CN104675500A - 用于多速继电器控制的电风扇的诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了用于诊断多速、继电器控制的发动机冷却风扇系统的方法和系统。一种方法包括，当风扇转速被更改时，测量从电池-交流发电机系统汲取的电流的变化。当测量的电流变化不同于预期的变化时，标记冷却风扇运转的退化。

Description

用于多速继电器控制的电风扇的诊断方法

技术领域

本申请涉及诊断车辆冷却系统的多速发动机冷却风扇系统。

背景技术

车辆冷却系统可以包括各种冷却部件，诸如散热器、冷却风扇和鼓风机、冷凝器、液体冷却剂等。电驱动的发动机冷却风扇可以由被变速控制或继电器控制(relay-controlled)的电动马达提供动力。可以通过被连接至动力传动系统控制模块(PCM)的智能控制器来诊断由变速马达控制的电风扇。

Wiltsch(US2001/0199036)示出了另一示例方法，其中通过在风扇被预定的信号触发之后测量电流来诊断冷却风扇。电流测量装置被耦接至风扇，该风扇可以被触发为“开启”、“关闭”或中间位置。在风扇被触发之后，该装置探测电流信号，该电流信号然后与预定阈值进行比较。距预定阈值的任何偏离都会导致确定退化的风扇。

发明人在此已经意识到上述方法的潜在问题。在继电器控制的风扇的示例中，由于缺少智能控制器，存在有限的诊断能力。对于包括若干继电器的多速风扇系统，这个问题尤其恶化。同样，关于电流测量方法，由于存在可以从与风扇相同的电压源汲取电流的其他电力负载以及此类负载的未预料到的或未知的瞬变，所以误差会被引入车辆电力系统。因此，来自此类电力负载的干扰能够导致对风扇的错误的电流测量，并且因此会导致关于冷却风扇退化的不正确的诊断。

发明内容

发明人在此已经认识到上述问题，并且已经确定了一种至少部分地解决问题的方法。在一种示例方法中，提供了一种用于多速、继电器控制的风扇系统的诊断方法。该方法包含，在车辆以较低速度行进期间随着风扇转速被改变且同时其他电力负载被维持在更稳定的状态，测量从电池-交流发电机系统汲取的电流的变化。另外，比较在风扇转速更改之前与之后汲取的电流之间的差与预期变化，并且如果相对电流变化的绝对值大于预期误差阈值则指示退化。

例如，当车辆正以低速行进并且较大的电力负载(如空气调节装置或除雾器)处于稳定状态时，可以启用风扇诊断。PCM可以命令风扇转速的变化，并且一旦转速稳定，则获得多个电流汲取读数。例如，风扇转速可以从停止或“关闭”位置改变为“低”速状态。在改变转速之前，可以测量当风扇系统处于“关闭”位置时从电池和交流发电机汲取的电流。一旦在“低”速位置的风扇转速已经稳定，则可以测量从电池-交流发电机系统汲取的电流。在“关闭”位置汲取的电流与在“低”速汲取的电流之间的差可以被计算，并且可以与预期差进行比较，以便基于预期变化达到相对误差。如果计算的绝对误差大于预期阈值，那么可以探测到风扇退化。在多次退化探测之后，故障指示灯可以在仪表板上被点亮。

以此方式，在没有对现有硬件的任何额外改变或对额外传感器的需要的情况下，能够针对退化检查通过继电器控制的马达所运转的多速冷却风扇系统，由此最小化成本。通过当其他电力负载在更稳定的状态下时执行诊断，或通过延迟被请求的其他电力负载的变化，从电池-交流发电机系统汲取的电流的任何变化都能够归因于冷却风扇系统。另外，当其他电力负载正波动时，可以停用冷却风扇诊断，以最小化噪声与误差。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附于具体实施方式的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1描绘了机动车辆中的冷却系统的示意图。

图2描述了风扇诊断逻辑的示例方框图。

图3A、图3B和图3C分别示出了用于单速、双速和三速风扇的电路的示意图。

图4是图示说明用于通过继电器控制的冷却风扇的诊断程序的示例流程图。

图5是基于车辆状况的风扇诊断的示例运转。

具体实施方式

以下描述涉及用于诊断车辆冷却系统(诸如，图1中的车辆冷却系统)中的冷却风扇系统的系统和方法。可以通过如在图2中所描述的示例风扇诊断逻辑，针对退化诊断使用通过继电器(诸如，在图3A、图3B和图3C中示出的那些)控制的电动马达的多速风扇。控制器可以被配置为执行程序(诸如，图4的示例程序)，以便基于从交流发电机-电池系统汲取的相对电流来探测冷却风扇退化。当满足某些车辆状况(具体是其他电力负载稳定的状况)时，诊断被激活(图5)。

