CN107701294B - 节温器故障的诊断方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种节温器故障的诊断方法，用于诊断一节温器是否发生故障，获取当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0、正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1、空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2以及节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3，进而获得一诊断适用系数RC，根据所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0之差、第三冷却液温度阈值C2、诊断适用系数RC以及诊断适用系数阈值R0判断所述节温器是否出现故障。有效的避免了空调的暖风开启带来的节温器故障误判的风险，提高了节温器故障诊断的可靠性。

Description

节温器故障的诊断方法及系统
技术领域
本发明涉及汽车应用领域，尤其是一种节温器故障的诊断方法及系统。
背景技术
为满足美国OBD(车载诊断系统)II法规和我国未来轻型汽车污染物排放第六阶段的法规要求，所有排放相关的部件必须通过发动机控制器进行诊断。其中节温器诊断是OBD系统中的重要组成部分，法规明确要求监测交通工具配备的节温器非正常开启(冷却液泄露)的运行故障。如图1a所示，节温器101正常关闭，空调暖风102a打开时，发动机出口的冷却液经过节温器直接返回发动机，形成了冷却液小循环，此时发动机冷却液温度上升较快；而当节温102b器有故障(非正常开启或关闭不严泄露)，空调暖风102b打开时，如图1b所示，发动机出口冷却液经过节温器进入散热器水箱，然后再返回发动机，形成了冷却液大循环，此时因水箱散热作用，同等工况下的冷却液温度上升缓慢。因此节温器泄露故障会带来冷却液的温度降低，特别是在低温冷起动和暖机阶段，会带来发动机磨损、油耗和排放污染物的显著增加，有必要对其进行诊断。
如何对节温器进行故障诊断，综观各发动机管理系统(EMS)匹配公司诊断方法，一部分采用两级水温传感器，通过对比前后级水温的差值来进行故障诊断，该方法缺点是额外增加一个水温传感器，硬件成本较高。另外一部分是建立无故障状态下的发动机冷却液温度模型，通过比较模拟预期温度变化曲线与实际传感器水温曲线来诊断节温器。目前一般的控制逻辑都是通过建立水温模型来进行诊断，当水温的模型值与传感器实测值非常接近时，判断节温器无故障；当水温的实测值明显低于模型值，两者差值达到标定阈值时，判断节温器存在故障。这种方法是目前主流的诊断方法，其优点是无需增加硬件，即可满足诊断要求；缺点是仅当水温的模型值比较精确时，才能有效识别出非正常开启的节温器故障，否则可能将工作正常的节温器诊断为故障件。具体的，在环境温度比较低，交通工具开启暖风时，常常会出现误判故障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节温器故障的诊断方法及系统，以解决在环境温度比较低，交通工具开启暖风时，节温器故障误判的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种节温器故障的诊断方法，用于诊断一节温器是否发生故障，包括：
获取当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0、正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1、空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2以及节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3；
获取一诊断适用系数RC，RC＝(T1-T2)/(T1-T3)；以及
根据所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0之差、第三冷却液温度阈值C2、诊断适用系数RC以及诊断适用系数阈值R0判断所述节温器是否出现故障。
优选的，在上述的节温器故障的诊断方法中，当所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差大于一第三冷却液温度阈值C2、且所述诊断适用系数RC小于一诊断适用系数阈值R0时，判断所述节温器有故障；当所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差小于等于所述第三冷却液温度阈值C2、且所述诊断适用系数RC小于所述诊断适用系数阈值R0时，判断所述节温器无故障。
优选的，在上述的节温器故障的诊断方法中，先判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值，再判断所述诊断适用系数。
优选的，在上述的节温器故障的诊断方法中，在判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值之前，还包括以下步骤：
判断所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值。
优选的，在上述的节温器故障的诊断方法中，
当所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值大于一第二冷却液温度阈值C0时，判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值；否则，判断所述节温器无故障。
优选的，在上述的节温器故障的诊断方法中，在判断所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值之前，还包括以下步骤：
