CN102787900A - 执行内燃机的智能冷却泵的开/关诊断的方法 - Google Patents

Abstract

公开了执行内燃机的智能冷却泵的开关诊断方法，内燃机包括至少一个汽缸，其设置有内衬层、外部发动机缸体层和位于其之间的冷却剂层，其中智能冷却泵泵送位于冷却剂层内的冷却剂。本发明实施例包括步骤：a）测量至少包括冷却剂层温度和内衬层温度的多个随时间变动的发动机参数当前值，并测量环境温度当前值；b）通过为每一发动机层求解至少一个焓平衡方程、至少一个热交换方程以及为发动机求解至少一个燃烧热流动方程和至少一个摩擦热流动方程来模拟内衬层的平均温度当前值；c）通过评价内衬层的模拟平均温度和测量温度之间的差值是否大于/小于阈值来进行智能冷却泵的开/关诊断；d)将步骤c中诊断的智能冷却泵开/关状态和内燃机电子控制单元要求的智能冷却泵开/关状态进行比较；e)在智能冷却泵和/或内燃机上执行控制策略。

Description

执行内燃机的智能冷却泵的开/关诊断的方法

技术领域

公开了一种执行用于内燃机的智能冷却泵的开/关诊断的方法。

背景技术

已知智能冷却泵已经被引入内燃机用冷却系统中，其包括至少一个设置有内衬层的汽缸、一个外部发动机缸体层和布置在所述内衬层和所述外部发动机缸体层之间的冷却剂层，以保证至发动机的良好热力学状况，并避免当不被发动机热力学状态所需要时拖拽该智能冷却泵。该部件事实上能够降低CO₂消耗和污染物排放两者。在任何情形中，智能冷却泵的复杂度和关键性需要能够确定泵是否事实上在正常工作的方法，即当工作系统需要时泵是否事实上被打开或关闭。事实上，如果智能冷却泵被正确地诊断，能够采取正确的恢复措施以保护内燃机在智能冷却泵故障时不受损坏，或能够精细地控制冷却剂回路系统以在智能冷却泵正常工作时降低消耗和污染物排放。

已经提出了若干种方法，用于基于内燃机的热力学表现执行对用于内燃机的智能冷却泵的开/关诊断。不幸地，当前没有能够实际地计入内燃机的请求载荷和热力学惯性的影响的可用信号被监视，因此使得提出的开关诊断方法不能实现。

特别地，提出的用于评估内燃机的请求载荷和热力学惯性的方法采用了多个布置在发动机每一层的温度传感器。该温度传感器测量发动机每一层的局部温度，以在任何工作状况中评估发动机的热力学表现。实践中，至少一个温度传感器布置在发动机的每一层上，使得能够尝试在发动机运转期间（即以连续的方式）评估温度和热流变动。不幸地，该方法未以精确的方式计入发动机的发动机热动力学表现，这是由于每一层上的温度仅被局部地测量，且难于估计发动机每一层上的平均温度。这导致对内燃机的热力学表现的非常不精确的估计，且由此对于智能冷却泵的开关诊断的非常不精确的估计。因此，本发明的目的是提供一种用于执行对智能冷却泵的开关诊断的方法，其计入内燃机的请求载荷和发动机热惯量，这在预测智能冷却泵是否事实上处于正常工作中是简单且可靠的。

发明内容

这些目标由用于执行用于内燃机的智能冷却泵的开关诊断的方法所实现，内燃机包括至少一个汽缸，该汽缸设置有内衬层、外部发动机缸体层和位于所述内衬层和外部发动机缸体层之间的冷却剂层，其中所述智能冷却泵泵送位于所述冷却剂层内的冷却剂。该方法包括的步骤有：a）测量至少包括冷却剂层温度和内衬层温度的多个随时间变动发动机参数的当前值，并测量环境温度的当前值；b）通过为所述发动机层中的每一个求解至少一个焓平衡方程、至少一个热交换方程以及为所述发动机求解至少一个燃烧热流动方程和至少一个摩擦热流动方程来模拟所述内衬层的平均温度的当前值；c）通过评价所述内衬层的所述模拟出的平均温度和所述测量出的温度之间的差值是否大于/小于阈值来进行所述智能冷却泵的开/关诊断；d)将步骤c中诊断的所述智能冷却泵的开/关状态和所述内燃机的电子控制单元所要求的所述智能冷却泵的开/关状态进行比较；e)在所述智能冷却泵和/或所述内燃机上执行控制策略。

