聲輸出的圖90。噪聲是在冷卻風(fēng)扇12、16在車輛或在車輛發(fā)動機(jī)艙中的安裝位置的上游或向前兩米的距離處而測得的。

在圖7和圖8中，還繪出了與在現(xiàn)有技術(shù)DE '236中所公開和示出的布置的等同物，以便與本發(fā)明的實施例進(jìn)行比較。在圖7中，DE '236的電功率與風(fēng)扇冷卻需求的關(guān)系是用短虛線圖線來表示。從0%到間斷點2以及從間斷點1到100%的風(fēng)扇冷卻需求，該短虛線與用于本發(fā)明的EC馬達(dá)14和DC馬達(dá)18的實線相當(dāng)。因此，運(yùn)行中的差異是在間斷點1與間斷點2之間，其中本發(fā)明中所公開的實施例使用較少的電動率而提供更好的風(fēng)扇冷卻。在圖8中，DE '236的圖線再次是以短虛線而提供，并且在冷卻需求的從0%到間斷點2以及從間斷點1到100%與本發(fā)明的EC馬達(dá)和DC馬達(dá)的實施例的圖線相當(dāng)，在此處EC馬達(dá)14和DC馬達(dá)18是以最大速度運(yùn)行。

圖7和圖8中的陰影或交叉陰影區(qū)代表其中DE '236的DC馬達(dá)必須在車輛正處于靜止?fàn)顟B(tài)的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)并且EC馬達(dá)14將空氣流21經(jīng)過冷凝器9、散熱器10和EC冷卻風(fēng)扇12提供至發(fā)動機(jī)艙中的情況下而運(yùn)行的狀態(tài)，使該空氣流21返回，如代表經(jīng)加熱空氣流22在相反方向上返回的箭頭所表示。因此，必須使DC馬達(dá)18運(yùn)行以防止經(jīng)加熱空氣流22經(jīng)過DC冷卻風(fēng)扇16返回至散熱器10和冷凝器9。

當(dāng)僅在峰值發(fā)動機(jī)冷卻需求（例如，炎熱天氣、爬山）期間需要DC馬達(dá)的高速運(yùn)行時，對于DE '236的系統(tǒng)，也會需要圖7和圖8中的陰影區(qū)。因為DE'236允許僅一個DC馬達(dá)的速度，所以每當(dāng)單個EC驅(qū)動風(fēng)扇不足以維持冷凝器的充分冷卻時，該馬達(dá)必須以全速運(yùn)行并具有伴隨的高功率消耗和噪聲。本發(fā)明允許當(dāng)DC馬達(dá)18不需要最大功率時，發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)8在較低的功率和噪聲下運(yùn)行，如圖6-圖8中所示。因此，本發(fā)明具有更理想的操作曲線并且以高效率的方式而運(yùn)行。

在圖7和圖8中，圖70、80中所示的長虛線與具有雙EC馬達(dá)的風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)相對應(yīng)。如上所述，所公開的雙EC馬達(dá)的組合提供功率效率和降低的噪聲輸出，但是成本明顯較大。如上所述且如圖7和圖8中所示，所公開的布置在明顯較低的有利成本下提供與雙EC馬達(dá)布置類似的性能。

機(jī)動車輛常常配備有車輛加熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以便在炎熱和潮濕天氣期間維持乘客艙中的舒適溫度。作為車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一部分，通常將冷凝器9安裝在發(fā)動機(jī)艙中緊靠散熱器10的前面，以便當(dāng)冷卻風(fēng)扇正在運(yùn)行時冷卻風(fēng)扇12、16將經(jīng)過冷凝器和散熱器而吸入外部空氣。冷凝器9的功能是使在從乘客艙中除去熱的過程中已氣化的車輛A/C制冷劑冷卻和凝結(jié)。

冷凝器9的功能要求在車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)正在運(yùn)行的全部時間為其提供冷卻空氣流。當(dāng)車輛停止而怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時，該空氣流必須由冷卻風(fēng)扇12、16提供。在兩個冷卻風(fēng)扇12、16正在運(yùn)行的情況下，通過兩個冷卻風(fēng)扇12、16的運(yùn)行而使冷凝器9差不多均勻地冷卻，從而提供越過冷凝器9的整個表面的空氣流。該空氣流21，在已經(jīng)過冷凝器9、散熱器10和冷卻風(fēng)扇12、16之后，在最終離開發(fā)動機(jī)艙前，流動進(jìn)入發(fā)動機(jī)艙并且在發(fā)動機(jī)11并且在其它位于發(fā)動機(jī)蓋下方的部件的周圍流動，如圖1中所示。通過經(jīng)過散熱器10和冷凝器9和發(fā)動機(jī)11的熱表面周圍而已被加熱的空氣流21，在相比外部空氣顯著較高的溫度下離開冷卻風(fēng)扇12、16。

