CN103802659A - 用于车辆的活动风门片装置及其故障诊断方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了用于车辆的活动风门片装置及其故障诊断方法，所述活动风门片装置可包括：传动风门片位置传感器，其与连接致动器和传动风门片的传动轴连接并检测传动风门片的旋转角；从动风门片，通过连杆机构枢转地连接传动风门片；从动风门片位置传感器，与枢转地连接于连杆构件的从动轴连接并检测从动风门片的旋转角；以及控制器，通过监测传动风门片位置传感器的反馈电压值、从动风门片位置传感器的反馈电压值、以及施加于致动器的电机的电流，来确定传动风门片位置传感器、从动风门片位置传感器、致动器的电机、以及连杆构件是否发生故障。

Description

用于车辆的活动风门片装置及其故障诊断方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月5日提交的第10-2012-0124047号的韩国专利申请的优先权，该申请的全部内容针对所有目的通过引证方式结合于此。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的活动风门片（air flap）装置及其故障诊断方法，并且更具体地，本发明涉及一种与用于车辆的活动风门片装置相关的技术，所述活动风门片装置构造成分别分开地诊断由传感器引起的故障以及由机械连接机构引起的故障。

背景技术

图1和图2示出了在相关技术中用于车辆的活动风门片装置的一个实例。因此，活动风门片装置包括：风道壳体1，安装成耦接至车辆的前端模块（module，组件）；致动器2，固定地安装在风道壳体1中；传动风门片4，通过传动轴3直接与致动器2连接并可旋转地安装在风道壳体1中；以及从动风门片6，通过连杆机构5与传动风门片4连接并可旋转地安装在风道壳体1中。

致动器2包括PCB2a、电机2b以及多个齿轮构件2c，并且所述致动器是这样一种结构，其中，将传动轴3的一端耦接至齿轮构件2c之中的最终输出齿轮2d，并且此外，将检测传动风门片4的旋转角的传动风门片位置传感器7安装在输出齿轮2d上。

在本文中，电位器可用作传动风门片位置传感器7，但是传动风门片位置传感器7不限于此。

因此，当致动器2操作时，通过传动轴3传输功率，因此传动风门片4旋转而且传动风门片4的旋转力通过连杆机构5被传输至从动风门片6，因此，传动风门片一起旋转。

然而，通过传动风门片位置传感器7验证传动风门片4的位置是可能的，但验证通过连杆机构5连接的其余的从动风门片6的位置是不可能的，因此，当在连杆机构5中出现误差（故障和损坏）时，不可以诊断出当时的状态。

此外，在相关技术中的装置仅具有一个传感器并且没有用于传感器（传动风门片位置传感器）本身的故障的诊断方法，并且尤其是，当传感器发生故障时，通过使用发生故障的传感器值会误操作风门片。

此外，相关技术中的装置由于系统故障而执行误诊断，甚至在风门片4和6由于冷冻或者异物被固定的情况下也是如此。

公开于该发明的背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景的理解，而不应该被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面旨在提供一种用于车辆的活动风门片装置及其诊断方法，通过诊断传感器本身的故障以及诊断连杆机构的错误状态（通过比较连接有传动风门片和从动风门片的两个传感器的值），并且防止当风门片因冷冻或者异物而固定时由于系统故障引起的误诊断，所述诊断方法能够确保产品的可靠性并提高整体产率。

在本发明的一个方面，用于车辆的活动风门片装置可以包括：传动风门片位置传感器，所述传动风门片位置传感器与连接致动器和传动风门片的传动轴连接并检测传动风门片的旋转角；从动风门片，通过连杆机构枢转地与传动风门片连接；从动风门片位置传感器，与枢转地连接于连杆构件的从动轴连接并检测从动风门片的旋转角；以及控制器，通过监测传动风门片位置传感器的反馈电压值、从动风门片位置传感器的反馈电压值、以及施加于致动器的电机的电流，来确定传动风门片位置传感器、从动风门片位置传感器、致动器的电机、以及连杆构件是否发生故障。