用另一种方式表达，该方法意图通过采用混合的测量-模拟方法来以简答且可靠的方式获得所述智能冷却泵的开关诊断。因此，一旦一些测量到的随时间变动的参数（即当前测量到的冷却剂层温度和当前测量到的环境温度）被插入所述焓平衡方程以及热交换方程中，则可以非常简单和高效的方式预测所述内衬层的平均温度的当前值。这样的方案允许克服了上述的问题，即所导致的以不可靠的方式测量一个或多个发动机层的局部温度的问题。此外，所述内衬层的所述测量温度和所述模拟平均温度之间的差值的当前值被和预定的阈值进行比较。在该差值大于所述阈值时，这意味着智能冷却泵打开，否则智能冷却泵关闭。

本发明的该实施例提供了一种内燃机的热力学表现的数学模型。根据该模型，提供发动机每一层的热交换方程和熵平衡方程，以从室温温度和冷却剂温度开始评估经过每一次的热流以及由此导致的每一层上的平均温度。

从燃烧室至汽缸衬层的热流从喷入的燃料质量或流量可获知，且发动机热效率从为每一发动机执行的总热力学平衡测试已知。

在发动机缸体和环境之间的热传输系数被作为发动机附近的空气流动状况的函数计算，即作为车辆速度的函数以及作为在气流计中测得的空气温度的函数计算。

因此，提出的方法以正确的方式记录了每个发动机层的热惯量，从输入开始，求解七个方程组成的方程组计算出内衬层的平均温度，且可应用于其中恒温装置关闭的全部状况。该方案通过简单地标定发动机特性而针对每一个应用进行微调。

此外，所述多个测量到的随时间变动的发动机参数包括发动机转速和机油温度。

根据本发明的实施例，在所述步骤b）前，该方法包括模拟此外的多个随时间变动的发动机参数的当前值的步骤，这些参数至少包括发动机摩擦力扭矩、发动机缸体/环境热传输系数、和冷却剂/发动机缸体热传输系数。特别地，发动机缸体/环境热传输系数被作为车辆速度的函数模拟。该模拟此外的多个随时间变动的参数的步骤可在步骤a）之前或之后相同地执行。

在步骤b)前，该方法还包括设定多个恒定发动机参数的当前值的步骤，该多个恒定发动机参数至少包括衬层质量、冷却剂质量、发动机缸体质量、润滑机油质量、冷却剂/发动机缸体面积、发动机缸体/环境面积、衬层比热容、冷却剂比热容、发动机缸体比热容、机油比热容。这些恒定的参数不取决于时间，且为选定用于诊断的特定内燃机的本征。该设定多个恒定发动机参数的当前值的步骤可在步骤a）之前或之后相同地执行。

在所述步骤c）后，该方法包括步骤d），将在步骤c）中诊断出的所述智能冷却泵的开关状态和由用于所述内燃机的电子控制单元所要求的所述智能冷却泵的开关状态进行比较。在实践中，一旦开关状态被诊断出，则能够通过将诊断出的开关状态和由电子控制单元所要求的开关状态进行比较而证实智能冷却泵是否在正常工作。此外，在该步骤d）后，该方法包括在所述智能冷却泵和/或所述内燃机上执行控制策略的步骤e）。因此，例如，如果诊断出的状态是打开的，而请求的状态是关闭的，即基于在所述步骤d）执行的比较，能够采取正确的恢复措施，以保护内燃机不受损害。相对地，如果诊断出的状态是打开的，且请求的状态是打开的，则能够精细地控制智能冷却泵以降低内燃机的消耗和污染物排放。