图1是机动车辆102中的车辆冷却系统100的示例实施例的示意图。车辆102具有驱动轮106、客舱104和引擎舱103。引擎舱103可以装纳在机动车辆102的引擎盖(未示出)下方的各种引擎盖下的部件。例如，引擎舱103可以装纳内燃发动机10。内燃发动机10具有燃烧室，其可以经由进气通道44接收进气空气，并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。在一种示例中，进气通道44可以被配置为冲压空气进气装置，其中通过移动车辆102产生的动态压力可以被用来增加发动机的进气歧管内的静态空气压力。因此，这可以允许更大质量的空气流动通过发动机，由此增加发动机动力。如在本文中所图示说明并描述的发动机10可以被包括在诸如陆上汽车的车辆以及其他类似的交通工具中。虽然将会参照车辆描述发动机10的示例应用，但应该认识到，可以使用各种类型的发动机和车辆推进系统，包括客车、卡车等。

引擎舱103还可以包括冷却系统100，冷却系统100使冷却剂循环通过内燃发动机10以吸收废热，并分别经由冷却剂管路82和84将热的冷却剂分配到散热器80和/或加热器芯55。在一种示例中，如所描述的，冷却系统100可以被耦接至发动机10，并且可以经由发动机驱动的水泵86使发动机冷却剂从发动机10循环到散热器80，以及经由冷却剂管路82使发动机冷却剂循环回到发动机10。发动机驱动的水泵86可以经由前端附件驱动装置(FEAD)36被耦接至发动机，并且经由带、链等与发动机转速成比例地旋转。具体地，发动机驱动的泵86可以使冷却剂循环通过汽缸体、汽缸盖等中的通道，以吸收发动机热，该发动机热然后经由散热器80被转移到环境空气。在发动机驱动的水泵86是离心泵的一种示例中，泵产生的压力(以及导致的流动)可以与曲轴转速成比例，该曲轴转速在图1的示例中可以与发动机转速成正比。冷却剂的温度可以由位于冷却管路82中的恒温器阀38调节，恒温器阀38可以保持关闭直至冷却剂达到阈值温度。

如在上文中所描述的，冷却剂可以流过冷却剂管路82，且/或通过冷却剂管路84流向加热器芯55，在加热器芯55中热可以被转移到客舱104，并且冷却剂流回到发动机10。在一些示例中，发动机驱动的泵86可以运转为使冷却剂循环通过冷却剂管路82和84二者。

一个或更多个鼓风机(未示出)和冷却风扇可以被包括在冷却系统100中，以提供气流辅助并增大通过引擎盖下的部件的冷却气流。例如，当车辆正移动并且发动机正运行为提供通过散热器80的冷却气流辅助时，可以使被耦接至散热器80的冷却风扇91和95运转。冷却风扇91和95可以通过车辆102的前端中的开口(例如，通过格栅112)将冷却气流吸入引擎舱103。这样的冷却气流然后可以被散热器80和其他引擎盖下的部件(例如，燃料系统部件、电池等)利用来保持发动机和/或变速器冷却。另外，气流可以被用来从车辆空气调节系统排出热。此外，气流可以被用来改善装有中间冷却器的涡轮增压/机械增压发动机的性能，其中中间冷却器降低进入进气歧管/发动机的空气的温度。虽然这种实施例描述了两个冷却风扇，但其他示例可以仅使用单个冷却风扇。