传动风门片位置传感器和从动风门片位置传感器设置在致动器内用作电位器，所述电位器通过分别检测传动轴和从动轴的旋转角而对控制器进行输入。

在本发明的另一方面中，用于车辆的活动风门片装置的故障诊断方法可以包括：传感器故障确定步骤，通过使用传动风门片位置传感器和从动风门片位置传感器的反馈电压值来确定传动风门片位置传感器和从动风门片位置传感器是否发生故障；连杆机构故障确定步骤，当传动风门片位置传感器和从动风门片位置传感器处于正常状态而且传动风门片正常操作时，通过使用传动风门片位置传感器和从动风门片位置传感器的反馈电压值，来确定连杆机构是否发生错误；电机故障确定步骤，当传动风门片位置传感器和从动风门片位置传感器处于正常状态而传动风门片操作异常时，通过监测施加于致动器的电机的电流值来确定电机是否发生故障。

在传感器故障确定步骤中，当传动风门片位置传感器的反馈电压值和从动风门片位置传感器的反馈电压值分别在正常范围内而且传动风门片位置传感器的反馈电压值与从动风门片位置传感器的反馈电压值之间的差值在正常范围内时，确定传感器处于正常状态；其中，在传感器故障确定步骤中，当传动风门片位置传感器的反馈电压值和从动风门片位置传感器的反馈电压值分别不在正常范围内或者传动风门片位置传感器的反馈电压值与从动风门片位置传感器的反馈电压值之间的差值不在正常范围内时，确定传感器发生故障。

在连杆机构故障确定步骤中，在传动风门片开启和关闭时相应的反馈电压值在正常范围内的情况下，确定传动风门片正常操作。

在连杆机构故障确定步骤中，在传动风门片位置传感器的反馈电压值与从动风门片位置传感器的反馈电压值之间的差值不在正常范围内的情况下，确定连杆机构脱落并且损坏的错误状态发生。

在电机故障确定步骤中，当未检测到施加于电机的工作电流时，确定电机发生故障。

在电机故障确定步骤中，当检测到施加于电机的工作电流时，确定传动风门片或从动风门片被冻结或被异物固定，其中，当传动风门片位置传感器和从动风门片位置传感器发生故障，连杆机构发生错误，或者电机发生故障时，打开警示灯打开，而当传动风门片和从动风门片因冷冻或者异物而被固定时，警示灯不打开。

要理解的是，术语“车辆”或者“车辆的”或者在此处使用的其他相似的术语一般包括机动车辆，诸如包括运动型多用途汽车（SUV）、公共汽车、卡车、各种商用车的载客汽车，包括各种船只和船舶、飞机等的水运工具，并且上述术语还包括混合动力车、电动车辆、插电式混合电动车、氢燃料汽车和其他替代燃料汽车（例如，从石油之外的资源获得的燃料）。如这里提及的，混合动力车是具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力车辆和电动车辆。

本发明的方法和装置具有其他特征和优点，从结合于此的附图中以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的详细说明中，这些特征和优点将显而易见并且将更详细地阐明。

附图说明

图1是描述相关技术中活动风门片装置的视图。

图2是相关技术中的致动器的视图。

图3是描述根据本发明的示例性实施方式的活动风门片装置的视图。

图4是图3的致动器的视图。

图5是描述根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的活动风门片的故障诊断方法的流程图。

应当理解，附图没必要按比例绘制，图示了本发明基本原理的多个优选特征存在一定的简化表达。例如，如此处公开的，本发明的具体设计特征例如包括具体尺寸、方位、位置，以及形状，这些具体设计特征将由具体的预期应用及使用环境来确定。

在图中，在附图的所有几幅图中，参考标号指示本发明的相同或等同的部件。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的各个实施方式，这些实施方式的实例显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方式相结合进行描述，但是将被理解的是，本说明并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方式，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换形式、修改形式、等同形式及其他实施方式。