本发明的实施例的另一方面提供了一种计算机程序，其包括用于执行如上所述的用于内燃机的智能冷却泵的开关诊断的计算机可执行编码。特别地，所述计算机程序存储在计算机可读介质或合适的存储单元中，且包括：计算机可执行编码，用于测量至少包括冷却剂层温度和内衬层温度的所述多个随时间变动的发动机参数的当前值，和测量环境温度的当前值；计算机可执行编码，用于通过为所述发动机层中的每一个求解至少一个焓平衡方程和至少一个热交换方程，以及为所述发动机求解至少一个燃烧热流动方程和至少一个摩擦热流动方程而模拟所述内衬层的平均温度的当前值；计算机可执行编码，用于通过评估在所述内衬层的所述模拟出的平均温度和所述测量出的温度之间的差值是否大于/小于阈值来执行所述智能冷却泵的开关诊断；计算机可执行编码，用于将所述智能冷却泵的诊断出的开/关状态和所述内燃机的电子控制单元所要求的所述智能冷却泵的开/关状态进行比较；和计算机可执行编码，用于在所述智能冷却泵和/或所述内燃机上执行控制策略。

附图说明

本发明的实施例的其他优点和特征将在下文中参照附图、仅作为非限制性示例的描述中更加明显，其中：

图1和2是根据本发明的可能的实施例的机动车系统的示意图；

图3是根据本发明的实施例的内燃机一部分的示意图；

图4是根据本发明的实施例、用于执行用于内燃机的智能冷却泵的开/关诊断的电子控制设备的示意图；和

图5是根据本发明的实施例、用于执行用于内燃机的智能冷却泵的开/关诊断的方法的完整逻辑概览的流程图。

附图标记

11图表块

12图表块

13图表块

14图表块

15图表块

16判定块

17图表块

18图表块

19判定块

20图表块

21图表块

(1)内衬层焓平衡方程，

(2)冷却剂焓平衡方程，

(3)发动机缸体焓平衡方程，

(4)冷却剂/发动机缸体热交换方程

(5)发动机缸体/环境热交换方程

(6)发动机的燃烧热流动方程

(7)发动机的摩擦热流动方程，

100机动车系统

103智能冷却泵

104温度传感器

105温度传感器

106转速传感器

107温度传感器

110内燃发动机

120发动机缸体

125汽缸

130汽缸盖

131冷却线路

135凸轮轴

140活塞

145曲轴

150燃烧室

155凸轮移相器

160燃料喷射器

170燃料轨道

180高压燃料泵

190燃料源

200进气歧管

205空气进气管道

210进气口

215阀门

220口

230涡轮增压器

240压缩机

260涡轮

260中冷器

270排气系统

275排气管

280后处理装置

290可变形状涡轮（VGT)促动器

300排气再循环（EGR）系统

310EGR冷却器

320EGR阀

330节流器本体

340质量空气流动和温度传感器

350歧管压力和温度传感器

360燃烧压力传感器

380冷却剂和机油温度和水平传感器

400燃料轨道压力传感器

410凸轮位置传感器

420曲轴位置传感器

430排气压力和温度传感器

440EGR温度传感器

445加速器踏板位置传感器

450电子控制单元（ECU）

A面向环境的发动机缸体面积

A_EB面向冷却剂的发动机缸体面积

C冷却剂层

c_pl衬层比热容

c_pc冷却剂比热容

c_EB发动机缸体比热容

c_oil机油比热容

E_B发动机缸体层

h_a发动机缸体/环境热交换系数

h_EB冷却剂/发动机缸体热交换系数

L衬层

M_F发动机摩擦扭矩

m_l衬层质量

m_c冷却剂质量

m_EB发动机质量

m_oil机油质量

n发动机速度

从燃烧室至衬套的热流动

从衬套至冷却剂的热流动

从冷却剂至发动机缸体的热流动

摩擦造成的热流动

从发动机缸体至环境的热流动

T_EB发动机缸体温度

T_a环境温度

T_L衬套温度

T_C冷却剂层温度

T_oil机油温度

T_Cin输入冷却剂温度

T_Cout输出冷却剂温度

具体执行方式

