CN102233812A - 用于控制车辆冷却系统的冷却风扇的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制车辆冷却系统的冷却风扇的方法，其提供一种用于减少运动车辆的空气阻力的方法和系统。一种示例性的方法包括在第一车辆运动状况期间运行冷却风扇；和在第二车辆运动状况期间，对该风扇选择地施加制动扭矩。

Description

用于控制车辆冷却系统的冷却风扇的方法

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。

在另一个实施例中，该方法还包括，在第三车辆运动状况期间，其中风扇是自由旋转的，运行连接于该风扇的电机以从风扇旋转的制动产生电能；并且用所产生的能量对系统电池充电。

在另一个实施例中，第一车辆运动状况包括当发动机温度高于门限温度的状况，其中施加制动扭矩包括当车辆速度高于门限速度并且发动机温度低于门限温度时施加制动扭矩。

以这种方式，根据工况选择地减少运动车辆中的冷却风扇的自由旋转，在选择的状况下可以减少通过该风扇的冷却空气流，因而当在其他情况下不需要这种空气流时减小冷却阻力。可能时，通过减小冷却空气阻力，可以改善车辆燃料经济性。

根据另一方面，提供一种用于减小车辆空气阻力的方法。该方法包括，在车辆运动期间，当需要空气流辅助时，使车辆冷却系统的冷却风扇可用；当不需要空气流辅助时，使车辆冷却系统的冷却风扇不可用；并且在使冷却风扇不可用的情况下，对自由旋转的冷却风扇选择地施加制动扭矩。

在一个实施例中，使风扇可用包括从发动机旋转输出端为冷却风扇旋转供给动力或使连接于该风扇的电机可用，并且其中使风扇不可用包括使该风扇与发动机断开，或使电机不可用。

在另一个实施例中，施加制动扭矩包括通过使掣爪或销子接合于自由旋转的风扇而施加机械制动扭矩，当车辆速度和/或发动机输出增加时制动扭矩增加，当发动机温度和/或冷却液温度增加时制动扭矩减小。

在另一个实施例中，施加制动扭矩包括通过使掣爪或销子接合于自由旋转的风扇而施加机械制动扭矩，当车辆速度和/或发动机输出增加时制动扭矩增加，当发动机温度和/或冷却液温度增加时制动扭矩减小，其中施加制动扭矩包括通过使电机的电路短路来施加电制动扭矩，从而使用自由旋转时产生的反电动势，来停止风扇旋转，当车辆速度和/或发动机输出增加到高于门限时制动扭矩增加，当发动机温度和/或冷却液温度增加到高于门限时制动扭矩减小。

在另一个实施例中，该方法进一步包括根据车辆工况选择地施加制动扭矩。

根据另一方面，车辆冷却系统被配置成冷却车辆发动机舱内的部件。该车辆冷却系统包括冷却风扇，和具有存储在其上的可执行以下步骤的指令的控制器：在第一车辆运动状况期间，当需要空气流辅助时运行该冷却风扇；在第二车辆运动状况期间，当不需要空气流辅助并且风扇自由旋转时，对该旋转的风扇选择地施加制动扭矩。

在一个实施例中，施加制动扭矩包括施加机械制动扭矩和电制动扭矩其中之一，并且根据车辆工况调节所施加的制动扭矩的量。

在另一个实施例中，在第三车辆运动状况期间，其中风扇自由旋转并且施加制动扭矩，控制器还被配置成运行连接于该风扇的电机，以从风扇旋转的制动产生电能并且用所产生的能量对系统电池充电。

应当理解，提供上面的概述是以简化的形式介绍在具体实施方式部分进一步描述的一系列内容。但是这并不意味着标记要求保护的主题的关键的或必要特征，要求保护的主题的范围由权利要求唯一地限定。而且，要求保护的主题不限于解决上面所指出的或本公开任何部分中的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1示意地示出机动车辆中的车辆冷却系统的示例性实施例。