在下文中，将参考附图描述根据本发明的示例性实施方式的用于车辆的活动风门片装置及其故障诊断方法。

根据本发明示例性实施方式的用于车辆的活动风门片装置包括：风道壳体1，安装成耦接至车辆的前端模块；致动器，固定地安装在风道壳体1内；传动风门片4，通过传动轴3与致动器2直接地连接并且可旋转地安装在风道壳体1内；从动风门片6，通过连杆机构5与传动风门片4连接并且可旋转地安装在风道壳体1内；传动风门片位置传感器7，安装成与传动轴3连接以检测传动风门片4的旋转角；从动轴8，与连杆机构5连接；从动风门片位置传感器9，安装成与从动轴8连接以检测从动风门片6的旋转角；以及控制器10，通过监测传动风门片位置传感器7的反馈电压值、从动风门片位置传感器9的反馈电压值以及施加于致动器2的电机2b的电流，来确定传动风门片位置传感器7、从动风门片位置传感器9、电机2b以及连杆构件5是否发生故障。

致动器2包括PCB2a、电机2b、以及多个齿轮构件2c，并且所述致动器是这样一种结构，其中，将传动轴3的一端耦接至齿轮构件2c之中的最终输出齿轮2d，并且此外，将检测传动风门片4的旋转角的传动风门片位置传感器7安装在输出齿轮2d上。

在这里，传动风门片位置传感器7和从动风门片位置传感器9设置在致动器2中作为电位器，所述电位器通过分别检测传动轴3和从动轴8的旋转角而对控制器10进行输入。

此外，将参考图5描述对根据本发明示例性实施方式的用于车辆的活动风门片装置的故障诊断方法进行描述。

更确切地说，根据本发明示例性实施方式的用于车辆的活动风门片装置的故障诊断方法包括：传感器故障确定步骤，通过使用传动风门片位置传感器7和从动风门片位置传感器9的反馈电压值来确定传动风门片位置传感器7和从动风门片位置传感器9是否发生故障；连杆机构故障确定步骤，当传动风门片位置传感器7和从动风门片位置传感器9处于正常状态而且传动风门片6正常操作时，通过使用传动风门片位置传感器7和从动风门片位置传感器9的反馈电压值来确定连杆机构5是否发生错误；以及电机故障确定步骤，当传动风门片位置传感器7和从动风门片位置传感器9处于正常状态而传动风门片4操作异常时，通过监测施加于致动器2的电机2b的电流值来确定电机2b是否发生故障。

在传感器故障确定步骤中，当传动风门片位置传感器7的反馈电压值和从动风门片位置传感器9的反馈电压值分别处于正常范围内而且传动风门片位置传感器7的反馈电压值与从动风门片位置传感器9的反馈电压值之间的差值处于正常范围内时，确定传感器是处于正常状态，并且，当甚至任何一个情况都不能满足时，确定传感器是发生故障的。

传感器本身的故障可通过传感器故障确定来诊断，而且特别地，由于采用两个位置传感器7和9可防止活动风门片由于有故障传感器的值而误操作。

在连杆机构故障确定步骤中，在传动风门片6开启和关闭时相应的反馈电压值处在正常范围内的情况下，确定传动风门片6正常操作。

此外，在连杆机构故障确定步骤中，在传动风门片位置传感器7的反馈电压值与从动风门片位置传感器9的反馈电压值之间的差值不在正常范围内的情况下，确定连杆机构5脱落并且损坏的错误状态发生。

在电机故障确定步骤中，当未检测到施加于电机2b的工作电流时，确定电机是发生故障的；并且，当检测到施加于电机2b的工作电流时，确定传动风门片4或从动风门片6被冻结或者被异物固定。

此外，当传感器7和传感器9发生故障，连杆机构5发生错误，或者电机2b发生故障时，警示灯打开，而当风门片4和风门片6由于冷冻或者异物而被固定时，警示灯不打开。

在这里，将描述本发明示例性实施方式的操作。

当打开点火开关时，确定传动风门片位置传感器7的反馈电压值和从动风门片位置传感器9的反馈电压值是否分别处在正常范围内（步骤S1），此外，确定传动风门片位置传感器7的反馈电压值与从动风门片位置传感器9的反馈电压值之间的差值是否处在正常范围内（步骤S2）。