一些实施例可包括汽车系统100，如图1和2所示，其包括内燃发动机（ICE）110，其包括限定了至少一个具有联接以旋转曲轴145的活塞140的汽缸125的发动机缸体120。汽缸盖130和活塞140协作以限定燃烧室150。燃料和空气混合物（未示出）被布置在燃烧室150中且点燃，导致热的膨胀的排气，其导致活塞140的往复运动。燃料由至少一个燃料喷射器160提供，而空气通过至少一个进气口210提供。燃料以高压从燃料轨道170提供至燃料喷射器160，燃料轨道170和高压燃料泵180流体连通，该高压燃料泵180增加从燃料源190处接收的燃料的压力。每一个汽缸125都包括至少两个阀门215，其由正时地与曲轴145一起旋转的凸轮轴135促动。阀门215选择地允许空气从口210进入燃烧室150，并替换地允许排气通过口220离开。在一些示例中，凸轮移相器155可选择地变动凸轮轴135和曲轴145之间的正时。

空气可通过进气歧管200配送至空气进气口（一个或多个）210。空气进气管道205可从周围环境提供空气至进气歧管200。在其他实施例中，可提供节流器本体330以调节进入歧管200中的空气流动。在此外的其他实施例中，可提供诸如涡轮增压器230的强制进气系统，其包括旋转地联接至涡轮250的压缩机240。压缩机240的旋转增加了管道205和歧管200中的空气的压力和温度。布置在管道205中的中冷器260可降低空气的温度。涡轮250通过从排气歧管225接收排气而旋转，其将排气从排气口220引导通过一系列叶片，继而通过涡轮250膨胀。排气离开涡轮250并被引导进入排气系统270中。该示例示出了可变形状涡轮（VGT），其具有布置为移动叶片以改变通过涡轮250的排气的流动的VGT促动器290。在其他实施例中，涡轮增压器230可为固定形状的和/或包括废气门。

排放系统270可包括排气管275，其具有一个或多个排气后处理装置280。后处理装置可为配置为改变排气成分的任意装置。后处理装置280的一些示例包括但不限于，催化转换器（双路或三路的）、氧化催化器、稀NO_x采集器、碳氢化合物吸收器、选择催化还原（SCR）系统和颗粒过滤器。其他实施例可包括排气循环(EGR)系统300，其联接在排气歧管225和进气歧管200之间。EGR系统300可包括EGR冷却器310，以降低EGR系统300中的排气的温度。EGR阀门320调节EGR系统300中的排气的流动。

汽车系统100还可包括电子控制单元（ECU）450，其和一个或多个与ICE110相关的装置和/或传感器连通。ECU450可从多个传感器处接收信号，传感器被配置为产生信号，该信号和与ICE110相关的各个物理参数成比例。传感器包括但不限于质量空气流量和温度传感器340、歧管压力和温度传感器350、燃烧压力传感器360、冷却剂和机油温度和水平传感器380、燃料轨道压力传感器400、凸轮位置传感器410、曲轴位置传感器420、排气压力和温度传感器430、EGR温度传感器440、和加速器踏板位置传感器445。此外，ECU可产生至各个控制装置的输出信号，该控制装置被配置为控制ICE110的运行，其包括但不限于，燃料喷射器160、节流器本体330、EGR阀320、VGT促动气290、和凸轮移相器155。注意，虚线用于指示ECU450和各个传感器和装置之间的连通，但一些出于清楚的目的被忽略。

现在转向ECU450，该装置可包括和存储器系统以及接口总线连通的数字中央处理器(CPU)。CPU被配置为执行作为程序存储在存储器系统中的指令，并发送信号至接口总线以及从接口总线接收信号。存储器系统可包括多种存储器类型，包括光存储器、磁存储器、固态存储器、以及其他非易失性存储器。接口总线可被配置为发送、接收、和调制模拟和/或数字信号至/从各个传感器和控制装置。程序可实现此处公开的方法，允许CPU执行该方法步骤并控制ICE110。

图3示出了上述内燃机（ICE）110的一部分，其包括发动机缸体120，该缸体限定了包括被联接以旋转曲轴145的活塞140的至少一个汽缸125。此外，如上所述，汽缸盖130和活塞140协作以限定燃烧室150。所述至少一个汽缸125设置有内衬层L、外部发动机缸体层EB和布置在所述内衬层L和所述外部发动机缸体层EB之间的冷却剂层C。