冷却风扇91和95可以被分别耦接至电池驱动的马达93和97。在发动机运转期间，发动机产生的扭矩可以沿着驱动轴(未示出)被传递到交流发电机72，该扭矩然后可以被交流发电机72用来产生电力，该电力可以被存储在电能存储装置(诸如，系统电池74)中。电池74然后可以被用来经由继电器(未示出)激活电动冷却风扇马达93和97。因此，使冷却风扇系统运转可以包括，例如当发动机转速低于阈值时(例如，当发动机处于怠速停止时)，通过交流发电机和系统电池从发动机旋转输入为冷却风扇旋转电动地提供动力。在另一些实施例中，可以通过启用被耦接至冷却风扇的变速电动马达使冷却风扇运转。在又一些实施例中，冷却风扇91和95可以经由离合器(未示出)被机械地耦接至发动机10，并且使冷却风扇运转可以包括经由离合器从发动机旋转输出为其旋转机械地提供动力。

引擎舱103还可以包括空气调节(AC)系统，空气调节(AC)系统包括冷凝器88、压缩机87、贮液干燥器83、膨胀阀89和被耦接至鼓风机(未示出)的汽化器85。压缩机87可以经由FEAD 36和电磁离合器76(也被称为压缩机离合器76)被耦接至发动机10，电磁离合器76基于空气调节系统何时开启以及何时关闭而允许压缩机与发动机接合或分离。压缩机87可以将加压的制冷剂泵送到被安装在车辆前方的冷凝器88。冷凝器88可以通过冷却风扇91和95来冷却，由此当制冷剂流过时冷却制冷剂。离开冷凝器88的高压制冷剂可以流过贮液干燥器83，在贮液干燥器83中可以通过干燥剂的使用去除制冷剂中的任何湿气。膨胀阀89然后可以给制冷剂减压，并允许它在进入汽化器85之前膨胀，随着客舱104被冷却，制冷剂可以在汽化器85中被汽化为气态形式。汽化器85可以被耦接至通过马达(未示出)运转的鼓风机风扇，该马达可以由系统电压致动。

系统电压还可以被用来使娱乐系统(收音机、扬声器等)、电加热器、雨刷马达、后窗除霜系统和前灯以及其他系统运转。

图1还示出了控制系统14。控制系统14可以被通信地耦接至发动机10的各种部件，以执行在本文中所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，其包括微处理器单元(CPU)、输入/输出端口(I/O)、用于可执行程序和校准数值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)、保活存取器(KAM)和数据总线。如所描述的，控制器12可以接收来自多个传感器16的输入，所述传感器可以包括使用者输入和/或传感器(诸如变速齿轮位置、油门踏板输入、制动器输入、变速器选择器位置、车速、发动机转速、环境温度、进气空气温度等)、冷却系统传感器(诸如，冷却剂温度、风扇转速、客舱温度、环境湿度等)以及其他(诸如，来自交流发电机和电池的霍尔效应电流传感器、系统电压调节器等)。另外，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(诸如，燃料喷射器、电子控制的进气空气节流板、火花塞等)、冷却系统致动器(诸如，马达电路继电器等)以及其他。在一些示例中，存储介质可以用计算机可读数据编程，该计算机可读数据表示可由处理器执行的用于实现以下所述方法以及期望但没有具体列出的其他变体的指令。

发动机控制器12可以基于车辆冷却需求、车辆工况并配合发动机运转来调整冷却风扇91和95的运转。在一种示例中，在第一车辆移动状况期间，当发动机正运转并且来自风扇的车辆冷却和气流辅助是期望的时候，可以通过启用电池驱动的电动马达93和97为冷却风扇91和95提供动力，从而为冷却引擎盖下的部件提供气流辅助。第一车辆移动状况可以包括，例如当发动机温度超过阈值时。在另一示例中，在第二车辆移动状况期间，当气流辅助不是期望的时候(例如，由于充足的车辆运动产生的气流通过引擎舱)，可以通过停用风扇马达来中断风扇运转。在另一示例中，在第三车辆移动状况期间，当空气调节装置运转时，冷却风扇91和95可以被激活，以实现空气调节装置冷凝器88的冷却。

现在转向图2，图2以方框图200示出了用于探测冷却风扇退化的示意诊断逻辑。发动机控制器可以被配置为使用诸如在200处描述的逻辑，以确定运行诊断的条件何时被满足，并且一旦满足就会触发用于冷却风扇系统的诊断。

在开始诊断之前，控制器可以在202处接收来自各种传感器的输入，以判定必要的诊断进入条件是否被满足。例如，控制器12可以在212处接收来自车速传感器的信息。控制器12可以确认车速是否低于阈值，以避免测量在由于来自车辆移动的气流而引起风扇转动时的风扇电流。通过在控制器处利用模数转换器(ADC)来测量系统电压，控制器12还可以检查充电系统电压206是否被维持在指定范围内。例如，超过或低于阈值的充电电压会导致风扇在其特征范围之外运转，并且因此诊断不能预测其预期的电流。

