CN104110298A - 用于判断恒温器的故障的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于判断恒温器的故障的系统和方法，包括控制器，该控制器构造成测量冷却液温度和冷却液模型温度并当冷却液温度大于第一参考温度并且冷却液模型温度等于或小于第二参考温度时确定机油的温度。此外，控制器构造成将机油的温度用作自变量确定恒温器的打开状态或关闭状态并且判断恒温器的打开状态是否存在故障。

Description

用于判断恒温器的故障的系统和方法

相关申请的交叉引用

根据美国法典第35篇第119(a)节，本申请要求于2013年4月17日提交的韩国专利申请第10-2013-0042469号的权益。

技术领域

本发明涉及一种用于判断（diagnose）恒温器的故障的系统和方法，更具体地，涉及这样一种用于判断恒温器的障碍的系统和方法：其感测在发动机变热之前由于受废气再循环（ERG）冷却器的影响而导致的冷却液温度的上升所造成的恒温器打开功能的故障。

背景技术

恒温器为在车辆中布置在水泵和散热器之间的装置并根据冷却液的温度通过打开或关闭阀保持恒定的发动机温度。恒温器使用随着温度的变化而收缩或膨胀的材料（诸如蜡或者颗粒状物）当冷却液温度降低至预定阈值时通过收缩并关闭阀以及当冷却液温度上升时通过热膨胀并打开阀而使冷却液循环至散热器。

然而，当恒温器打开（在下文中被称为“打开状态”）并固定时，保持冷却液流动至散热器，特别是，在冷启动的初期，并且发动机变热的时刻延迟，燃烧稳定性以及催化剂活化劣化。作为预防该问题的措施，需要判断出恒温器的打开状态的故障。

图1是示意性地示出了冷却液在配备有EGR系统的结构中的流动的示例性视图。参照图1，在应用EGR系统的情况下，当由于通过EGR冷却器2交换热的冷却液的影响而导致冷却液的温度迅速上升时，在发动机变热之前恒温器3打开并冷却发动机1，从而延迟发动机变热的时刻。

然而，即使恒温器3早在发动机1变热之前打开，用于判断故障的现有系统可能没有识别出问题，而可能将其识别为恒温器的正常打开状态。此外，甚至在这种类型的系统中，由于EGR冷却器的影响，可能难以在发动机变热之前精确地判断恒温器的打开的问题。

以上作为本发明的现有技术提供的说明仅用于帮助理解本发明的背景技术，而不应该被解释成包括在由本领域技术人员已知的现有技术中。

发明内容

本发明提供了一种用于判断恒温器的故障的系统和方法，其感测在发动机变热之前由于受EGR冷却器的影响而导致的冷却液温度的增加所造成的恒温器打开状态的故障。

具体地，一种用于判断恒温器的故障的方法，包括：测量步骤，其测量冷却液温度和冷却液模型温度；第一油确定步骤，其在冷却液温度大于第一参考温度并且冷却液模型温度为第二参考温度或更小时确定机油（engine oil，发动机油）的温度；以及第一判断步骤，其将机油的温度用作自变量（independent variable，独立变量）来确定恒温器的打开状态或关闭状态并判断恒温器的打开状态是否存在故障。

测量步骤可包括第一故障步骤，其在冷却液温度为第一参考温度或更小并且冷却液模型温度大于第二参考温度时确定恒温器处于打开状态并且冷却液温度传感器出现故障。此外，第一油测定步骤可包括正常步骤，其在机油的温度为第三参考温度或更大时确定恒温器处于关闭状态并且恒温器的关闭状态为正常工作状态（例如，未监测出故障）。

第一油测定步骤可包括：第一燃料确定步骤，其在机油的温度小于第三参考温度时确定燃料的温度；以及第二故障步骤，其在燃料的温度小于第四参考温度时确定恒温器处于打开状态并且恒温器的打开状态为异常工作状态（例如，监测出故障）。