此外，图4是包括ICE110和用于在所述冷却剂层C内循环冷却剂流体的智能冷却泵103的机动车系统100的简化块状图。设置有多个合适的传感器，以测量多个随时间变动参数的当前值。更详尽地，温度传感器380安装在冷却剂层106上，用于测量冷却流体的温度Tc,且温度传感器120外部安装至发动机缸体120，用于测量环境温度T_a或进气温度。此外，为了提供具有发动机转速n和机油温度T_oil的当前测量值的信号，转速传感器106和温度传感器107安装在所述发动机缸体120，而用于所述ICE的质量燃料流速的当前值由ECU450提供。ECU450也在所述ICE110工作期间打开或关闭所述智能冷却泵，并由此控制所述智能冷却泵103的请求的开/关状态。

执行所述智能冷却泵103的开/关诊断的方法是基于对所述内衬层L的平均温度T_avgL的模拟，该模拟从环境温度T_a、或进气温度、以及冷却剂温度T_c开始。在图3中，指向特定层的参数具有和用于该特定层的附图标记相同的下标。

图5中示出了用于执行用于所述ICE110的所述智能冷却泵103的开关诊断的方法的完整逻辑概览。

在图5中的左边是确定系统状况的步骤，而图5中的右边示意地示出了在各个阶段中为了建立当前的操作系统状况而受控的参数。

总体地，块11示出了步骤a），其测量至少包括冷却剂层温度T_c和内衬层温度TL的多个随时间变化的发动机参数以及环境温度的当前值，而块12示出了步骤b），其通过为所述发动机层L、A、EB中的每一个求解至少焓平衡方程1、2、3和热交换方程4、5，以及通过为所述ICE110求解热流动方程6和摩擦热流动方程7而模拟所述内衬层L的平均温度T_avgL的当前值。

更详尽地，块12包含用于确定所述内衬层L的平均温度TavgL的当前值的一组方程，其中包括：

-内衬层焓平衡方程，

${\stackrel{\·}{Q}}_l-{\stackrel{\·}{Q}}_{c1}=c_l{c}_{\mathrm{pl}}\frac{{\mathrm{dT}}_l}{\mathrm{dt}}---\left(1\right)$

c_pl=衬套比热容

T_l=衬套温度

-冷却剂焓平衡方程，

${\stackrel{\·}{Q}}_{c1}-{\stackrel{\·}{Q}}_{c2}={\stackrel{\·}{m}}_c{c}_{\mathrm{pc}}(T_{c_{\mathrm{in}}}-T_{c_{\mathrm{out}}})+m_c{c}_{\mathrm{pc}}\frac{{\mathrm{dT}}_{c_{\mathrm{out}}}}{\mathrm{dt}}---\left(2\right)$

c_pc=冷却剂比热容

m_c=冷却剂质量

假设

-发动机缸体焓平衡方程，

${\stackrel{\·}{Q}}_{c2}+{\stackrel{\·}{Q}}_F-{\stackrel{\·}{Q}}_a=m_{\mathrm{EB}}{c}_{\mathrm{pEB}}\frac{{\mathrm{dT}}_{\mathrm{EB}}}{\mathrm{dt}}+m_{\mathrm{oil}}{c}_{\mathrm{poil}}\frac{{\mathrm{dT}}_{\mathrm{oil}}}{\mathrm{dt}}---\left(3\right)$

T_EB=发动机缸体温度

m_EB=发动机缸体质量

c_poil=机油比热容

c_pEB=发动机缸体比热容

T_oil=机油温度

-冷却剂/发动机缸体热交换方程，

${\stackrel{\·}{Q}}_a=h_{a}A(T_{\mathrm{EB}}-T_a)---\left(4\right)$

h_a=发动机缸体和环境之间的热传输系数

A=发动机缸体面对环境的面积

T_a=环境温度

-发动机缸体/环境热交换方程，

${\stackrel{\·}{Q}}_{c2}=h_{\mathrm{EB}}{A}_{\mathrm{EB}}(T_{c_{\mathrm{out}}}-T_{\mathrm{EB}})---\left(5\right)$

