[發明專利]活動空氣擋板組件的車載診斷

有效

• 申請號: 201711293314.5
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108215776B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: A·K·阿卜杜阿齊祖;P·孫塔拉林加姆
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B60K11/08
• 分類號: B60K11/08;B62D35/02;B60W50/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜云霞;安文森

一種車輛包括車身和活動空氣擋板組件。車身具有面向環境氣流的第一端和背離環境氣流的第二端。該組件設置在第一端或第二端處并且控制車身與路面之間的環境氣流。該組件包括可調翼片、致動器、傳感器和控制器。翼片在不同的收起位置與展開位置之間移位。致動器例如經由軸移動翼片。每個傳感器測量致動器的單獨性能參數。控制器執行一種方法以接收所測量的性能參數、使用所接收的性能參數從多個不同的可能故障模式中識別活動空氣擋板組件的故障模式，并且執行對應于所識別的故障模式的控制動作。

引言

本公開涉及一種用于執行活動空氣擋板組件的車載診斷的系統和方法。機動車輛利用環境氣流來冷卻位于發動機艙內的動力系部件。環境氣流可能會從車身下方或通過前格柵開口進入發動機艙。受致動器控制的空氣擋板組件(也被不同地稱為主動輪床、前定風翼或前擾流板)可被定位在車輛的前保險杠下方或與其成一體。展開式空氣擋板門或翼片相對于環境氣流選擇性地展開或收起，以便控制進入發動機艙的環境氣流的量。另外，可調整翼片的位置以在車身上生成期望的空氣動力學下壓力，以便增強整體車輛動力學和處理。

發明內容

本文公開了一種用于自動診斷上文通常描述的活動空氣擋板組件中的故障模式的系統和方法。空氣擋板組件可包括可調整翼片，其由翼片電動機或其它致動器致動。作為翼片致動器的閉環控制的一部分，翼片致動器的位置、電流消耗和反電動勢(back-EMF)可由控制器單獨感測或計算。例如，可使用位置傳感器來測量翼片致動器的輸出位置，例如翼片致動器的轉子軸的輸出位置，根據該輸出位置，可確定翼片的相對位置，或可直接測量翼片位置。然而，如果翼片位置與控制器命令的翼片位置不同，那么在沒有使用本方法的情況下，控制器通常不能確定位置傳感器或翼片是否失效。因此，本公開旨在幫助解決這個潛在的性能問題，而不需要使用附加的傳感器硬件，同時能夠準確地識別檢測到的故障模式的根本原因。

為了準確地隔離活動空氣擋板組件的給定故障模式的根本原因，控制器可配置為處理某些致動器性能參數，包括翼片致動器的電流消耗和反電動勢以及可能的任何相關聯的電壓或電流脈沖。翼片致動器的電流消耗可經由電流傳感器直接測量，或可根據其它可用電氣值(諸如測量的電壓和校準的電阻)來計算，如本領域所公知的。為了測量反電動勢，進入翼片致動器的脈寬調制(PWM)信號可中斷校準持續時間。當PWM信號關閉時，生成可檢測的電壓和電流尖峰。這些尖峰中的一個可被控制器檢測和使用作為定時機構來觸發如本文闡述的反電動勢的測量。

另外，電流消耗與被施加至翼片致動器的負載或轉矩成比例。因此，可如本文闡述般檢測和使用電流消耗的變化，以在翼片的命令展開或收起位置的同時確定翼片致動器的負載/轉矩變化。翼片致動器的電流消耗的增加在本文被視為翼片致動器正在進行將可調翼片移動至命令展開位置的預期工作的指示，且反之亦然。如果測量的位置與測量的電流消耗不相關，那么控制器可例如通過記錄診斷代碼和/或采取其它合適的控制動作來記錄對應的位置傳感器故障。當翼片位置傳感器數據和電流消耗充分相關時，但是反映翼片位置與命令的翼片位置不同時，控制器反而可確定翼片本身已經失效并且反而記錄翼片故障。

使用反電動勢與作用在翼片致動器上的負載或轉矩成反比的識別也可檢測翼片故障。測量反電動勢允許控制器密切監控命令展開或收起翼片的任何時刻的負載。因此，當反向電動勢在展開翼片期間從預期變化值變化超過校準量時，可檢測并記錄翼片故障。

在特定實施例中，一種車輛包括車身和活動空氣擋板組件。車身具有面向環境氣流的第一端和背離環境氣流的第二端。活動空氣擋板組件設置在車身的第一端或第二端處，并且配置為控制車身與路面之間的環境氣流。另外，活動空氣擋板組件包括可調翼片、翼片致動器、多個傳感器和控制器。翼片致動器配置為使翼片在相對于路面具有第一高度的收起位置與相對于路面具有第二高度的展開位置之間移位，其中第一高度大于第二高度。翼片致動器配置為使可調翼片在收起位置與展開位置之間且包括收起位置和展開位置的任意位置移動。每個傳感器可操作用于測量翼片致動器的單獨性能參數。

此實施例中的控制器配置為接收所測量的性能參數、使用性能參數從多個不同的故障模式中識別空氣擋板組件的故障模式，并且執行對應于所識別的故障模式的控制動作。