图2示出运行冷却风扇的示例性方法的流程图。

图3示出根据本发明的示例性冷却风扇运行。

具体实施方式

下面的描述涉及用于控制车辆冷却系统(诸如图1所示的系统)中的冷却风扇的系统和方法。在发动机运行期间，冷却风扇可以由发动机驱动，以使冷空气流过车辆前端并冷却发动机舱区域中的部件。在车辆运动状态期间，当根据车辆的工况不需要空气流辅助时，为了减少由自由旋转风扇引起的冷却阻力，可以对旋转的风扇叶片选择地施加制动扭矩，以减少通过该风扇和发动机室内区域的空气流。发动机控制器可以执行例如在图2中所示的控制程序，以便根据车辆工况，或者施加机械制动扭矩或者电制动扭矩，从而停止风扇转动。当不期望风扇运行时，通过减少风扇自由旋转，可以减少通过车辆冷却系统的空气流。通过减少前端空气流，可以减少冷却阻力。示例性的冷却风扇运行在图3中示出。

现在回到图1，图1示意地示出机动车辆102中的车辆冷却系统100的示例性实施例。车辆102具有主动轮106、乘客舱104和发动机舱103。发动机舱103可以容纳位于机动车辆102的发动机罩(未示出)下面的发动机舱内的各种部件。例如，发动机舱103可以容纳内燃发动机10。内燃发动机10具有燃烧室，燃烧室可以经由进气通道44接收进气并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。在一个示例中，进气通道44可以被配置成冲压空气进口，其中由运动的车辆102形成的动态压力可以用来增加发动机进气歧管里面的静态空气压力。因此，这可以允许较大的空气质量流通过发动机，因而增加发动机功率。如图所示并且在本文描述的发动机10除了可以包含在其他类型车辆之外，还可以包含在诸如道路车辆的车辆中。虽然发动机10的示例性应用将参考车辆进行描述，但是应当明白，可以使用各种类型的机动车辆动力系统，包括客车、卡车等。

发动机舱103还可以包括冷却系统100，该系统将冷却液循环通过内燃发动机10以吸收废热，并且将加热的冷却液分别经由冷却液管路82和84分配给散热器80和/或散热器核心90。在一个示例中，如图所示，冷却系统100可以连接至发动机10，并且可以通过发动机驱动的水泵86从发动机10向散热器80循环发动机冷却液，并经由冷却管路82返回到发动机10。发动机驱动的水泵86可以经过前端辅助驱动器(FEAD)36连接至发动机，并且通过皮带、链条等与发动机速度成比例地旋转。具体说，发动机驱动的水泵86可以循环冷却液通过发动机汽缸体中的通道、缸盖等，以吸收发动机热量，然后通过散热器80将热量传输到周围大气中。在一个示例中，泵86是离心泵，由该泵产生的压力与曲轴速度成比例，其在图1所示的示例中，可以直接与发动机速度成比例。冷却液的温度可以通过设置在位于冷却管路82中的恒温器阀38来调节，恒温器阀38可以保持关闭，直到冷却液的温度达到门限温度。

如上所述，冷却液可以流过冷却液管路82，和/或冷却液管路84，到散热器核心90，在这里热量可以被传输到乘客舱104并且冷却液流回到发动机10。在一些示例中，发动机驱动的泵86可以运行，以循环冷却液通过冷却液管路82和84。

鼓风机(未示出)和冷却风扇其中之一或多个可以包含在冷却系统100中，以提供空气流辅助并且增加通过发动机舱内部件的冷却空气流。例如，在车辆运动并且发动机运行时，可以运行连接于散热器80的冷却风扇92，以通过散热器80提供冷却空气流辅助。冷却风扇92可以通过车辆102前端的中的开口将冷却空气流吸入发动机舱103，例如，通过通气栅板(grill)112。这种冷却空气流然后可以被散热器80和其他发动机舱内部件(例如，燃料系统部件、电池等)利用，以保持发动机和/或传动机构冷却。而且，空气流可以用来从车辆空调系统散热。此外，空气流可以用来提高具有中间冷却器的涡轮增压/机械增压发动机的性能，该中间冷却器降低进入进气歧管/发动机的空气的温度。