h_EB=冷却剂和发动机缸体之间的热传输系数

A_EB=发动机缸体面对冷却剂的面积（测量值）

-发动机的燃烧热流动方程，

${\stackrel{\·}{Q}}_F=M_F\frac{n}{60}---\left(6\right)$

M_F=摩擦扭矩（计算值）

n=发动机速度（测量值）

-发动机的摩擦热流动方程，

${\stackrel{\·}{Q}}_l=\frac{{\stackrel{\·}{m}}_F\·H_i\·v\·n\·n_{\mathrm{cyl}}\·{\mathrm{\η}}_t}{120}---\left(7\right)$

H_i=燃料的热值

v=燃料比重

n_cyl=汽缸数量

η_t=发动机热效率

在所述开关诊断方法中，特别是在步骤a）中，发动机转速n和机油温度T_oil由相应的传感器测量，而所述发动机的质量燃料流速M_F通过喷射的燃料质量已知。

此外在块13中，在块12中示出的所述步骤b）前，示出了模拟此外的多个随时间变动的发动机参数的当前值的步骤，这些参数至少包括发动机摩擦扭矩M_F、发动机缸体/环境热传输系数h_a、和冷却剂/发动机缸体热传输系数h_EB。特别地，所述发动机缸体/环境热传输系数h_a被作为车速的函数进行模拟；事实上，在小于3km/h的车速上，对流被认为是自然的，而在大于3km/h的车速上，对流可被认为是强制的。应指出可在0至10km/h的区间内选择车速。

此外，在块12中示出的步骤b）之前，该方法包括设定多个恒定发动机参数的当前值的步骤。该步骤在块14中示出。这样的多个恒定参数包括衬层质量m_l、冷却剂质量m_c、发动机缸体质量m_EB、润滑机油质量m_oil、冷却剂/发动机缸体面积A_EB、发动机缸体/环境面积A、衬层比热容c_pl、冷却剂比热容c_pc、发动机缸体比热容c_EB、机油比热容c_oil。因此，这些恒定参数限定了将在整个开关诊断过程中被监测且不变动的内燃机的本征。

再一次地，块15和16示出了通过评估所述内衬层L的模拟出的平均温度TavgL和测量出的温度之间的差值D是否大于/小于阈值T而进行所述智能冷却泵103的开/关诊断的步骤c）。

特别地，在所述计算出的差值D大于预设的阈值T的情形中，其意味着智能冷却泵103被认为是打开的，如图17所示，而在计算出的差值D小于所述阈值T的情形中，其意味着智能冷却泵103被认为是关闭的，如块18所示。因此，以简单且可靠的方式证实智能冷却泵103是否在正常地工作是可能的，即通过将模拟值（所述内衬层L的平均温度T_avgL）和测量值（所述内衬层L的温度T_L）之间的差值和阈值T进行比较。

此外，块18示出了步骤d），将在步骤c）中诊断出的所述智能冷却泵的开/关状态和由用于所述内燃机110的电子控制单元450所要求的所述智能冷却泵103的开/关状态进行比较。事实上，一旦所述智能冷却泵103的开关状态被诊断出，则能够通过将诊断出的开关状态和由电子控制单元450所要求的开/关状态进行比较而证实智能冷却泵103是否在正常工作。

最终，块19和20示出了步骤e），基于在步骤d）中进行的比较在所述智能冷却泵103和/或所示内燃机110上执行控制策略。

因此，例如，如果智能冷却泵103的诊断状态是开，而ECU的请求状态是关闭，能够采取正确的恢复措施以保护内燃机110不被损坏，如块19所示。相对地，如果智能冷却泵103的诊断出的状态和请求的状态都是打开的，则能够精细地控制智能冷却泵103以降低内燃机110的消耗和污染物排放，如块20所示。自然地，在智能冷却泵103和/或所示内燃机110上相同的控制策略也在智能冷却泵103的诊断出的状态是关闭的情形中、或在其中智能冷却泵103的诊断出的状态是关闭的且请求的状态是关闭的的情形中适用。在上述第一种情形中，能够采取必须的恢复措施以保护内燃机110不受损坏，而在第二种情形中能够精细地控制智能冷却泵103以降低内燃机110的消耗和污染物排放。