判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2；当所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2大于一第一冷却液温度阈值C1时，返回重新开始；否则，判断所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值。
优选的，在上述的节温器故障的诊断方法中，所述节温器设置于一交通工具上。
优选的，在上述的节温器故障的诊断方法中，所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1由以下公式表示：
T1＝f(Pe，f(Δt，Vf))；
其中，Pe为进入发动机冷却系的功率，f表示函数关系，Δt为冷却管路出口处的冷却介质与环境的温度差；Vf为交通工具的速度。
优选的，在上述的节温器故障的诊断方法中，所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2由以下公式表示：
T2=f(T1，Δt，Vf，Curv0)；
其中，f表示函数关系，Δt为冷却管路出口处的冷却介质与环境的温度差；Vf为交通工具的速度，Curv0为冷却液温度变化影响因子。
优选的，在上述的节温器故障的诊断方法中，所述节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3由以下公式表示：
T3＝f(T1，Δt，Vf，M2)，
其中，f表示函数关系，Δt为冷却管路出口处的冷却介质与环境的温度差；Vf为交通工具的速度，M2表示节温器故障状态下冷却管路中所有冷却介质的摩尔质量。
优选的，在上述的节温器故障的诊断方法中，在所述正常状态下，所述节温器无故障、所述交通工具中的空调暖风未开启、且在暖机过程中所述节温器未开启；
在所述空调暖风开启状态下，所述节温器无故障、所述交通工具中的空调暖风开启、且在暖机过程中所述节温器未开启；
在节温器故障状态下，所述节温器故障、所述交通工具中的空调暖风关闭、且在暖机过程中所述节温器开启。
本发明还提供了一种使用如上所述的方法对节温器故障进行诊断的系统，包括：
一温度传感器，用于获取当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0；以及
一控制处理器，用于获取正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1、空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2以及节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3，进而获得一诊断适用系数RC，并对节温器进行故障诊断。
优选的，在上述的节温器故障的诊断系统中，所述控制处理器对节温器进行故障诊断的过程如下：
当所述控制处理器判断出所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差大于一第三冷却液温度阈值C2、且所述诊断适用系数RC小于一诊断适用系数阈值R0时，判断所述节温器有故障；当所述控制处理器判断出所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差小于等于所述第三冷却液温度阈值C2、且所述诊断适用系数RC小于所述诊断适用系数阈值R0时，判断所述节温器无故障；否则，不作判断。
优选的，在上述的节温器故障的诊断系统中，所述控制处理器先判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值，再判断所述诊断适用系数。
优选的，在上述的节温器故障的诊断系统中，所述控制处理器在判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值之前，还需判断所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值。
优选的，在上述的节温器故障的诊断系统中，当所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值大于一第二冷却液温度阈值C0时，判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值；否则，所述节温器无故障。
优选的，在上述的节温器故障的诊断系统中，所述控制处理器在判断所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值之前，还需判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2；当所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2大于一第一冷却液温度阈值C1时，返回重新开始；否则，判断所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值。
优选的，在上述的节温器故障的诊断系统中，所述节温器故障的诊断系统用于诊断设置于一交通工具上的节温器的故障。
优选的，在上述的节温器故障的诊断系统中，所述控制处理器根据以下表达式获取所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1：
T1＝f(Pe，f(Δt，Vf))；
其中，Pe为进入发动机冷却系的功率，f表示函数关系，Δt为冷却管路出口处的冷却介质与环境的温度差；Vf为交通工具的速度。
优选的，在上述的节温器故障的诊断系统中，所述控制处理器根据以下表达式获取所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2：
T2＝f(T1，Δt，Vf，Curv0)；
其中，f表示函数关系，Δt为冷却管路出口处的冷却介质与环境的温度差；Vf为交通工具的速度，Curv0为冷却液温度变化影响因子。
优选的，在上述的节温器故障的诊断系统中，所述控制处理器根据以下表达式获取所述节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3：