冷却风扇92可以通过交流发电机72和系统电池74连接于发动机10并且由其驱动。冷却风扇92也可以经由可选择的离合器76机械地连接于发动机10。在发动机运行期间，发动机产生的扭矩可以沿着驱动轴(未示出)传递给交流发电机72。产生的扭矩可以被交流发电机72利用以产生电功率，该电功率可以储存在诸如系统电池74的电能储存装置中。然后电池74可以用来运行电冷却风扇94。因此，运行冷却风扇可以包括例如在发动机运行期间，从发动机旋转输出端经由离合器76为冷却风扇旋转机械地供给动力。附加地或可选地，运行冷却风扇可以包括从发动机旋转输入端，通过交流发电机和系统电池，为冷却风扇旋转供给动力，例如当发动机速度低于门限速度时(例如，当发动机处于怠速-停止状态时)。在又一个示例中，冷却风扇可以是电风扇，并且运行该冷却风扇可以包括使连接于该冷却风扇的电机可用。

发动机控制器可以根据车辆冷却需要、车辆工况，并配合发动机的运行，来调节冷却风扇92的运行。在一个示例中，在第一车辆运动状况期间，当发动机运行时，并且希望车辆冷却和来自风扇的空气流辅助时，可以机械地运行(通过离合器由发动机供给动力)或电运行(通过使电池驱动的电机94可用来供给动力)冷却风扇92，从而提供对冷却发动机舱内的元件空气流辅助。第一车辆运动状况可以包括，例如，当发动机温度高于门限温度时。在另一个示例中，在第二车辆运动状况期间，当不需要空气流辅助(例如，由于车辆运动产生足够的空气流通过发动机舱)时，可以通过使风扇电机不可用或使风扇与发动机断开而停止风扇运行。第二车辆运动状况还可以包括发动机被停用(例如，发动机可以处于怠速-停止状态)。但是，由于周围空气自然流动通过风扇叶片，和碰撞风扇叶片表面的冲压空气压力的影响，风扇可以继续自由旋转。自由旋转的风扇叶片的反作用扭矩可以导致风扇两边的压力降减少。这种减少的压力降可以减少冷却系统阻力，增加通过风扇的冷却空气流，并且因此产生冷却阻力。空气阻力的总的增加可以降低车辆102的燃料经济性。

因此，正如图2进一步详细描述的，在风扇自由旋转的这种(第二)车辆运动状况期间，通过根据车辆工况对旋转的风扇叶片选择地施加制动扭矩，发动机控制器可以减少风扇自由旋转，并且减少因此产生的冷却阻力。该制动扭矩可以用机械方法施加，例如经由机械的掣爪或销子。可替换地，在冷却风扇是电机驱动的风扇的情况下，可以通过使风扇电机电路短路并且利用由于短路该电机电路所产生的反电动势(EMF)来施加制动扭矩，以停止风扇旋转。制动扭矩的量可以根据车辆工况来调节。例如，可以根据车辆速度(例如当车辆速度高于门限速度时，其中空气阻力可能限制车辆运动)施加(或增加)制动扭矩。在另一个示例中，可以根据发动机温度(例如，当发动机温度升高到高于门限温度时)施加(或减少)制动扭矩。

在又一个实施例中，发动机控制器可以调节风扇速度和/或制动扭矩，从而调节由旋转风扇叶片产生的冷却阻力的量。应当明白，在其他的自由旋转风扇状态期间，来自风扇制动的至少一些能量可以通过运行风扇电机作为发电机而被利用。该发电机可以用于对系统电池连续补充充电。

图1还示出控制系统14。控制系统14可以通信方式连接于发动机10的各种部件，以执行这里描述的控制程序和动作。例如，如图1所示，控制系统14可以包括电子数字控制器12。控制器12可以是微型计算机，其包括微处理单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子储存介质、随机访问储存器、保活储存器和数据总线。如所述，控制器12可以接收来自多个传感器16的输入，这些传感器16可以包括用户输入/或传感器(例如传动机构位置、燃气踏板输入、制动输入、传动机构选择器位置、车辆速度、发动机速度、通过发动机的质量空气流、环境温度、进气温度等)、冷却系统传感器(例如，冷却液温度、风扇速度、乘客舱温度、环境湿度等)以及其他传感器。而且，控制器12可以与各种致动器18通信，致动器18可以包括发动机致动器(例如，燃料喷射器、电控进气节流板、火花塞等)、控制系统致动器(例如连接于冷却风扇的机械掣爪或销子、冷却风扇电机、电机电路开关、离合器76等)，以及其他致动器。在一些示例中，储存介质可以用计算机可读数据以及可以预料但不具体列出的其他变量编程，计算机可读数据表示可由处理器执行的、用于执行下面所述的方法的指令。