执行用于上述内燃机110的智能冷却泵103的开关诊断的方法可由计算机程序执行，该计算机程序包括用于执行已结合图5在上文中描述的控制步骤的程序编码（计算机可执行编码）。

该计算机程序包括用于执行内燃机110用智能冷却泵103的开关诊断，该内燃机110包括至少一个汽缸125，该汽缸设置有内衬层L、外部发动机缸体层EB和位于内衬层L和外部发动机缸体层EB之间的冷却剂层C，其中智能冷却泵103泵送位于冷却剂层C内的冷却剂。

计算机程序包括：计算机可执行编码，用于测量包括冷却剂层温度Tc的多个测量出的随时间变动的发动机参数的当前值，和环境温度Ta的当前值；计算机可执行编码，用于通过为发动机层L、C、EB中的每一个求解至少一个焓平衡方程1、2、3和至少一个热交换方程4、5，以及为ICE110求解燃烧热流动方程6和摩擦热流动方程7而模拟内衬层L的平均温度TL的当前值；计算机可执行编码，用于模拟多个随时间变动的发动机参数的当前值；计算机可执行编码，用于通过评估在内衬层L的模拟出的平均温度TavgL和测量出的温度TL之间的差值D是否大于/小于阈值T来执行智能冷却泵103的开/关诊断；计算机可执行编码，用于将智能冷却泵103的诊断出的开/关状态和内燃机110的电子控制单元450所要求的智能冷却泵103的开/关状态进行比较；和计算机可执行编码，用于在智能冷却泵和/或内燃机上执行控制策略。

根据本发明的方面，计算机程序存储在连接至或和内燃机110用电子控制装置整体制成的存储单元或计算机可读介质（诸如CD、DVD、闪存、硬盘等）上。计算机程序也可被实现为电磁信号，信号被调制以承载代表用于执行方法的全部步骤的计算机程序的数据位序列。

电子控制装置450设置有微处理器或任何本领域中已知的合适的装置，用于接收计算机程序的计算机编码和用于执行这些编码。

电子控制装置可由本领域中已知的专用硬件制成，例如电子控制单元（ECU）450，由图1和4示出。

电子控制单元450包括内部存储单元，其上存储有允许通过使用从传感器接收到的多个随时间变动的参数的当前值而执行智能冷却泵的开关诊断的计算机程序。

如已解释的，ECU450的微处理器接收并执行计算机程序编码以执行智能冷却泵103的开关诊断，用于冷却剂层C内的冷却剂流体的循环和/或在智能冷却泵103和/或内燃机110上执行控制策略。

应注意上述恒定参数（其代表了待诊断的特定发动机的化学-物理-几何形状特性，且对于每一个发动机来说都是特有的）被存储在合适的存储单元中或计算机可读介质上，且优选地，根据本发明的方面的计算机程序和所述恒定参数的值被存储在相同的存储单元或计算机可读介质上。

尽管在前述的概述以及详细描述中示出了至少一个示例性实施例，应理解存在很多数量的变动之处。应理解所述一个或多个示例性实施例仅为实例，而不意图以任何方式限定范围、用途或配置。而是，上述概述和详细描述将为本领域技术人员提供用于执行至少一个示例性实施例的方便的说明，被理解的是可对示例性实施例中描述的元件的功能和布置进行各种变动，而不背离如在所附的权利要求书以及其法律意义上的等价物中阐明的范围。

Claims (8)