T3＝f(T1，Δt，Vf，M2)；
其中，f表示函数关系，Δt为冷却管路出口处的冷却介质与环境的温度差；Vf为交通工具的速度，M2表示节温器故障状态下冷却管路中所有冷却介质的摩尔质量。
优选的，在上述的节温器故障的诊断系统中，在所述正常状态下，所述节温器无故障、所述交通工具中的空调暖风未开启、且在暖机过程中所述节温器未开启；
在所述空调暖风开启状态下，所述节温器无故障、所述交通工具中的空调暖风开启、且在暖机过程中所述节温器未开启；
在节温器故障状态下，所述节温器故障、所述交通工具中的空调暖风关闭、且在暖机过程中所述节温器开启。
优选的，在上述的节温器故障的诊断系统中，所述诊断适用系数RC由以下公式决定：
RC＝(T1-T2)/(T1-T3)。
优选的，在上述的节温器故障的诊断系统中，还包括：一报警器，当所述控制处理器判断所述节温器有故障时，所述报警器发出警报。
在本发明提供的节温器故障的诊断方法及系统中，通过建立空调暖风开启状态和节温器故障状态下的温度预测模型，即引入空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2以及节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3。根据所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0之差、第三冷却液温度阈值C2、诊断适用系数RC以及诊断适用系数阈值R0判断所述节温器是否出现故障。有效的避免了空调的暖风开启带来的节温器故障误判的风险，提高了节温器故障诊断的可靠性。
附图说明
图1a和图1b为现有技术中发动机冷却液循环的示意图；
图2为本发明实施例中节温器故障的诊断方法的流程图；
图3为本发明实施例中节温器故障的诊断系统的结构示意图；
图中：101a、101b-节温器；102a、102b-空调暖风；
301-温度传感器；302-控制处理器；303-报警器。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
申请人研究发现，影响一设置有节温器的交通工具冷却系热平衡的主要因素包括：发动机燃烧放热、环境散热、暖风散热和水箱散热以及冷却液的热容变化。根据能量守恒定律，发动机做功热量-环境散热-暖风散热-水箱散热＝冷却液热容量增加，因此冷却系的热平衡方程可表达如下：
Qeng-Qenv-Qcabin-Qra＝Mc*Cc*ΔT (1)。
其中Qeng为发动机缸内燃烧通过水套传递给冷却系的热量；Qenv为冷却系通过发动机缸体和水路管道对环境的散热；Qcabin为空调暖风开启时，冷却液与驾驶室内环境的对流换热；Qra为节温器开启或泄露时，发动机冷却液大循环经水箱对驾驶室内环境的对流散热；Mc为冷却液的摩尔质量，Cc为冷却液平均热容，ΔT为冷却液的温升，Mc*Cc*ΔT为冷却系的总热容量变化。
根据热平衡方程式(1)，可以建立正常状态、空调暖风开启状态和节温器故障状态三种情况下的热平衡方程。这里假定所述交通工具处于暖机过程中，且启动时冷却液的温度都相同，经过相同的运行工况，发动机的最终截止冷却液温度未达到节温器正常开启的标称温度，节温器正常应处于关闭状态。
这里正常状态是指节温器无故障且暖风未开启，暖机过程中节温器未开启，此时Qcabin＝0，Qra＝0，热平衡方程式可表达如下：
Qeng-Qenv＝M1*Cc*(T1-T0) (2)。
其中M1为参与小循环的冷却液摩尔质量,T1为正常状态的截止冷却液温度，T0为启动冷却液温度。
所述空调暖风开启状态是指节温器无故障且暖风开启，暖机过程中节温器未开启，此时Qcabin＞0，Qra＝0，热平衡方程式可表达如下：
Qeng-Qenv-Qcabin＝M1*Cc*(T2-T0) (3)。
其中T2为空调暖风开启状态下的截止冷却液温度，考虑到有暖风散热，理论上有T2＜T1。
所述节温器故障状态是指节温器有故障且暖风关闭时，暖机过程中节温器处于长开位置，冷却液始终进行大循环，此时Qcabin＝0，Qra＞0,热平衡方程式可表达如下：
Qeng-Qenv-Qra＝M2*Cc*(T3-T0) (4)。
其中M2为参与大循环的冷却液摩尔质量，T3为节温器故障状态时的截止冷却液温度，考虑到进行大循环和水箱散热，理论上M2＞M1，T3＜T1。
由于三种状态下交通工具运行工况相同，发动机Qeng和Qenv基本相同，因此根据上述式子(3)-(4)可得水箱散热量Qra和暖风散热量Qcabin的关系式：
Qra-Qcabin＝M1*Cc*(T2-T0)-M2*Cc*(T3-T0) (5)。
结合图1所示，假设发动机小循环(发动机本体)和大循环(发动机本体+散热水箱)的冷却液摩尔质量的比例为1:n，即M2＝n*M1，将其带入上述式(5)可得到T2和T3的关系式：
当T2高于T3时，说明空调暖风的影响小于节温器故障的影响，且两者差值越大，则空调暖风的影响相对越小，节温器诊断就越可靠；当T2接近或低于T3时，说明空调暖风的影响接近或大于节温器故障的影响，如果不考虑其影响，则会导致节温器诊断的误判。
从式(6)可知，T2和T3的大小关系取决于Qra和Qcabin。为了比较Qra和Qcabin的大小，这里引入两者的热流量，分别表示为和
其中T2i和T3i分别为T2和T3的一个循环过程中的某一时刻的中间态温度；hr为水箱对流换热系数，Ar为水箱对流换热等效面积；hc为暖风散热器对流换热系数,Ac为暖风散热器对流换热等效面积。
一般而言，水箱尺寸远大于暖风散热器，其对流换热面积Ar＞＞Ac。而对流换热系数hr和hc，一般与空气速度和密度成正比其中hr与交通工具的速度成正比，交通工具的速度越大(迎面风越大)，hr也越大；hc与鼓风量成正比，鼓风量越大，经过鼓风机散热面的空气流速越大，hc也越大。
为了比较和的大小，这里假设某时刻T2i＝T3i(例如：发动机启动时刻)，环境温度Tenv不变，带入式(7)和式(8)可知：
当交通工具怠速或小负荷时，hr较小，也相对较小。如果此时暖风全负荷，鼓风量非常大，有可能导致hr＜＜hc，会出现Ar*hr＞Ac*hc的情况,此时有即暖风的散热率将大于水箱的散热率。经过相同的时间和交通工具工况，暖风散热量Qcabin将大于水箱散热量Qra。