此外，控制器12还可以接收来自传感器的关于可以从电池-交流发电机系统汲取电流的其他电力负载216(诸如，空气调节装置、除霜系统、前灯等)的状态的信号。例如，当空气调节系统被激活时，可以增加冷却风扇转速，以实现冷凝器和制冷剂的冷却。另外，将压缩机连接至发动机的电磁离合器也可以从电池-交流发电机系统汲取电流。因此，如果空气调节装置的状态发生变化，那么控制器12可以停用冷却风扇诊断。

一旦控制器12判定诊断进入条件被满足，则它可以与低侧驱动器218通信，从而经由风扇控制信号FC1、FC2和FC3激活继电器。可以基于期望的风扇转速命令204触发继电器，从而使风扇系统以“低”、“中”或“高”速运转或关闭整个系统。控制器12可以经由电池电流传感器208和交流发电机电流传感器210接收关于从系统汲取的电流的数据。可以利用被耦接至来自交流发电机及电池的线路的霍尔效应电流传感器获得电流测量。可以通过将从电池和交流发电机获得电流测量相加来确定总的电池-交流发电机系统电流。

在另一示例中，对于低含量车辆(lower content vehicle)，交流发电机场占空比可以被用来在忽略电池电流的同时估计交流发电机电流。

如果故障指示灯需要在仪表板被点亮，那么诊断测试结果可以被通信到诊断故障代码(DTC)管理器214。

现在转向图3A、图3B和图3C，图3A、图3B和图3C分别描述了用于单速风扇、双速风扇和三速风扇的示例继电器配置。图3A描绘了用于通过马达94运转的单速风扇92的电路图，其中该马达94由继电器31控制。如图3A所示，继电器31可以是常开(NO)开关，其中当继电器线圈被激励/充能时，开关闭合以接通电路。在另一示例中，继电器31可以是当电磁线圈被激励时断开电路的常闭(NC)接触。当需要风扇运转时，可以通过来自控制器(也被称为动力传动系统控制模块(PCM))的风扇控制信号FC1来远程地激活继电器31。如图3A所示，继电器31内的电磁线圈可以经由系统电压VPWR(也被称为车辆动力VPWR)被激励，或在另一些示例中，继电器31内的电磁线圈可以被耦接至点火电路(未示出)。因此，继电器31允许重负载(诸如，通过低安培值电路连接至风扇92的马达94的)的运转。

风扇92和马达94形成由单个继电器触发的单速风扇系统。一旦接收到来自PCM的信号FC1，则为继电器31提供动力，并且常开开关闭合电路，从而经由从电池74汲取电流的马达94来实现风扇92的运转。

现在继续到图3B，图3B描述了通过三个继电器31、33和35运转的双速风扇系统。分别耦接至马达93和97的风扇91和95可以经由不同路径被连接至电池74，所述路径取决于哪一个继电器被激励。继电器35被示为利用一个常开(NO)开关和一个常闭开关控制两个电路的转换(CO)或双投(DT)接触，而继电器31和33的特征为NO开关。继电器31、33和35可以由从PCM接收的信号FC1或FC2激活，一旦接收到信号则可以经由系统电压VPWR激励电磁线圈。例如，一旦接收到信号FC1，就可以激活继电器31，继电器31将带有串联的风扇91和95的电路接通到电池74。在风扇91和95以串联的方式连续地布置的情况下，电路中存在导致低速风扇运转的较大阻力。在另一示例中，风扇系统可以同时接收信号FC1和FC2，这会触发所有继电器都切换，并接通风扇91和95以并联方式布置的电路。在并联的方式下，每个风扇被布置在其自身的电路中，因此为电流的流动提供较小的阻力，并且由此提供了高速的风扇系统。以此方式，具有三个继电器和两个风扇马达的系统能够提供双速的风扇运转。