确定的结果是，当所有的值都处在正常范围内时，确定传感器7和9处于正常状态中（步骤S3），并且，当甚至任何一个情况都不能满足时，确定传感器是发生故障的（步骤S4），而且在这种情况下，警示灯打开（步骤S5）。

此外，当传动风门片位置传感器7和从动风门片位置传感器9都处于正常状态时，确定传动风门片6是否正常操作（步骤S6），并且在传动风门片6开启和关闭时相应的反馈电压值处于正常范围内的情况下，确定传动风门片6正常操作；并且在相应的反馈电压值不在正常范围内的情况下，确定传动风门片6异常操作。

当传动风门片位置传感器7和从动风门片位置传感器9都处于正常状态而且传动风门片6正常操作时，确定传动风门片位置传感器7的反馈电压值与从动风门片位置传感器9的反馈电压值之间的差值是否处在正常范围内（步骤S7）；并且在这种情况下，当所述差值在正常范围内时，确定连杆机构5发生错误，而当所述差值不在正常范围内时，确定连杆机构5脱落或损坏（步骤S8）。甚至在这种情况下，警示灯打开。

当传动风门片位置传感器7和传动风门片位置传感器9处于正常状态而且传动风门片4操作异常时，检测施加于电机2b的工作电流（步骤S9），并且在这种情况下，当未检测出施加于电机2b的工作电流时，确定电机发生故障（步骤S10），此后，警示灯打开；并且，当检测出施加于电机2b的工作电流时，确定电机是没有故障的，但是传动风门片4或者从动风门片6被冻结或者被异物固定（步骤S11）。

当确定风门片4和风门片6被冻结或被异物固定，执行用于取消该固定的逻辑（步骤S12），并且在这种情况下，警告未打开，这是因为传感器和连杆机构都不发生故障。

如上所述，根据本发明示例性实施方式，因为通过使用连接至从动风门片4和从动风门片6的两个位置传感器7和位置传感器9的值可以诊断出传感器本身的故障，而且可诊断出连杆机构5的错误状态，所以可诊断出活动风门片装置的精确故障。

此外，通过监测施加于致动器2的电机2b的电流值可以确定电机的故障状态，而且尤其是，当风门片4和6被冻结或者被异物固定时，预防错误判断出系统发生故障是可能的，因此，可以确保产品的可靠性而且可以提高整体产率。

根据用于车辆的活动风门片装置及其故障检测方法，因为能够诊断出传感器本身的故障，并且能够通过比较两个传感器位置传感器的值而诊断出连杆机构的错误状态，所以能够诊断出活动风门片装置的精确故障，并且能够通过监测施加于致动器的电机的电流值来确定故障状态，而且尤其是，当风门片因为冷冻或者异物被固定时，能够防止系统故障的错误诊断，因此，能够确保产品的可靠性而且可提高整体产率。

为了便于在所附权利要求中的解释和确切定义，术语“上”、“下”，“内”以及“外”等用于参考在图中所示的这些特征的位置来对示例性实施方式的特征进行描述。

前面对本发明具体示例性实施方式的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并非旨在是穷尽的或者旨在将本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多修改和变型都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域其他的技术人员能够制造并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种替换形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同物所限定。

Claims (11)

1.一种用于车辆的活动风门片装置，包括：

传动风门片位置传感器，与将致动器和传动风门片连接的传动轴连接并检测所述传动风门片的旋转角；

从动风门片，通过连杆机构枢转地连接所述传动风门片；

从动风门片位置传感器，与枢转地连接于所述连杆构件的从动轴连接并检测所述从动风门片的旋转角；以及

控制器，通过监测所述传动风门片位置传感器的反馈电压值、所述从动风门片位置传感器的反馈电压值、以及施加于所述致动器的电机的电流，来确定所述传动风门片位置传感器、所述从动风门片位置传感器、所述致动器的电机、以及所述连杆构件是否发生故障。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的活动风门片装置，其中，所述传动风门片位置传感器和所述从动风门片位置传感器设置在所述致动器中用作电位器，所述电位器通过分别检测所述传动轴和所述从动轴的旋转角而对所述控制器进行输入。