如果Qcabin足够大，当满足Qcabin＞Qra(n-1)*(T3-T0)*M1*Cc时,由式(6)可知，则有T2＜T3，即暖风对冷却液的影响已经大于节温器故障情况下水箱散热的作用，此时如果进行诊断，势必会导致误判故障。
当交通工具处于高速或大负荷时，即当交通工具的速度较大时，hr＞＞hc且Ar＞＞Ac,此时即水箱的散热率将远大于暖风的散热率。经过相同的时间和交通工具工况，水箱散热量Qra将大于暖风散热量Qcabin。
如果Qra足够大，满足Qra＞＞Qcabin-(n-1)*(T3-T0)*M1*Cc,由式(6)可知，则T3＜＜T2,此时水箱散热的作用远大于暖风对冷却液的影响，暖风因素可忽略，可进行可靠的故障诊断。
在此理论基础上，本发明实施例提供了一种节温器故障的诊断方法，根据冷却系能量守恒定律，建立了正常状态、空调暖风开启状态和节温器故障状态三种情况下的冷却液温度模型，模拟这三种情况下的冷却液温度变化曲线；利用这三种曲线之间的大小关系，来预测暖风和节温器故障对实际冷却液温度的影响，评估系统是否可以区分暖风和节温器故障的影响，从而在暖风影响较大的情况下抑制节温器诊断，避免误判的发生。
具体的，所述节温器故障的诊断方法包括以下步骤。
步骤S1：获取当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0。
采用一温度传感器获取当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0。
步骤S2：获取正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1、空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2以及节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3，进而获得一诊断适用系数RC。
步骤S1和步骤S2可以更换顺序。也就是说可以先获取当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0，再获取正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1、空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2以及节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3，进而获得一诊断适用系数RC。也可以是先获取正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1、空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2以及节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3，进而获得一诊断适用系数RC，再获取当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0。
具体的，在正常状态下，所述节温器无故障、所述交通工具中的空调暖风未开启、且在暖机过程中所述节温器未开启。此时影响冷却液温度变化的主要是发动机缸内部的燃烧热能Qeng和通过缸体向外散失的热量Qenv。进入冷却系的能量单位是扭矩N.m，需要转换为功率才能计算进入冷却系的功率Pe，两者转换公式可表示为：
其中n为发动机实时转速。而影响缸体向环境散失热量的主要因素是冷却液和环境的温差Δt、环境对流强度(交通工具的速度Vf)，冷却液向环境散失的热量Qenv可以表示为函数：Qenv＝f(Δt，Vf)。最后经过对Qeng和Qenv之和的积分得到了冷却液温度变化曲线T1,可表示为如下函数：
T1＝f(Pe，f(Δt，Vf)) (11)。
其中，Pe为进入发动机冷却系的功率，f表示函数关系，Δt为冷却管路出口处的冷却介质与环境的温度差；Vf为交通工具的速度。
模型T1的标定需要通过试验来确定环境温度对模型的影响，在关闭暖风，在不同的环境温度条件下，通过调整交通工具工况参数，使T1尽量贴合正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的实际测量温度。
在所述空调暖风开启状态下，所述节温器无故障、所述交通工具中的空调暖风开启、且在暖机过程中所述节温器未开启。在T1的基础上，主要考虑鼓风量、风门开度、冷却液和环境的温差Δt、环境对流强度(交通工具的速度Vf)等因素。由于不引入鼓风机档位和风门开度信号，这里系统假设交通工具使用最大鼓风机档位和风门开度，通过引入冷却液温度变化影响因子Curv0，并实车进行实验标定，来模拟最大鼓风量和风门开度的影响。所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2可表示为如下函数：
T2＝f(T1，Δt，Vf，Curv0) (12)。
其中，f表示函数关系，Δt为冷却管路出口处的冷却介质与环境的温度差；Vf为交通工具的速度，Curv0为冷却液温度变化影响因子。
在转毂上进行试验来标定T2，将鼓风机档位和风门开度调到最大，调整交通工具的运行速度、环境温度、发动机负荷等参数，使T2尽量贴合所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的实际测量温度。
在节温器故障状态下，所述节温器故障、所述交通工具中的空调暖风关闭、且在暖机过程中所述节温器开启。主要考虑冷却液和环境的温差Δt、环境对流强度(交通工具的速度Vf),大循环冷却液摩尔质量M2等因素。节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3可表示为如下函数：
T3＝f(T1，Δt，Vf，M2) (13)。