第一燃料确定步骤可包括：第二油确定步骤，其在燃料的温度等于或大于第四参考温度时在冷却风扇运转的情况下确定机油的温度；以及第二判断步骤，其将机油的温度用作自变量来确定恒温器的打开状态或关闭状态。

第二油测定步骤可包括正常步骤，其在机油的温度等于或大于第三参考温度时测定恒温器处于关闭状态而且恒温器的关闭状态为正常工作状态。此外，第二油测定步骤可包括：第二燃料确定步骤，其在机油的温度小于第三参考温度时确定燃料的温度；以及第二故障步骤，其在燃料的温度小于第四参考温度时确定恒温器处于打开状态并且恒温器的打开状态为异常工作状态。

此外，第二油测定步骤可包括正常步骤，其在燃料的温度等于或大于第四参考温度的时刻的次数是时刻的参考次数或更大时确定恒温器处于关闭状态而且恒温器的关闭状态为正常工作状态。

该方法可进一步包括状态确定步骤，其在启动发动机时确定是否为冷启动状态。

附图说明

现将参考附图中示出的某些示例性实施方式详细地描述本发明的上述及其他特征，这些实施方式在下文中仅通过例证的方式给出，因而并非限制本发明，在附图中；

图1为示出了当应用根据现有技术的EGR系统时冷却液的流动的示例性视图；

图2为示出了根据本发明的示例性实施方式的用于判断恒温器的故障的方法的示例性图示；以及

图3为示出了根据本发明的示例性实施方式的用于判断恒温器的故障的方法的判断流程的示例性图示。

应当理解的是，附图并非一定按比例绘制，附图呈现了说明本发明的基本原理的各种示例性特征的稍微简化图示。如在本文中公开的本发明的具体设计特征（包括，例如，具体尺寸、方位、位置、以及形状）将部分地通过特定预期应用以及使用环境来确定。

在图中，贯穿附图的几幅图，参考标号指代本发明的相同或等同的部件。

具体实施方式

应理解的是，术语“车辆”或“车辆的”或在本文中使用的其他类似术语一般包括汽车，诸如包括运动型多用途车（SUV）、公共汽车、卡车以及各种商务车的客车、包括各种轮船和船舶的水运工具、飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、燃烧、插电式混合动力车、氢动力车以及其他可替代燃料车（例如，源于除了石油以外的资源的燃料）。

此外，应理解的是，术语控制器是指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器构造成储存模块，并且处理器专门构造成实行所述模块以执行下面进一步描述的一个或多个工序。

此外，本发明的控制逻辑可体现为计算机可读介质上的永久性（non-transitory，非暂时性）计算机可读介质，包括由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘（CD）-ROM、磁带、软盘、闪存、智能卡以及光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可分配在耦接网络的计算机系统中，因此例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网（CAN）以分布的方式存储并执行计算机可读介质。

此处使用的术语仅是出于描述具体实施方式的目的而并非旨在限制本发明。如在本文中所使用的，除非上下文另有明确指出，否则单数形式“一（a）”、“一个（an）”以及“该（the）”旨在也包括复数形式。将进一步理解的是，术语“包括（comprise）”和/或“包含（comprising）”在用于该说明书中时指明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组群的存在或添加。如在本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项的任意以及所有组合。

除非明确说明或者除非从上下文是明显的，如在本文中所使用的，术语“大约”应理解为处于本领域的正常容限范围内，例如处于平均值的2个标准偏差内。“大约”能被理解为处于所述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%、或者0.01%内。除非从上下文是明显的，否则在此提供的所有数值均由术语“大约”修饰。

在下文中参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

图2为依次示出了根据本发明的示例性实施方式的用于判断恒温器的故障的方法的示例性图示，以及图3为示出了根据本发明的示例性实施方式的用于判断恒温器的故障的方法的判断流程的示例性图示。