1.一种用于执行用于内燃机（110）的智能冷却泵（103）的开/关诊断的方法，所述内燃机包括至少一个汽缸（125），该汽缸设置有内衬层（L）、外部发动机缸体层（EB）和位于所述内衬层和外部发动机缸体层之间的冷却剂层（C)，其中所述智能冷却泵（103）泵送位于所述冷却剂层内的冷却剂，所述方法包括步骤：

a)测量至少包括冷却剂层温度（T_c）和内衬层温度（T_L）的多个随时间变动的发动机参数的当前值，并测量环境温度（T_a）的当前值；

b）通过为所述发动机层(L、C、EB）中的每一个求解至少一个焓平衡方程（1、2、3），至少一个热交换方程（4、5）以及为所述内燃机求解至少一个燃烧热流动方程（6）和至少一个摩擦热流动方程（7）来模拟所述内衬层（L）的平均温度（TavgL）的当前值；

c）通过评估所述内衬层（L）的模拟出的平均温度（TavgL）和测量出的温度（TL）之间的差值（D）是否大于/小于阈值（T）而确定所述智能冷却泵（103）的开/关状态；

d）将在步骤c）中诊断出的所述智能冷却泵（103）的开/关状态和由用于所述内燃机（110）的电子控制单元（450）所要求的所述智能冷却泵（103）的开/关状态进行比较；

e）基于在步骤d）中执行的状态比较而在所述智能冷却泵和/或所述内燃机上执行控制策略。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述多个测量出的随时间变动的发动机参数还包括发动机转速（n）和机油温度（T_oil）。

3.如权利要求2所述的方法，其中在所述步骤b）前，该方法包括模拟此外的多个随时间变动的发动机参数的当前值的步骤，这些参数至少包括发动机摩擦扭矩（M_F）、发动机缸体/环境热传输系数（h_a）、和冷却剂/发动机缸体热传输系数（h_EB）。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述发动机缸体/环境热传输系数（h_a)被作为车辆速度的函数模拟。

5.如权利要求2至4中任意一项所述的方法，其中在所述步骤b）之前，该方法包括设定多个恒定发动机参数的步骤，这些参数至少包括衬套质量（m_l）、冷却剂质量（m_c）、缸体发动机质量（m_EB）、润滑机油质量（m_oil）、冷却剂/发动机缸体面积（A_EB）、发动机缸体/环境面积（A）、衬套比热容（c_pl）、冷却剂比热容（c_pc）、发动机缸体比热容（c_EB）和机油比热容（c_oil）。

6.一种计算机程序，其包括计算机编码，用于执行用于内燃机（110）的智能冷却泵的开/关诊断，所述内燃机包括至少一个汽缸（125），该汽缸设置有内衬层（L）、外部发动机缸体层（EB）和位于所述内衬层和外部发动机缸体层之间的冷却剂层（C），其中所述智能冷却泵泵送位于所述冷却剂层内的冷却剂，所述计算机程序存储在计算机可读介质或合适的存储单元上，且包括：

-计算机可执行编码，用于测量至少包括冷却剂层温度（T_c）和内衬层温度（T_L）的多个随时间变动的发动机参数的当前值，并测量环境温度（T_a）的当前值；

-计算机可执行编码，通过为所述发动机层(L、C、EB）中的每一个求解至少一个焓平衡方程（1、2、3）、至少一个热交换方程（4、5）以及为所述发动机（110）求解至少一个燃烧热流动方程（6）和至少一个摩擦热流动方程（7）来模拟所述内衬层（L）的平均温度（TavgL）的当前值；

-计算机可执行编码，通过评估在所述内衬层L的模拟出的平均温度TavgL和测量出的温度之间的差值D是否大于/小于阈值T而进行所述智能冷却泵103的开/关诊断；

-计算机可执行编码，用于将诊断出的所述智能冷却泵（103）的开/关状态和由用于所述内燃机（110）的电子控制单元（450）所要求的所述智能冷却泵（103）的开/关状态进行比较；

-计算机可执行编码，用于在所述智能冷却泵和/或所述内燃机上执行控制策略。

7.一种计算机可读介质，存储有根据权利要求6的计算机程序。

8.一种用于内燃机的电子控制装置，其包括微处理器和存储器，该储存器用于存储如权利要求6所述的计算机程序，其包括计算机编码，用于执行用于内燃机的智能冷却泵的开/关诊断，所述内燃机包括至少一个汽缸，该汽缸设置有内衬层（L）、外部发动机缸体层（EB）和位于所述内衬层和外部发动机缸体层之间的冷却剂层（C），其中所述智能冷却泵泵送位于所述冷却剂层内的冷却剂，所述微处理器能够接受和执行所述计算机程序的所述计算机可执行编码。

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