现在转向图3C，图3C图示说明了包含2个风扇马达和5个继电器的三速风扇系统。图3C所示的电路的特征为继电器31、33、35、37和39，其中继电器31和37包含NO开关，而继电器33、35和39包括CO开关。在其非激励状况下，继电器35和39分别被连接至电阻51和53。电路还包括保险丝23、25和27，以保护电路和装置免受过大电流的伤害。继电器31由信号FC1触发，继电器33和37由信号FC2控制，而继电器35和39由来自控制器的信号FC3激活。最后，当通过继电器的不同组合的运转来接通电路时，被耦接至马达93和97的风扇91和95可以分别接收来自电池74的电流。

例如，通过触发信号FC1和FC3来分别激活继电器31和35，于是经由马达97的风扇95和经由马达93的风扇91可以以串联的方式被连接至电池74，从而可以导致风扇91和95的低速运转。注意，信号FC3还触发继电器39以去掉电阻53，但继电器37保持停用，并且马达93仅经由串联电路接收电流。如早前参照图3B所描述的，在两个风扇在这个电路中连续地布置的情况下，存在对电流的流动的更大阻力，从而允许低速风扇运转。

在另一示例中，继电器31、33和37可以由信号FC1和FC2同时激活。继电器31和37被触发以闭合具有电池74的电路，同时继电器33的激活允许电阻51和53分别与马达97和93串联。因此，接通的电路现在包括风扇91和95，每一个风扇均以与单个降压电阻器串联的方式布置。通过激活继电器31、33和37，风扇91和95被置于彼此并联的电路中，该电路允许更大电流并且因此允许通过风扇马达93和97的风扇系统具有相对更高的转速。电阻51和53增加了阻力，并且因此一旦接收到信号FC1和FC2，风扇系统的总转速可以被称为“中”速。

在又一示例中，风扇系统可以由信号FC1、FC2和FC3触发，一旦触发则所有继电器被同时激励。在本文中，当继电器31和37被激活以闭合两个电路时，风扇91和95处于并联。此外，当继电器35和39被激活时，电阻51和53从每个电路中被去掉，从而实现更大的电流，并且因此实现风扇系统的“高速”运转。

以此方式，通过使用被耦接至一个或更多个风扇马达的继电器的组合，多速风扇系统能够被运转为辅助发动机的冷却。取决于冷却剂的温度和将风扇转速从“低”改变为“中”或“高”速所需要的冷却的程度，可以激活不同的继电器。另外，可以测量当不同继电器被激活时从系统汲取的电流，以估计风扇系统退化。例如，在图3C中，当中速流通是期望的并且信号FC1和FC2被触发以激活继电器31、33和37从而将风扇转速从“关闭”改变为“中”时，汲取的电流增加特定量。如果风扇转速需要阶降至“低”，那么继电器33和37被停用，继电器35和39被激活，并且汲取的电流从之前的速度降低。在每一次转速变化时，基于哪几个继电器被激活，可以获悉预期的电流汲取。如果测量的电流变化偏离预期的变化，那么可以确定哪一个继电器或哪一种继电器的组合可能退化。

在另一示例中，参照图3B，激活继电器31将会产生低速风扇系统，并且电流的变化被测量并与预期的变化进行比较。如果汲取的电流的变化偏离预期的变化，那么可以指示继电器31的退化和更小程度的继电器35的变化。另一方面，激活继电器31、33和35并比较汲取的电流的变化与预期的变化能够诊断这三个继电器的状况。因此，通过比较结果与之前的测量，退化能够被隔离到某些继电器。例如，如果在以前的测量中，测量的汲取的电流的变化与预期汲取的电流的的变化相当，那么很可能继电器31是鲁棒性的。如果后面测量中的测量的汲取的电流的变化偏离预期电流的变化，那么可以推断继电器33是退化的或在更小程度上继电器35是退化的。

转向图4，图4图示说明了控制器可以运行对继电器控制的系统中的冷却风扇退化的检查的示例诊断程序400。风扇转速可以被改变，并且每个转速下的电流汲取的变化可以被测量。当风扇转速被改变时电流汲取的变化然后可以与预期的变化进行比较，以诊断风扇退化的存在。

在402处，程序包括估计运行风扇诊断所需的车辆工况是否被满足。这些工况可以包括车速、电池电荷状态、环境温度、模块电压等。例如，诊断仅在车速低于阈值时被激活。如果确定车速高于阈值，那么控制器可以延迟诊断，因为存在与引起风扇旋转的高车速相关联的显著气流，因此减少所需的电流并将未考虑的误差引入计算中。