根据本发明的示例性实施方式的用于判断恒温器的故障的方法可包括测量步骤S10、第一油确定步骤S20、以及第一判断步骤S30。

参照图2，在根据本发明的示例性实施方式的用于判断恒温器的故障的方法的控制流程中，该方法可包括：测量步骤S10，其通过控制器测量冷却液温度和冷却液模型温度；第一油确定步骤S20，其在冷却液温度大于第一参考温度而且冷却液模型温度等于或小于第二参考温度时通过控制器来确定机油的温度；以及第一判断步骤S30，其将机油的温度用作自变量通过控制器来确定恒温器的打开状态和封闭状态并判断恒温器的打开状态是否存在故障。

冷却液温度可通过冷却液温度传感器测量。与冷却液温度相比较的第一参考温度可用于判断恒温器的打开状态并可用作针对发动机的类型可变的校准值，例如大约85℃。换言之，当冷却液的温度大于大约85℃的第一参考温度时，可判断恒温器的打开状态。

冷却液模型温度可以是通过使用发动机台架试验来模拟冷却液温度以与发动机状态一致而获得的值。模拟值可通过重复测试获得而且可以是针对发动机的类型可变的校准值。与冷却液模型温度相比较的第二参考温度可以是用于确定发动机的变热的参考温度，例如大约72℃。

换言之，当冷却液温度大于第一参考温度而且冷却液模型温度等于或小于第二参考温度，在假定由于EGR冷却器的影响而导致冷却液温度的增加是发动机的异常变热的情况下，可确定机油的温度。此外，将机油的温度用作自变量，当恒温器处于打开状态时，可确定恒温器的打开状态是否存在故障。

恒温器的打开状态是指其中冷却液通过散热器冷却的状态，而恒温器的关闭状态是指其中因为冷却液未经过散热器而使得冷却液未被冷却的状态。

图3为示出了根据本发明示例性实施方式的用于判断恒温器的故障的方法的判断流程的示例性图示。

参照图3，测量步骤S10可包括第一故障步骤S31，其在冷却液温度等于或小于第一参考温度并且冷却液模型温度大于第二参考温度时通过控制器来确定恒温器处于打开状态而且冷却液温度传感器可能出现故障。换言之，当测得冷却液温度为第一参考温度或更小时，即使冷却液模型温度大于用于发动机的变热的第二参考温度，可确定感测冷却液的温度的温度传感器出现故障。

此外，第一油确定步骤S20可包括正常步骤S33，其在机油的温度等于或大于第三参考温度时通过控制器来确定恒温器处于关闭状态而且恒温器的关闭状态为正常工作状态。第三参考温度可设置成这样的最低温度：其是使用发动机台架试验当冷却液的温度达到第一参考温度时机油可达到的温度，例如大约20℃。

第三参考温度（使用用于特征的测试的针对发动机排量可变的值）可通过模拟（例如，使用台架试验预先推测或设置的温度）获得。机油的温度可通过接收配备有油位传感器和油温传感器的发动机中的传感器值来确定。换言之，当机油的温度等于或大于第三参考温度时，可确定由于EGR冷却器的影响而导致冷却液的温度增加，并且可确定恒温器即将处于关闭状态。

具体地，第一油确定步骤S20可包括：第一燃料确定步骤S21，其在机油的温度小于第三参考温度时通过控制器来确定燃料的温度；以及第二故障步骤S32，其在燃料的温度小于第四参考温度时通过控制器来确定恒温器处于打开状态并且恒温器的打开状态是异常工作状态。换言之，可使用随着发动机变热燃料温度达到参考温度而设置的第四参考温度可以是用发动机台架试验的可变值。例如，可设置成大约40℃。

换言之，当机油的温度等于或小于第三参考温度并且燃料的温度等于或小于第四温度时，可以确定恒温器已经打开并且发动机没有由于恒温器的打开状态而变热，并且仅是冷却液温度受EGR冷却器的影响而增加。