需要在转毂上进行试验来标定T3，将节温器设置为故障状态(小循环入口关闭，大循环入口打开)，调整交通工具的运行速度、环境温度、发动机负荷等参数，使T3尽量贴合所述节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的实际测量温度。其中，f表示函数关系，Δt为冷却管路出口处的冷却介质与环境的温度差；Vf为交通工具的速度，M2表示节温器故障状态下大循环中冷却管路中所有冷却介质的摩尔质量。
在确定好所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1、空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2以及节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3后，在此基础上获得所述诊断适用系数RC，具体的，如下式所示：
RC＝(T1-T2)/(T1-T3) (14)。
步骤S3：判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2。
在此之前，需要保证诊断使能条件能够得到满足，例如，在美国OBD II法规和我国未来轻型汽车污染物排放第六阶段的法规要求的，环境温度不能低于-7°，-7°≤冷却液温度≤50°，以及发动机的转速要大于400转等。
在满足上述条件后，将判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2与一第一冷却液温度阈值C1进行比较，当所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2大于所述第一冷却液温度阈值C1时，返回重新开始；否则，执行步骤S4。
其中，所述第一冷却液温度阈值C1大于发动机充分暖机温度，且小于节温器正常开启标称温度。
步骤S4：判断所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值。
具体的，当所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值大于所述第二冷却液温度阈值C0时，执行步骤S5；否则，判断所述节温器无故障。
所述第二冷却液温度阈值C0可以为在获取的所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的平均偏差基础上，预留一定的余量。
步骤S5：判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值。
当所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差大于一第三冷却液温度阈值C2时，执行步骤S6，判断所述诊断适用系数RC。即将所述诊断适用系数RC与一诊断适用系数阈值R0进行比较。当所述诊断适用系数RC小于一诊断适用系数阈值R0时，判断所述节温器有故障，否则，不作判断。
当所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差小于等于所述第三冷却液温度阈值C2时，执行步骤S6，判断所述诊断适用系数RC。即将所述诊断适用系数RC与一诊断适用系数阈值R0进行比较。当所述诊断适用系数RC小于一诊断适用系数阈值R0时，判断所述节温器无故障，否则，不作判断。
其中，所述第三冷却液温度阈值C2根据不同故障大小情况下的排放结果和环境温度来确定。
所述诊断适用系数阈值R0为一经验值，是通过实验确定的，需要综合考虑排放循环能报故障和道路调节防误报故障等要求。
本发明实施例还提供了一种用上述的方法对节温器故障进行诊断的系统，包括：一温度传感器301和一控制处理器302。其中，所述温度传感器301用于获取当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0。所述控制处理器302用于获取正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1、空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2以及节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3，进而获得一诊断适用系数RC，并对节温器进行故障诊断。
具体的，首先，所述控制处理器302根据步骤S2中所述的方法所述获取正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1、空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2以及节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3。然后，根据T1、T2以及T3获得所述诊断适用系数RC。具体而言，RC＝(T1-T2)/(T1-T3)。
其次，在保证诊断使能条件能够得到满足后，即满足美国OBD II法规和我国未来轻型汽车污染物排放第六阶段的法规要求。例如，环境温度不能低于-7°，-7°≤冷却液温度≤50°，以及发动机的转速要大于400转等。将判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2与一第一冷却液温度阈值C1进行比较，当所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2大于所述第一冷却液温度阈值C1时，返回重新开始；否则，判断所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值(即上述方法中的步骤S3和步骤S4)。
再次，判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值(上述方法中的步骤S5)。
最后，再判断所述诊断适用系数RC(如上述方法中的步骤S6)。
具体的，当所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差大于一第三冷却液温度阈值C2、且所述诊断适用系数RC小于一诊断适用系数阈值R0时，判断所述节温器有故障。
