[发明专利]活动空气挡板组件的车载诊断

说明书

一种车辆包括车身和活动空气挡板组件。车身具有面向环境气流的第一端和背离环境气流的第二端。该组件设置在第一端或第二端处并且控制车身与路面之间的环境气流。该组件包括可调翼片、致动器、传感器和控制器。翼片在不同的收起位置与展开位置之间移位。致动器例如经由轴移动翼片。每个传感器测量致动器的单独性能参数。控制器执行一种方法以接收所测量的性能参数、使用所接收的性能参数从多个不同的可能故障模式中识别活动空气挡板组件的故障模式，并且执行对应于所识别的故障模式的控制动作。

引言

本公开涉及一种用于执行活动空气挡板组件的车载诊断的系统和方法。机动车辆利用环境气流来冷却位于发动机舱内的动力系部件。环境气流可能会从车身下方或通过前格栅开口进入发动机舱。受致动器控制的空气挡板组件(也被不同地称为主动轮床、前定风翼或前扰流板)可被定位在车辆的前保险杠下方或与其成一体。展开式空气挡板门或翼片相对于环境气流选择性地展开或收起，以便控制进入发动机舱的环境气流的量。另外，可调整翼片的位置以在车身上生成期望的空气动力学下压力，以便增强整体车辆动力学和处理。

发明内容

本文公开了一种用于自动诊断上文通常描述的活动空气挡板组件中的故障模式的系统和方法。空气挡板组件可包括可调整翼片，其由翼片电动机或其它致动器致动。作为翼片致动器的闭环控制的一部分，翼片致动器的位置、电流消耗和反电动势(back-EMF)可由控制器单独感测或计算。例如，可使用位置传感器来测量翼片致动器的输出位置，例如翼片致动器的转子轴的输出位置，根据该输出位置，可确定翼片的相对位置，或可直接测量翼片位置。然而，如果翼片位置与控制器命令的翼片位置不同，那么在没有使用本方法的情况下，控制器通常不能确定位置传感器或翼片是否失效。因此，本公开旨在帮助解决这个潜在的性能问题，而不需要使用附加的传感器硬件，同时能够准确地识别检测到的故障模式的根本原因。

为了准确地隔离活动空气挡板组件的给定故障模式的根本原因，控制器可配置为处理某些致动器性能参数，包括翼片致动器的电流消耗和反电动势以及可能的任何相关联的电压或电流脉冲。翼片致动器的电流消耗可经由电流传感器直接测量，或可根据其它可用电气值(诸如测量的电压和校准的电阻)来计算，如本领域所公知的。为了测量反电动势，进入翼片致动器的脉宽调制(PWM)信号可中断校准持续时间。当PWM信号关闭时，生成可检测的电压和电流尖峰。这些尖峰中的一个可被控制器检测和使用作为定时机构来触发如本文阐述的反电动势的测量。

另外，电流消耗与被施加至翼片致动器的负载或转矩成比例。因此，可如本文阐述般检测和使用电流消耗的变化，以在翼片的命令展开或收起位置的同时确定翼片致动器的负载/转矩变化。翼片致动器的电流消耗的增加在本文被视为翼片致动器正在进行将可调翼片移动至命令展开位置的预期工作的指示，且反之亦然。如果测量的位置与测量的电流消耗不相关，那么控制器可例如通过记录诊断代码和/或采取其它合适的控制动作来记录对应的位置传感器故障。当翼片位置传感器数据和电流消耗充分相关时，但是反映翼片位置与命令的翼片位置不同时，控制器反而可确定翼片本身已经失效并且反而记录翼片故障。

使用反电动势与作用在翼片致动器上的负载或转矩成反比的识别也可检测翼片故障。测量反电动势允许控制器密切监控命令展开或收起翼片的任何时刻的负载。因此，当反向电动势在展开翼片期间从预期变化值变化超过校准量时，可检测并记录翼片故障。

在特定实施例中，一种车辆包括车身和活动空气挡板组件。车身具有面向环境气流的第一端和背离环境气流的第二端。活动空气挡板组件设置在车身的第一端或第二端处，并且配置为控制车身与路面之间的环境气流。另外，活动空气挡板组件包括可调翼片、翼片致动器、多个传感器和控制器。翼片致动器配置为使翼片在相对于路面具有第一高度的收起位置与相对于路面具有第二高度的展开位置之间移位，其中第一高度大于第二高度。翼片致动器配置为使可调翼片在收起位置与展开位置之间且包括收起位置和展开位置的任意位置移动。每个传感器可操作用于测量翼片致动器的单独性能参数。

此实施例中的控制器配置为接收所测量的性能参数、使用性能参数从多个不同的故障模式中识别空气挡板组件的故障模式，并且执行对应于所识别的故障模式的控制动作。