3.一种用于车辆的活动风门片装置的故障诊断方法，所述方法包括：

传感器故障确定步骤，通过使用传动风门片位置传感器和从动风门片位置传感器的反馈电压值来确定所述传动风门片位置传感器和所述从动风门片位置传感器是否发生故障；

连杆机构故障确定步骤，当所述传动风门片位置传感器和所述从动风门片位置传感器处于正常状态并且传动风门片正常操作时，通过使用所述传动风门片位置传感器和所述从动风门片位置传感器的反馈电压值来确定连杆机构是否发生错误；以及

电机故障确定步骤，当所述传动风门片位置传感器和所述从动风门片位置传感器处于正常状态而所述传动风门片操作异常时，通过监测施加于致动器的电机的电流来确定电机是否发生故障。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的活动风门片的故障诊断方法，

其中，在所述传感器故障确定步骤中，当所述传动风门片位置传感器的反馈电压值和所述从动风门片位置传感器的反馈电压值分别在正常范围内，并且所述传动风门片位置传感器的反馈电压值与所述从动风门片位置传感器的反馈电压值之间的差值在所述正常范围内时，确定所述传感器处于正常状态，并且

其中，在所述传感器故障确定步骤中，当所述传动风门片位置传感器的反馈电压值和所述从动风门片位置传感器的反馈电压值分别不在所述正常范围内，或者所述传动风门片位置传感器的反馈电压值与所述从动风门片位置传感器的反馈电压值之间的差值不在所述正常范围内时，确定所述传感器发生故障。

5.根据权利要求3所述的用于车辆的活动风门片装置的故障诊断方法，其中，在所述连杆机构故障确定步骤中，在所述传动风门片开启和关闭时各自的所述反馈电压值在所述正常范围内的情况下，确定所述传动风门片正常操作。

6.根据权利要求3所述的用于车辆的活动风门片装置的故障诊断方法，其中，在所述连杆机构故障确定步骤中，在所述传动风门片位置传感器的反馈电压值与所述从动风门片位置传感器的反馈电压值之间的差值不在所述正常范围内的情况下，确定所述连杆机构脱离并损坏的错误状态发生。

7.根据权利要求3所述的用于车辆的活动风门片装置的故障诊断方法，其中，在所述电机故障确定步骤中，当未检测到施加于所述电机的工作电流时，确定所述电机发生故障。

8.根据权利要求3所述的用于车辆的活动风门片装置的故障诊断方法，其中，在所述电机故障确定步骤中，当检测到施加于所述电机的工作电流时，确定所述传动风门片或者所述从动风门片被冻结或被异物固定。

9.根据权利要求8所述的用于车辆的活动风门片装置的故障诊断方法，其中，当所述传动风门片位置传感器和所述从动风门片位置传感器发生故障，所述连杆机构发生错误，或者所述电机发生故障时，警示灯打开，而当所述传动风门片和所述从动风门片因冷冻或者所述异物而被固定时，所述警示灯不打开。

10.根据权利要求3所述的用于车辆的活动风门片装置的故障诊断方法，其中，所述活动风门片装置包括：

所述传动风门片位置传感器，与将所述致动器和所述传动风门片连接的传动轴连接并检测所述传动风门片的旋转角；

从动风门片，通过所述连杆机构枢转地与所述传动风门片连接；

所述从动风门片位置传感器，与枢转地连接于所述连杆构件的从动轴连接并检测所述从动风门片的旋转角；以及

控制器，通过监测所述传动风门片位置传感器的反馈电压值、所述从动风门片位置传感器的反馈电压值以及施加于所述致动器的电机的电流，来确定所述传动风门片位置传感器、所述从动风门片位置传感器、所述致动器、以及所述连杆构件是否发生故障。

11.根据权利要求10所述的用于车辆的活动风门片装置的故障诊断方法，其中，所述传动风门片位置传感器和所述从动风门片位置传感器设置在所述致动器中用作电位器，所述电位器通过分别检测所述传动轴和所述从动轴的旋转角而对所述控制器进行输入。

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