当所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差小于等于所述第三冷却液温度阈值C2、且所述诊断适用系数RC小于所述诊断适用系数阈值R0时，判断所述节温器无故障。
否则，不作判断。此时说明不符合判断的条件，需要在下一个循环中再进行判断，即需要重新重复上述步骤。
所述节温器故障的诊断系统中，还包括一报警器303，当所述控制处理器302判断所述节温器有故障时，所述报警器303发出警报，以警示驾驶员。
需要说明的是，本发明所提供的节温器故障的诊断方法及系统不仅适用于交通工具中，例如车辆中。还适用于其他环境中，只要该环境中有空调，且空调的暖风对节温器的故障的判断有影响时皆可使用。在此不再赘述。
综上，在本发明实施例提供的节温器故障的诊断方法及系统中，通过建立空调暖风开启状态和节温器故障状态下的温度预测模型，即引入空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2以及节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3。根据所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0之差、第三冷却液温度阈值C2、诊断适用系数RC以及诊断适用系数阈值R0判断所述节温器是否出现故障。有效的避免了空调的暖风开启带来的节温器故障误判的风险，提高了节温器故障诊断的可靠性。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种节温器故障的诊断方法，用于诊断一节温器是否发生故障，其特征在于，
获取当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0、正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1、空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2以及节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3；
获取一诊断适用系数RC，RC＝(T1-T2)/(T1-T3)；以及
根据所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0之差、第三冷却液温度阈值C2、诊断适用系数RC以及诊断适用系数阈值R0判断所述节温器是否出现故障；
当所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0之差大于一第三冷却液温度阈值C2、且所述诊断适用系数RC小于一诊断适用系数阈值R0时，判断所述节温器有故障；当所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0之差小于等于所述第三冷却液温度阈值C2、且所述诊断适用系数RC小于所述诊断适用系数阈值R0时，判断所述节温器无故障。
2.如权利要求1所述的节温器故障的诊断方法，其特征在于，先判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值，再判断所述诊断适用系数。
3.如权利要求2所述的节温器故障的诊断方法，其特征在于，在判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值之前，还包括以下步骤：
判断所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值。
4.如权利要求3所述的节温器故障的诊断方法，其特征在于，
当所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值大于一第二冷却液温度阈值C0时，判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值；否则，判断所述节温器无故障。
5.如权利要求3所述的节温器故障的诊断方法，其特征在于，在判断所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值之前，还包括以下步骤：
判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2；当所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2大于一第一冷却液温度阈值C1时，返回重新开始；否则，判断所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值。
6.如权利要求1所述的节温器故障的诊断方法，其特征在于，所述节温器设置于一交通工具上。
7.如权利要求6所述的节温器故障的诊断方法，其特征在于，所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1由以下公式表示：
T1＝f(Pe，f(Δt，Vf))；
其中，Pe为进入发动机冷却系的功率，f表示函数关系，Δt为冷却管路出口处的冷却介质与环境的温度差；Vf为交通工具的速度。
8.如权利要求7所述的节温器故障的诊断方法，其特征在于，所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2由以下公式表示：
T2＝f(T1，Δt，Vf，Curv0)；
其中，f表示函数关系，Δt为冷却管路出口处的冷却介质与环境的温度差；Vf为交通工具的速度，Curv0为冷却液温度变化影响因子。
9.如权利要求7所述的节温器故障的诊断方法，其特征在于，所述节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3由以下公式表示：
T3＝f(T1，Δt，Vf，M2)；
其中，f表示函数关系，Δt为冷却管路出口处的冷却介质与环境的温度差；Vf为交通工具的速度，M2表示节温器故障状态下冷却管路中所有冷却介质的摩尔质量。
10.如权利要求6所述的节温器故障的诊断方法，其特征在于，