在另一示例中，控制器可以等待直至电压调节器能够将系统电压维持在最小与最大之间。如果调节的系统电压落在电压窗口之外，那么预期的风扇电流的特征不在于运转电压，并且因此不能准确地获悉预期的电流的变化。

如果在402处确定进入条件没有被满足，那么程序返回到开始。一旦进入条件满足，在404处，控制器就可以确认除了风扇系统外从电池-交流发电机系统汲取电流的电力负载是稳定。例如，可以确定空气调节装置系统是否在运转。如果空气调节装置刚刚被激活，那么随着电磁压缩机离合器被激励，从系统汲取的电流会发生变化。然而，一旦电流已经稳定，则控制器就能够继续执行风扇诊断。在一种示例中，如果由空气调节系统从电池-交流发电机系统汲取的电流变化小于3％，则它可以被认为是稳定的。在另一些示例中，变化阈值可以被设定在5％，以确定其他负载是稳定的，例如，其他负载可以包括AC压缩机负载。在每一种情况下，控制器可以等待，以便直至这类负载更稳定或不运转才激活诊断。

如果确定其他较大的电力负载不是稳定的或处于瞬变状况或者预期的变化由于驱动输入而即将发生，那么在406处诊断可以被停用，并且程序可以返回到开始。另一方面，如果确认其他电力负载是稳定的，那么程序继续到408，在408处控制器主动限制其他电力负载的变化，以防止任何瞬变。因此，不仅控制器识别电力负载变化不多于阈值的状况，而且控制器还可以延迟来自其他系统的对电力负载的变化的请求。例如，即使HVAC系统可以请求空气调节装置压缩机的停用，但是程序也可以延迟该停用，直至在诊断程序已经识别由于风扇转速的变化而引起的电流的变化之后。

继续程序400，在410处，从电池-交流发电机系统汲取的电流被测量为C_pre。该电流可以是在冷却风扇已经运转的情况下由包括冷却风扇的电力负载在给定时刻汲取的电流。例如，如果空气调节装置正在运行，那么可以使风扇以“中”速运转，以实现冷凝器的冷却。在另一示例中，冷却风扇可以被停止且不运转，并且电流测量可以包括除了风扇外的所有电力负载。在412处，控制器可以命令风扇转速的变化。例如，如果风扇系统已经处于“中”速，那么风扇可以被加速至“高”位置或可以被阶降至“低”位置。在另一示例中，风扇系统可以从“关闭”位置被触发到“低”速位置。

一旦转速变化已经被完成并且风扇转速稳定，在414处，从电池-交流发电机系统汲取的电流被测量为C_post。之后在416处，在风扇转速变化之前与之后汲取的电流的差被计算为Δ电流_msrd。随着风扇系统转速在低车速下改变的净电流变化可以作为Δ电流_exp被编入控制器存储器内。预期的由风扇系统汲取的电流的变化不仅可以基于被命令的风扇转速状态，而且还可以基于系统电压。系统电压能够针对不同风扇转速状态而发生变化，因此可以在被命令的风扇转速状态发生变化之前和之后测量电压，因此能够在被命令的风扇转速状态发生变化之前和之后适当地估计预期的电流。查询表可以将每个风扇转速状态下的预期的风扇电流变化存储为系统电压的函数。

在418处，比较Δ电流_msrd与Δ电流_exp，并且可以产生相对误差。在420处，程序可以确认绝对误差是否大于最大容许误差阈值。如果确定绝对误差不大于容许阈值，那么在424处，程序可以确定风扇系统中不存在退化，并返回到开始。然而，如果发现绝对误差大于容许阈值，那么在422处，程序使退化计数器递增一次，并进入到426，在426处可以确认退化次数读数是否大于阈值_F。如果次数小于阈值_F，那么程序返回到开始，并且当进入条件被满足时可以再次运行诊断。如果退化次数读数大于阈值_F，那么在428处，程序指示风扇退化，并且可以开启仪表板上的故障指示灯(MIL)，和/或设定存储器中的指示所识别的退化类型的诊断代码标志。因此，仅在多次指示被识别之后，指示风扇退化。