现在参考图2，描述示例性程序200，程序200用来在车辆运行期间调节冷却风扇的运行，以减少空气阻力。通过减少空气阻力的冷却阻力分量，可以改善车辆燃料经济性。

在202，可以确认车辆是否正在运动。如果车辆不在运动，该程序结束。在203，可以估算和/或测量车辆工况。车辆工况可以包括，例如，车辆速度、发动机速度、发动机输出、发动机温度、发动机冷却液温度(ECT)等。在204，根据车辆工况，可以判断是否需要空气流辅助。因此，车辆运动可以使空气进入并流过发动机舱，并且这种空气流可以对冷却系统提供一些帮助，以冷却发动机舱内的部件。但是，例如，当冷却液温度超过门限值，进气歧管温度超过门限值，模型化温度(modeled temperature)(排气、发动机油等)超过门限值，并且由通过发动机舱的空气流提供的冷却辅助不足够时，可能需要附加的空气流辅助。如果需要空气流辅助，则在206，可以运行车辆冷却系统的一个或多个冷却风扇。在一个示例中，运行冷却风扇可以包括利用发动机为风扇的旋转供给动力。这可以包括从发动机旋转输入端经由离合器机械地为冷却风扇旋转供给动力，或从发动机旋转输入端经由交流发电机或系统电池为冷却风扇旋转供给动力。在另一个示例中，在冷却风扇是电风扇的情况下，运行该冷电风扇可以包括使连接于该风扇的电动机可用，并且利用该电机为风扇的旋转提供动力。例如该电机可以由系统电池驱动。通过运行冷却风扇，冷却空气流可以从车辆的前端吸入(例如，通过通气栅板)并且可以传递到发电机舱内的部件(例如加热的发动机、散热器等)以帮助冷却。

如果不需要空气流辅助，即，如果车辆运动引起的通过发动机舱的空气流足够辅助冷却系统，则在208，可以判断一个或多个冷却风扇是否在自由旋转。如果不发生自由旋转，则程序可以结束(即，程序可以运行一段时间)或循环返回到开始(即，在车辆运动时程序可以继续运行)。

因此，由于不需要空气流辅助，可以使冷却风扇不可用或可以使其保持无动力。这可以包括，断开风扇与发动机驱动的泵，或使电冷却风扇的电机不可用。在一个示例中，当电扇与电源断开并且车辆滑行(例如发动机被停用并且车辆滑行至停止)时，冷却风扇可以自由旋转。在这里，冲压空气的压力对风扇叶片表面的影响可以产生使风扇旋转的反作用扭矩。反过来，自由旋转的效果相对于静止风扇叶片整体上导致风扇两边的压力降减少。这种减少的压力降可以导致较低的冷却系统阻力和更多的冷却空气流通过发动机舱内的部件。通过冷却风扇的冷却空气流产生冷却阻力，该冷却阻力增加不想要的运动的车辆的空气阻力。

因此，如果在车辆运动状态期间一个或多个冷却风扇自由旋转，同时不想要空气流辅助，则在210，发动机控制器可以根据车辆工况(例如，在203估算的车辆工况)对旋转的叶片选择地施加制动扭矩。该工况可以包括车辆速度、发动机冷却温度、发动机速度、发动机输出、发动机温度等至少其中之一。例如响应于工况施加制动扭矩可以包括当车辆速度高于门限速度和发动机温度(或发动机冷却温度)低于门限温度时施加制动扭矩。施加制动扭矩可以包括响应于工况施加机械制动扭矩(在212)或电制动扭矩(在214)。在212施加机械制动扭矩包括，例如，将掣爪或销子接合于旋转的风扇叶片，从而使得该接合使风扇旋转被阻止。可替换地，当冷却风扇通过电池驱动的电机而运行时，在214施加电制动扭矩可以包括，例如使连接于该风扇的电动机的电路(例如，风扇电动机的动力供给)短路。在这里，由连接于自由旋转风扇叶片的电机产生的反电动势(EMF)可以提供电制动扭矩并且可以将电机速度限制到低值。