第一燃料确定步骤S21可包括：第二油确定步骤S20’，其在燃料的温度等于或大于第四参考温度时在冷却风扇运转的同时通过控制器来确定机油的温度；以及第二判断步骤，其将机油的温度用作自变量通过控制器来确定恒温器的打开状态或关闭状态。换言之，恒温器的打开状态或关闭状态可通过使冷却风扇运转而确定冷却液的冷却效应来判断。冷却风扇可在最高水平（例如，最大输出）下运转，这可增加确定冷却液是否被冷却的精度。

此外，第二油确定步骤S20可包括：正常步骤S33，其在机油的温度等于或大于第三参考温度时通过控制器来确定恒温器处于关闭状态而且恒温器的关闭状态为正常工作状态。

此外，第二油确定步骤S20’可包括：第二燃料确定步骤S21’，其在机油的温度小于第三参考温度时通过控制器来确定燃料的温度；以及第二故障步骤S32，其在燃料的温度小于第四参考温度时通过控制器来确定恒温器处于打开状态并且恒温器的打开状态为异常工作状态。

具体地，当冷却风扇在恒温器打开的情况下运转时，在冷却液被冷却的同时，机油的温度可降低。换言之，当机油的温度小于第三参考温度时，可确定燃料的温度，当燃料的温度小于第四参考温度时，可判断恒温器为处于打开状态。恒温器可在发动机变热之前由于EGR冷却器的影响所导致的仅是冷却液温度的增加而打开，其中，可判断恒温器的打开状态为故障状态。

相反地，当冷却风扇在恒温器关闭的情况下运转时，在冷却液未被冷却的同时，机油的温度可增加。换言之，当机油的温度等于或大于第三参考温度时，可确定恒温器处于关闭状态并且可判断恒温器的关闭状态为正常状态。

此外，第二油确定步骤S20’可包括：正常步骤S33，其在当测得燃料的温度等于或大于第四参考温度时的时刻的次数Z是时刻的参考次数或更大时通过控制器来确定恒温器处于关闭状态并且恒温器的关闭状态为正常工作状态。换言之，当测得燃料的温度等于或大于第四参考温度时，通过使冷却风扇运转而可将机油的温度与第三参考温度相比较，并且在当测得燃料的温度等于或大于第四参考温度时的时刻的次数Z大于时刻的参考次数时，可确定恒温器即将处于关闭状态并且可判断恒温器的关闭状态为正常状态。

在下文中描述根据本发明的示例性实施方式的用于判断恒温器的故障的方法的流程。

参考图2，首先，当启动发动机时，可确定当前的发动机状态是否为可用于监测恒温器的故障判断的状态（S9）。可用于监测的状态为当在启动发动机时冷却液温度处于大约为-6℃至55℃范围内时，并且当发动机的RPM大约为4800RPM或更小并且进入温度大约为-6℃或更大时。换言之，可用于监测恒温器的故障判断的状态可以是发动机的冷启动状态。在这样的构造中，发动机可配备有EGR系统以允许冷却液流过EGR冷却器。

接下来，可将冷却液温度与第一参考温度相比较（S11）。当冷却液温度大于第一参考温度时，作为比较的结果，可将冷却液模型温度与第二参考温度相比较（S12）。当冷却液模型温度等于或小于第二参考温度时，作为比较的结果，可将机油的温度与第三参考温度相比较（S20）。

当机油的温度等于或小于第三参考温度时，作为比较的结果，可将燃料的温度与第四参考温度相比较（S21）。当燃料的温度等于或小于第四参考温度时，作为比较的结果，可确定恒温器处于打开状态并且可判断恒温器的打开状态为故障状态（S32）。

换言之，当测得冷却液的温度非常高并且测得冷却液模型温度非常低时，可测量机油和燃料的温度。当机油和燃料的测得温度等于或小于参考温度时，可确定恒温器已经打开并与机油和燃料的冷却有关，可执行检测发动机没有由于恒温器的打开状态而变热并且仅是冷却液温度由于EGR冷却器的影响而增加的故障判断。