在所述正常状态下，所述节温器无故障、所述交通工具中的空调暖风未开启、且在暖机过程中所述节温器未开启；
在所述空调暖风开启状态下，所述节温器无故障、所述交通工具中的空调暖风开启、且在暖机过程中所述节温器未开启；
在节温器故障状态下，所述节温器故障、所述交通工具中的空调暖风关闭、且在暖机过程中所述节温器开启。
11.一种使用如权利要求1至10中任意一项所述的方法对节温器故障进行诊断的系统，其特征在于，包括：
一温度获取装置，用于获取当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0、正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1、空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2以及节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3；
一控制处理器，用于获取一诊断适用系数RC，并根据所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0之差、第三冷却液温度阈值C2、诊断适用系数RC以及诊断适用系数阈值R0判断所述节温器是否出现故障；
所述控制处理器对节温器进行故障诊断的过程如下：
当所述控制处理器判断出所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差大于一第三冷却液温度阈值C2、且所述诊断适用系数RC小于一诊断适用系数阈值R0时，判断所述节温器有故障；当所述控制处理器判断出所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差小于等于所述第三冷却液温度阈值C2、且所述诊断适用系数RC小于所述诊断适用系数阈值R0时，判断所述节温器无故障。
12.如权利要求11所述的节温器故障的诊断系统，其特征在于，所述控制处理器先判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值，再判断所述诊断适用系数。
13.如权利要求12所述的节温器故障的诊断系统，其特征在于，所述控制处理器在判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值之前，还需判断所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值。
14.如权利要求13所述的节温器故障的诊断系统，其特征在于，当所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值大于一第二冷却液温度阈值C0时，判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2和所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值；否则，所述节温器无故障。
15.如权利要求13所述的节温器故障的诊断系统，其特征在于，所述控制处理器在判断所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值之前，还需判断所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2；当所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2大于一第一冷却液温度阈值C1时，返回重新开始；否则，判断所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1与所述当前冷却管路出口处的冷却介质的温度t0的差值。
16.如权利要求11所述的节温器故障的诊断系统，其特征在于，所述节温器故障的诊断系统用于诊断设置于一交通工具上的节温器的故障。
17.如权利要求16所述的节温器故障的诊断系统，其特征在于，所述控制处理器根据以下表达式获取所述正常状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T1：
T1＝f(Pe，f(Δt，Vf))；
其中，Pe为进入发动机冷却系的功率，f表示函数关系，Δt为冷却管路出口处的冷却介质与环境的温度差；Vf为交通工具的速度。
18.如权利要求17所述的节温器故障的诊断系统，其特征在于，所述控制处理器根据以下表达式获取所述空调暖风开启状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T2：
T2＝f(T1，Δt，Vf，Curv0)；
其中，f表示函数关系，Δt为冷却管路出口处的冷却介质与环境的温度差；Vf为交通工具的速度，Curv0为冷却液温度变化影响因子。
19.如权利要求17所述的节温器故障的诊断系统，其特征在于，所述控制处理器根据以下表达式获取所述节温器故障状态下冷却管路出口处的冷却介质的温度T3：
T3＝f(T1，Δt，Vf，M2)；
其中，f表示函数关系，Δt为冷却管路出口处的冷却介质与环境的温度差；Vf为交通工具的速度，M2表示节温器故障状态下冷却管路中所有冷却介质的摩尔质量。
20.如权利要求11所述的节温器故障的诊断系统，其特征在于，
在所述正常状态下，所述节温器无故障、交通工具中的空调暖风未开启、且在暖机过程中所述节温器未开启；
在所述空调暖风开启状态下，所述节温器无故障、交通工具中的空调暖风开启、且在暖机过程中所述节温器未开启；
在节温器故障状态下，所述节温器故障、交通工具中的空调暖风关闭、且在暖机过程中所述节温器开启。
21.如权利要求11所述的节温器故障的诊断系统，其特征在于，所述诊断适用系数RC由以下公式决定：
RC＝(T1-T2)/(T1-T3)。
22.如权利要求11所述的节温器故障的诊断系统，其特征在于，还包括：一报警器，当所述控制处理器判断所述节温器有故障时，所述报警器发出警报。
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