应认识到，虽然上述示例程序图示说明了完成的诊断；但在另一些示例中，当发生其他电力负载的变化时，可以中断并终止程序。例如，在上面的414处，当风扇转速变化已经开始并且汲取的电流正被测量时，如果驾驶员触发后窗除霜装置，那么额外负载会被置于电池-交流发电机系统上，从而影响风扇诊断程序。基于预期的由于除霜系统引起的汲取的电流的变化可以停用诊断，可以不增加计数器，并且可以摒弃在该中断之前的任何电流汲取测量。另外，即使当其他电力负载运转时从电池汲取的电流的变化可能显著不同于预期的电流汲取，诊断也可以不指示风扇系统退化。

在另一实施例中，通过将针对风扇转速变化的预期的电流汲取表征为系统电压和车速二者的函数，可以消除车速低于阈值的进入条件要求。

在又一实施例中，可以类似地诊断包含给车辆电池充电的机动化的动力传动系统和DC/DC转换器(代替交流发电机)的电动车辆中的冷却风扇系统。

在图5处示出了根据本公开的基于进入条件的风扇诊断的示例运转。映射图500在曲线502处描述了风扇诊断，在曲线504处描述了电流汲取的绝对相对误差，在曲线506处描述了从电池-交流发电机系统汲取的预期的电流，在曲线508处描述了测量的电流汲取，在曲线510处描述了风扇转速，在曲线512处描述了空气调节装置运转，并且在曲线514处描述了车速。此外，直线503表示电流汲取的变化的容许绝对误差阈值，而直线513对应于车速阈值。

在t1之前，车速超过阈值513，并且足够的气流可用于冷却发动机。另外，如早前所阐述的，控制器被编成为在较低车速下具有预期的电流汲取并且可以等待以便直至车速降至阈值513之下才执行风扇诊断。因此，在t1处，随着车速降低并保持在阈值513之下并且没有大的电力负载(例如，空气调节装置)正从电力系统汲取电流，可以通过将风扇从“关闭”位置切换为“低”速位置来激活风扇诊断。在t1与t2之间测量的电流汲取与预期的电流汲取相当，并且不发出退化的信号。在t2处，空气调节装置可能被驾驶员触发，并且风扇转速被阶升至“中”，这会将额外的负载加于系统上，直至t3。除了风扇转速的变化外，电磁压缩机离合器也会在电池-交流发电机系统上增添负载。因此，诊断被中断，并且在t2处结束。在t2之前收集的任何数据都被摒弃，并且控制器等待进入条件被再次满足，这直到t4才会发生。

在t3与t4之间，空气调节装置运转被切断，并且电流汲取稳定，同时车速保持在阈值之下，并且因此在t4处确定用于诊断的进入条件被满足。在t4处，风扇转速增加到“低”位置，并且一旦风扇转速已经稳定，就会获得多个电流汲取读数。在t4与t5之间，曲线508处的测量的电流汲取类似于预期的电流汲取(曲线506)并且绝对误差低于阈值503，不标记退化。

在t5处，车速上升到超过阈值，并且诊断被终止。在t6处，诊断可以被再次激活，因为进入条件被满足并且风扇转速从“关闭”增加到“低”位置，随后在t7处升至“中”速位置，并且之后在t8处提升到“高”速位置。当诊断进入条件继续被满足时，在t9处风扇转速从“高”降至“中”位置，并且在t10处风扇转速被阶降至“低”。在每一次转速变化时，电流汲取的变化的多个读数被获得，并与预期的电流汲取进行比较。在t7与t10之间，描述测量的电流汲取的曲线508高于曲线506所示的预期的电流汲取，因此表明在t7与t10之间绝对相对误差超过容许阈值503以及退化的随后告知(曲线502)。

注意，在诊断开始后曲线502和504马上开始，并且风扇转速在t1、t4、t6、t7、t8、t9、t10处发生变化以表明在计算误差或通过/失效分析之前诊断必须允许一个稳定时间。

应认识到，虽然所描述的示例包含空气调节装置形式的其他电力负载，但其他电力负载还可以包括除霜系统、前灯等。另外，系统电压可以被维持在预定的范围内，以实现风扇诊断的执行。

以此方式，可以在车辆的正常工况下运行冷却风扇诊断分析。通过确保其他更大的电力负载在诊断期间稳定且不发生变化，从电池-交流发电机系统汲取的电流的变化可以归因于风扇系统。通过比较风扇转速改变时的测量的电流变化与预期的变化，能够诊断由于继电器电路的退化而引起的风扇退化。此外，能够在没有另外的传感器的情况下通过使用现有硬件针对退化检查继电器控制的风扇系统，因此导致成本节约。