当在S11中冷却液温度等于或小于第一参考温度时，可将冷却液模型温度与第二参考温度相比较（S15）。当冷却液模型温度大于第二参考温度时，作为比较的结果，可确定发动机正常地变热并且恒温器处于打开状态，但可确定冷却液温度传感器已经出现故障（S31）。当在S15中冷却液模型温度等于或小于第二参考温度时，该工序可继续至S9的状态确定步骤，并且可再次确定是否为可用于恒温器的监测的状态。

当在S12中冷却液模型温度大于第二参考温度时，冷却液温度和冷却液模型温度可大于参考温度，因而可确定恒温器处于关闭状态，正常状态（S33）。

当在S20中机油的温度等于或大于第三参考温度时，可确定温度的增加是由于EGR冷却器所导致的温度的增加，并且可确定恒温器处于关闭状态（S33）。

当燃料的温度等于或大于第四参考温度时，可使冷却风扇运转（S24）并且可将机油的温度与第三参考温度相比较（S20’）。换言之，可根据由于冷却风扇的运转所导致的机油温度的变化来确定冷却液是否被冷却，并且由此可确定恒温器处于打开状态还是关闭状态。

此外，可确定当通过使冷却风扇运转而测得燃料温度等于或大于第四参考温度时的时刻的次数Z是否大于时刻的参考次数（S23），并且然后当大于时刻的参考次数时，可确定温度的增加可能是由于EGR冷却器所致。此外，可确定恒温器处于关闭状态并且可确定恒温器的关闭状态为正常状态（S33）。

然而，在使冷却风扇运转时，当机油和燃料的温度分别等于或小于参考温度时（S20’）（S21’）时，可判断恒温器即将处于打开状态，并且可执行发动机没有由于恒温器的打开状态而变热并且仅是冷却液温度由于EGR冷却器的影响而增加的故障判断。

根据本发明，当判断恒温器的打开时，可在不需要额外的温度传感器的情况下通过判断其中发动机没有变热并且仅是冷却液温度由于EGR冷却器的影响而增加的故障来防止恒温器的错误感测。

已通过参照本发明的示例性实施方式详细描述本发明。然而，本领域技术人员将理解的是，在不背离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施方式进行改变，本发明的范围在所附权利要求书及其等同物中限定。

Claims (20)

1.一种用于判断恒温器的故障的方法，包括：

通过控制器测量冷却液温度以及冷却液模型温度；

当所述冷却液温度大于第一参考温度并且所述冷却液模型温度等于或小于第二参考温度时，通过所述控制器确定机油的温度；以及

将所述机油的温度用作自变量，通过所述控制器确定所述恒温器的打开状态或关闭状态并且确定所述恒温器的所述打开状态是否存在故障。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

当所述冷却液温度等于或小于所述第一参考温度并且所述冷却液模型温度大于所述第二参考温度时，通过所述控制器确定所述恒温器处于所述打开状态并且所述冷却液温度已失效。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

当所述机油的温度等于或大于第三参考温度时，通过所述控制器确定所述恒温器处于所述关闭状态并且所述恒温器的所述关闭状态为正常工作状态。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

当所述机油的温度小于所述第三参考温度时，通过所述控制器确定燃料的温度；以及

当所述燃料的温度小于第四参考温度时，通过所述控制器确定所述恒温器处于所述打开状态并且所述恒温器的所述打开状态为异常工作状态。

5.根据权利要求4所述方法，进一步包括：

当所述燃料的温度等于或大于所述第四参考温度时，在冷却风扇运转的同时通过所述控制器确定所述机油的温度；以及

将所述机油的温度用作自变量，通过所述控制器确定所述恒温器的所述打开状态或所述关闭状态。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：