在可选实施例中，可以通过脉冲宽度调制器(PWM)的帮助施加制动扭矩，并且施加制动扭矩可以包括根据车辆工况调节PWM的工作循环，以提供期望的制动扭矩。在又一个实施例中，根据车辆工况，可以施加制动扭矩一段时间。此外，施加的制动扭矩的量可以根据车辆工况调节。在一个示例中，响应车辆工况施加制动扭矩可以包括，当车辆速度增加和/或发动机输出增加时增加制动扭矩。在这里，当车辆的速度增加时，通过施加制动扭矩，可以减小车辆的空气阻力。在另一个示例中，响应于工况施加制动扭矩可以包括，当发动机温度和/或冷却液温度增加时减少制动扭矩。在这里，通过增加通过风扇的空气流，可以加快发动机和/或冷却液的冷却。

以这种方式，在不想要空气流辅助状态期间，通过施加制动扭矩，可以减少冷却风扇的自由旋转，从而减少冷却阻力。通过减少空气阻力，可以改善车辆燃料经济性。

虽然所描述的程序说明当风扇自由旋转时选择地施加制动扭矩，但是应当明白，在其他的实施例中，在第三车辆运动状况期间，当风扇自由旋转并且施加制动扭矩时，发动机控制器可以被配置成运行连接于风扇的电机(作为发电机)，以便从风扇旋转的制动产生电能。于是，控制器可以用从该可再生的制动产生的能量对系统电池连续补充充电。在一个示例中，当风扇自由旋转并且车辆发动机被停用(即，在怠速-停止状态)时，例如，当由于驾驶员的脚离开加速器踏板而使车辆滑行时，可以对自由旋转的风扇选择地施加制动扭矩，以减少风扇旋转，并且动能可以用于产生能够储存在系统电池中的电能。

在一个示例中，当风扇自由旋转时发动机控制器可以监测至少一个冷却风扇中的风扇叶片的旋转速度。如果当施加制动扭矩时该叶片的减速速率大于希望的最小门限时，则风扇的电机可以作为发电机运行，以利用该旋转能量并且用它对该系统电池连续补充充电。附加地，控制器可以调节车辆通气栅板的一个或多个格栅百叶窗，以引导通过车辆前端接收的空气流进入冷却风扇和其他发动机舱内部件。以这种方式，可以有利地根据需要利用来自自由旋转的风扇的能量。

在图3中，映射300示出车辆运动期间与车辆运行和行为相关的冷却风扇和冷却系统的各种示例。曲线图302示出冷却风扇运行状态(接通或断开)。曲线图304示出发动机冷却温度(ECT)的变化，而曲线图306示出车辆速度的变化。曲线图308示出施加在旋转风扇上的制动扭矩，而曲线图310示出风扇速度中的变化。