在另一示例中，提供了一种用于车辆的继电器控制的多速冷却风扇系统的方法。该方法包括，延迟改变附件电流汲取的请求，同时通过致动风扇继电器来命令冷却风扇转速的更改；以及基于哪一个风扇继电器被致动使从电池汲取的电流的变化与冷却风扇系统退化相关联。改变附件电流汲取的请求(例如，增加或降低压缩机转速的请求)可以被延迟，直至在风扇继电器被致动并且电流的变化被识别之后。以此方式，在不被改变的附件电流汲取干扰的情况下，能够更好地识别并指示退化。

注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或更多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以所示顺序、并行地被执行或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作和/或功能中的一个或更多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码。

应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于各种冷却系统配置。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其它的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或更多个这种元件的组合，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/或特性的其他组合和子组合可通过在这个或关联申请中修改现有权利要求或提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (19)

1.一种用于与发动机耦接的继电器控制的多速冷却风扇系统的方法，其包含：

当其他电力负载稳定时：

随着风扇转速发生变化，测量电流；以及

基于所述电流的相对变化指示风扇系统退化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量的电流从电池-交流发电机系统汲取，该方法还包含如果所述其他电力负载变化超过阈值则中止所述测量。

3.根据权利要求2所述的方法，其还包含：

计算测量的电流变化与从所述电池-交流发电机系统汲取的预期的电流变化之间的误差，其中汲取的所述预期的电流基于多个继电器中的哪一个被激活。

4.根据权利要求3所述的方法，其中退化的所述指示基于所述计算的误差。

5.根据权利要求1所述的方法，其中仅当其他电力负载稳定并且车速低于阈值时，测量所述电流。

6.根据权利要求1所述的方法，其还包含：

当基于驾驶员输入预料到所述其他电力负载的变化时，停止所述风扇电流测量。

7.根据权利要求1所述的方法，其中通过调整多个继电器的致动来调整风扇转速。

8.一种用于车辆的继电器控制的多速冷却风扇系统的方法，其包含：

当所有电力负载都没有发生变化时：

通过致动一个或多个风扇继电器来命令冷却风扇转速的更改；

以及

基于哪一个风扇继电器被致动使从电池-交流发电机系统汲取的电流的变化与冷却风扇系统退化相关联。

9.根据权利要求8所述的方法，其中汲取的所述电流的变化与预期的变化进行比较，该方法还包含指示所述退化。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述电力负载包括空气调节压缩机、车辆娱乐系统和后除霜系统。

11.根据权利要求10所述的方法，其中仅当车速低于阈值时，命令所述更改。

12.根据权利要求10所述的方法，其中仅当充电系统电压大于最小阈值但小于最大电压阈值时，命令所述更改。

13.一种用于车辆的系统，其包含：

多个冷却风扇，其与发动机耦接；以及

控制器，其具有被存储在非临时性存储器中的计算机可读指令，以用于：

当所述车辆正比阈值更慢地移动时：

在第一状况期间，当其他电力负载被维持稳定时；

改变一个或多个冷却风扇转速，并基于从电池-交流发电机系统汲取的电流的变化指示风扇系统退化；

以及

在第二状况期间，当其他电力负载正改变时；

停止冷却风扇诊断。

14.根据权利要求13所述的系统，其中停止冷却风扇诊断包括，即使在变化的电力负载期间的电流变化与预期的电流变化的差异超过阈值且同时改变风扇转速，也不指示风扇系统退化。

15.根据权利要求14所述的系统，其中耦接至所述冷却风扇中的一个的发动机冷却风扇马达由继电器控制。

16.根据权利要求13所述的系统，其还包含，在所述第一状况期间，比较随着风扇转速改变从电池-交流发电机系统汲取的电流的差与预期的电流汲取的变化。

17.根据权利要求16所述的系统，其还包含，基于测量的电流汲取与预期的电流汲取之间的相对变化估计误差。

18.根据权利要求17所述的系统，其还包含，比较绝对相对变化与容许阈值。

19.根据权利要求18所述的系统，其中当所述绝对误差超过阈值时，指示冷却风扇系统退化。