当所述机油的温度等于或大于所述第三参考温度时，通过所述控制器确定所述恒温器处于所述关闭状态并且所述恒温器的所述关闭状态为正常工作状态。

7.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：

当所述机油的温度小于所述第三参考温度时，通过所述控制器确定所述燃料的温度；以及

当所述燃料的温度小于所述第四参考温度时，通过所述控制器确定所述恒温器处于所述打开状态并且所述恒温器的所述打开状态为异常工作状态。

8.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：

当测得所述燃料的温度等于或大于所述第四参考温度的时刻的次数等于或大于参考次数时，通过所述控制器确定所述恒温器处于所述关闭状态并且所述恒温器的所述关闭状态为正常工作状态。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

当启动发动机时，通过所述控制器确定是否存在冷启动状态。

10.一种用于判断恒温器的故障的系统，包括：

控制器，构造成：

测量冷却液温度和冷却液模型温度；

当所述冷却液温度大于第一参考温度并且所述冷却液模型温度等于或小于第二参考温度时，确定机油的温度；以及

将所述机油的温度用作自变量，确定所述恒温器的打开状态或关闭状态并且确定所述恒温器的所述打开状态是否存在故障。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述控制器进一步构造成：

当所述冷却液温度等于或小于所述第一参考温度并且所述冷却液模型温度大于所述第二参考温度时，确定所述恒温器处于所述打开状态并且所述冷却液温度已失效。

12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述控制器进一步构造成：

当所述机油的温度等于或者大于第三参考温度时，确定所述恒温器处于所述关闭状态并且所述恒温器的所述关闭状态为正常工作状态。

13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述控制器进一步构造成：

当所述机油的温度小于所述第三参考温度时，确定燃料的温度；以及

当所述燃料的温度小于第四参考温度时，确定所述恒温器处于所述打开状态并且所述恒温器的所述打开状态为异常工作状态。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述控制器进一步构造成：

当所述燃料的温度等于或大于所述第四参考温度时，在冷却风扇运转的同时确定所述机油的温度；以及

将所述机油的温度用作自变量，确定所述恒温器的所述打开状态或所述关闭状态。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述控制器进一步构造成：

当所述机油的温度等于或大于所述第三参考温度时，确定所述恒温器处于所述关闭状态并且所述恒温器的所述关闭状态为正常工作状态。

16.根据权利要求14所述系统，其中，所述控制器进一步构造成：

当所述机油的温度小于所述第三参考温度时，确定所述燃料的温度；以及

当所述燃料的温度小于第四参考温度时，通过所述控制器确定所述恒温器处于所述打开状态并且所述恒温器的所述打开状态为异常工作状态。

17.一种永久性计算机可读介质，包括由控制器执行的程序指令，所述计算机可读介质包括：

测量冷却液温度和冷却液模型温度的程序指令；

当所述冷却液温度大于第一参考温度并且所述冷却液模型温度等于或小于第二参考温度时确定机油的温度的程序指令；以及

将所述机油的温度用作自变量确定所述恒温器的打开状态或关闭状态并且确定所述恒温器的所述打开状态是否存在故障的程序指令。

18.根据权利要求17所述的永久性计算机可读介质，进一步包括：

当所述冷却液温度等于或小于所述第一参考温度并且所述冷却液模型温度大于所述第二参考温度时确定所述恒温器处于所述打开状态并且所述冷却液温度已失效的程序指令。

19.根据权利要求17所述的永久性计算机可读介质，进一步包括：

当所述机油的温度等于或大于第三参考温度时确定所述恒温器处于所述关闭状态并且所述恒温器的所述关闭状态为正常工作状态的程序指令。

20.根据权利要求17所述的永久性计算机可读介质，进一步包括：

当所述机油的温度小于所述第三参考温度时确定燃料的温度的程序指令；以及

当所述燃料的温度小于第四参考温度时确定所述恒温器处于所述打开状态并且所述恒温器的所述打开状态为异常工作状态的程序指令。