在t₁，当车辆运动时(曲线图306)，响应于发动机ECT(曲线图304)的增加高于预定的门限305，冷却风扇可以运行(曲线图302)，以提供空气流辅助。在一个示例中，电冷却风扇的电机可用，以运行风扇。因此，在风扇运行前，通过车辆的发动机舱的周围空气的流动能够引起风扇旋转。因此，风扇可以自由旋转。在t₁响应于主动的风扇运行，风扇速度可以增加(曲线图310)。风扇可以运行一段时间(从t₁到t₂)直到发动机冷却液温度下降到低于门限温度，在此之后可以停止风扇运行，例如通过使冷却风扇的电机不可用。然后风扇可以重新开始自由旋转。因此，风扇速度在自由旋转期间可以低于主动运行时的速度。在t₃，当风扇自由旋转时，响应车辆速度(曲线图306)高于门限速度307，并且发动机冷却液温度低于门限温度，对(不需要空气流辅助的)自由旋转风扇选择地施加(曲线图308)制动扭矩(机械的或电的)。因而，相对于不自由旋转的静止风扇，该制动扭矩减少冷却系统对由自由旋转风扇叶片产生的空气流的阻力。该制动扭矩也用来减少通过风扇的和发动机舱区的空气流，从而减少冷却阻力。该制动扭矩可以施加一段时间(从t₃到t₄)直到车辆速度下降到低于门限速度。响应于制动扭矩的施加，风扇速度可以快速下降(例如，如这里所示的下降到零)。在一个示例中，在风扇制动期间，由风扇制动产生的至少一些能量可以用来产生能够储存在系统电池中的电能。在t₄，当取消制动扭矩时，由于来自运动车辆的冲压空气对风扇叶片的重新开始的反作用，风扇速度可以再次开始自由旋转，并且风扇速度可以相应地增加。虽然这个示例示出响应于车辆速度和发动机冷却液温度选择地施加制动扭矩，但是在可替换实施例中，可以响应于一个或多个可替换的车辆工况施加或调节制动扭矩。

以这种方式，在车辆运动期间，当需要空气流辅助时(例如，辅助冷却)，控制器可以被配置成使能并运转冷却风扇。相比较而言，当不需要空气流辅助时，控制器可以使冷却风扇不可用，并且使该风扇能够自由旋转。而且根据车辆工况，可以对自由旋转的风扇选择地施加制动扭矩，以减少冷却空气流，并且从而减少由所述空气流产生的对车辆的空气阻力。

应当指出，本文包含的示例性的控制和估算程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。而且，这种技术可以应用于任何类型的动力系，包括但不限于，与纯电动的、混合式电动的、插入混合式电动的、燃料电池电动的动力系相关的动力传动系，以及柴油发动机动力系的车辆。本文描述的具体的程序可以表示任何数目处理策略的其中一个或多个，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种动作、操作或功能可以以所示的顺序进行，同时进行，或在一些情况下可以省略。同样，处理次序不是实现本文所述示例性实施例的特征和优点所必须要求的，而是提供这种次序为了容易示出和描述。一个或多个所示的动作或功能根据所用的特定策略可以重复地进行。而且，所述的动作可以图示地表示发动机控制系统中被编程在计算机可读储存介质中的编码。

应当明白，本文所公开的配置和程序在性质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以用于V-6、L-4、L-6、V-12、对置4缸发动机以及其他发动机类型。本发明的主题包括本文公开的各种系统和配置、以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的、非显而易见的组合和子组合。

下面的权利要求具体指出认为是新颖的、非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这种权利要求应当理解为包含一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合或子组合可以通过在本申请或相关申请中修改这些权利要求，或通过提出新权利要求来得到保护。

这些权利要求，无论其范围比原权利要求更宽、更窄、相同或不同，都被认为是包含在本发明的主题内。

Claims (10)

1.一种用于控制车辆冷却系统的冷却风扇的方法，包括：

在第一车辆运动状况期间，运行所述冷却风扇；和

在第二车辆运动状况期间，对所述风扇选择地施加制动扭矩。

2.根据权利要求1的方法，其中所述第一车辆运动状况包括当发动机温度高于门限温度时的状况。

3.根据权利要求1的方法，其中运行所述冷却风扇包括从发动机旋转输出为冷却风扇旋转供给动力。

4.根据权利要求1的方法，其中所述冷却风扇是电风扇，并且运行所述冷却风扇包括使与所述冷却风扇连接的电机可用。

5.根据权利要求1的方法，其中所述第二车辆运动状况包括所述风扇自由旋转。

6.根据权利要求5的方法，其中所述第二车辆运动状况还包括车辆发动机被停用。

7.根据权利要求1的方法，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。

8.根据权利要求7的方法，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、发动机输出的至少其中之一。

9.根据权利要求8的方法，其中响应于工况施加制动扭矩包括，当所述发动机速度增加时增加制动扭矩，当所述发动机输出增加时增加制动扭矩，以及当所述发动机温度或冷却液温度升高时减少制动扭矩。

10.根据权利要求7的方法，其中施加机械扭矩包括使掣爪或销子接合于旋转的风扇叶片。

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