在當(dāng)使車輛停止并且發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時兩個冷卻風(fēng)扇12、16中僅有一個冷卻風(fēng)扇處于運(yùn)行狀態(tài)的情況下，由于空氣流被發(fā)動機(jī)11阻塞并且DC冷卻風(fēng)扇16的DC馬達(dá)18不運(yùn)行，因而發(fā)動機(jī)艙中的經(jīng)加熱空氣將具有空氣流22在相對于空氣流21的方向的大體相反的方向上從發(fā)動機(jī)艙中經(jīng)過散熱器10和冷凝器9而回流或返回的傾向，如圖2中所示。在這種情況下，車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能將由于兩個原因而嚴(yán)重地下降：第一，僅一半的冷凝器9接收外部空氣而冷卻；第二，冷凝器9的接受來自發(fā)動機(jī)艙的熱空氣反流的區(qū)域?qū)A向于將在車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的冷凝器中的A/C制冷劑重新加熱而不是冷卻。

通常，DC冷卻風(fēng)扇16的DC馬達(dá)18的低運(yùn)行速度足以防止在怠速運(yùn)行下的反向空氣流并且在所有運(yùn)行條件下提供冷凝器9的充分冷卻。在DE '236中，在用于給DC馬達(dá)提供動力的較低溫度或狀態(tài)下，沒有間斷點2。因此，如圖7和圖8中所示，DE '236的DC馬達(dá)不啟動直到間斷點1。

本發(fā)明的間斷點1和2可以被設(shè)定為在風(fēng)扇冷卻需求的較高或較低值下出現(xiàn)，以便改變在各間斷點處的風(fēng)扇功率、風(fēng)扇空氣流、和/或風(fēng)扇噪聲的大小。此外，根據(jù)在遇到間斷點時風(fēng)扇冷卻需求是增加或減小，可以將這些間斷點設(shè)定為在不同的風(fēng)扇冷卻需求值下出現(xiàn)。在啟動時，DC冷卻風(fēng)扇16處于關(guān)閉狀態(tài)，直到在啟動或間斷點2之后EC風(fēng)扇速度增加到間斷點。另一個間斷點或間斷點1是在啟動后超過間斷點的高風(fēng)扇冷卻需求處出現(xiàn)。

任何的控制信號可以來源于除ECU 30以外的信號源。例如，DC馬達(dá)18的固定的預(yù)定速度水平是由合并入發(fā)動機(jī)冷卻和/或車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的溫度開關(guān)58或壓力開關(guān)56所啟動，如圖4中所示。與ECU 30分離的其它裝置可以用于產(chǎn)生任何的或全部的控制信號V1、K1、K2。此外，DC馬達(dá)可以由一個或多個溫度開關(guān)或者一個或多個壓力開關(guān)所啟動。例如，一組溫度開關(guān)的一個或多個溫度開關(guān)可以特定的運(yùn)行速度而啟動DC馬達(dá)18。在另一個實施例中，用溫度開關(guān)代替圖4中所示的壓力開關(guān)56，用以在另一個運(yùn)行速度下啟動DC馬達(dá)18。

當(dāng)風(fēng)扇速度需求減小時減小EC馬達(dá)速度，直到EC馬達(dá)14以其最小速度而運(yùn)行。當(dāng)車輛冷卻需求下降至低于預(yù)設(shè)水平時，將EC冷卻風(fēng)扇12和DC冷卻風(fēng)扇16兩者停機(jī)。

此外，利用冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)使熱交換器冷卻的方法包括測量一個或多個的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)和車輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的狀態(tài)。這些狀態(tài)包括溫度、壓力和其它期望的特性。在一些實施例中，這些狀態(tài)有助于確定熱交換器的期望的冷卻變化，以便控制單獨(dú)的風(fēng)扇速度。在一個實施例中，冷卻風(fēng)扇系統(tǒng)為動力傳動系冷卻系統(tǒng)提供冷卻。在另一個實施例中，電動汽車包括動力傳動系冷卻系統(tǒng)并且不包括發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)。

因此，本發(fā)明還提供一種用于大體上連續(xù)地操作EC冷卻風(fēng)扇12以及在所選擇的多個速度下操作DC冷卻風(fēng)扇16從而為冷凝器9、散熱器10和發(fā)動機(jī)11提供高效率且低成本的冷卻的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點陳述于所附權(quán)利要求中。