CN110486141A - 用于车辆的冷却剂温度传感器的故障诊断方法 - Google Patents

用于车辆的冷却剂温度传感器的故障诊断方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种用于车辆的冷却剂温度传感器的故障诊断方法，其可以包括：通过控制器确定流量控制阀是否处于通过该流量控制阀使冷却剂的流动停滞的流动停止状态；在流量控制阀处于流动停止状态时通过控制器获得发动机出口冷却剂模型温度；以及当冷却剂模型温度等于或大于参考温度并且通过流量控制阀保持流动停止状态时，通过控制器诊断出发动机出口侧出口水温传感器故障。

Description

用于车辆的冷却剂温度传感器的故障诊断方法
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的冷却剂温度传感器的故障诊断方法，其诊断位于发动机出口侧的出口水温传感器的故障，从而防止车辆的事故风险。
背景技术
在车辆起动时的初始较冷状态下，与充分预热状态相比，发动机的燃料效率不佳。这是因为由于在较冷时油温较低的状态下，油的粘度较高，从而发动机的摩擦大；另外，气缸壁表面的温度较低，导致壁表面的热损失大；并且降低燃烧稳定性。
因此，为了提高车辆的燃料效率并增强发动机的耐久性，需要在初始起动阶段将发动机的温度快速升高到正常温度。
为此，需要尽可能地利用发动机产生的热量来进行发动机预热的发动机热管理控制技术以及包括止流阀、电动水泵、集成流量控制阀等的代表性技术。
其中，集成流量控制阀进行调节，使得通过电动机的控制使连接到每个流动路径的排放端口的开度达到目标值，并且操作每个端口的打开或关闭，并且作为结果，可以调节通过每个端口流入/流出的冷却剂的流量。
因此，通过不仅执行用于通过冷却剂的流量调节来停止发动机中冷却剂流动的流动停滞控制，而且精细地可变控制流量，能够首先将加热的冷却剂供应到油加热器或ATF加热器等，同时快速升高发动机油、变速器油以及整个发动机的温度，从而优化发动机的快速预热。
然而，基于由位于发动机出口处的出口水温传感器测量的冷却剂温度来执行对配置为用于操作流量控制阀的电动机的控制；并且当出口水温传感器发生故障时，即使冷却剂温度升高，也不会改变感测值并且检测到低冷却剂温度值。
因此，流量控制阀不能解除初始流动停止状态，并且从而发动机冷却剂温度持续升高。结果，存在的问题在于，流量控制阀长时间保持在流动停止状态，从而引起发动机冷却剂过热，导致由于发动机过热而引起的事故风险，并且还妨碍车辆的安全性。
在本发明背景技术部分中公开的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解，并且可能不视为承认或以任何形式暗示该信息形成本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种用于车辆的冷却剂温度传感器的故障诊断方法，其诊断位于发动机出口侧的出口水温传感器的故障，从而防止车辆的事故风险。
用于实现该目的的本发明的配置可以包括控制器，其确定流量控制阀是否处于通过流量控制阀使冷却剂的流动停滞的流动停止状态；控制器在流量控制阀处于流动停止状态时获得发动机出口冷却剂模型温度；以及当冷却剂模型温度等于或大于参考温度并且通过流量控制阀保持流动停止状态时，控制器诊断出发动机出口侧出口水温传感器故障。
本发明还可以包括：存储由出口水温传感器测量的出口冷却剂温度的最大值和最小值；并且当出口冷却剂温度的最大值和最小值之间的差值在一定范围内时，诊断出出口水温传感器故障。
本发明还可以包括：当确定为流动停止状态时，统计流动停止时间；并且当流动停止时间等于或大于参考时间时，诊断出出口水温传感器故障。
本发明还可以包括：通过入口水温传感器和出口水温传感器检测入口冷却剂温度和出口冷却剂温度；并且当入口冷却剂温度大于出口冷却剂温度时，诊断出出口水温传感器故障。
本发明还可以包括：当诊断出出口水温传感器故障时，通过操作流量控制阀解除流动停止状态，使得冷却剂流经流量控制阀的排放端口。
解除流动停止可以将流量控制阀操作至冷却剂尽可能多地流经连接到加热器芯的排放端口的位置。
通过上述配置，本发明可以诊断流量控制阀的流动停止状态下的出口水温传感器的故障，以防止流量控制阀长时间停留在流动停止状态，从而防止引起发动机冷却剂过热，因此防止由于发动机过热而引起的事故风险，并且提高车辆行驶的安全性。
本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些特征和优点将在并入本文的附图和以下详细描述中显而易见，或者在附图和以下详细描述中更详细地阐述，附图和以下详细描述一起用于解释本发明的某些原理。
附图说明
图1是示出适用于本发明的车辆用冷却回路的示图。
图2是示出根据本发明的各个方面的诊断冷却剂温度传感器的故障的方法的流程图。
可以理解，附图不一定按比例绘制，其呈现了说明本发明基本原理的各种特征的略微简化的表示。本文包括的本发明的具体设计特征，包括例如具体尺寸、取向、位置和形状将部分地由特别预期的应用和使用环境决定。
在附图中，附图标记在附图的若干图中指代本发明的相同或等同部分。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各种实施例，其示例在附图中示出并在下面描述。虽然将结合本发明的示例性实施例描述本发明，但是应该理解，本说明书并不旨在将本发明限制于那些示例性实施例。另一方面，本发明不仅旨在涵盖本发明的示例性实施例，而且还涵盖各种替换、修改、等同物和其他实施例，其可以包括在由随附权利要求限定的本发明的精神和范围内。
下面将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。
图1是示出适用于本发明的车辆用冷却回路的配置的示图，入口水温传感器(WTS2)设置在发动机20的入口侧流动路径上，出口水温传感器(WTS1)设置在发动机20的出口侧流动路径上，并且流量控制阀1设置在出口水温传感器(WTS1)的后端部处。
流量控制阀1可以配置为使得可以执行四端口控制以通过设置在阀内部的阀体的独立操作一次可变地控制四个端口BL、D1、D2、D3。
例如，流量控制阀1分别设置有至少三个排放端口D1、D2和D3，并且各排放端口D1、D2和D3分别连接到油热交换器(诸如油加热器40等)、散热器30以及加热器芯50所在的流动路径，以便调节排放到这些流动路径上的冷却剂的流量。
在要求保护的发明的示例性实施例中，气缸盖20b和流量控制阀1连续地连接。
以这种方式，发动机20的气缸体20a的冷却剂出口和气缸盖20b的冷却剂出口可以分别独立地连接到流量控制阀1。此外，阻塞端口BL设置在流量控制阀1的一部分中，并且阻塞端口可以连接到气缸体20a的冷却剂出口，以调节流入流量控制阀1的冷却剂的流量。
同时，可以基于由出口水温传感器(WTS1)测量的冷却剂温度来控制流量控制阀1的操作，使得需要可以准确诊断出口水温传感器(WTS1)的故障的方法，以用于流量控制阀1的精确操作。
因此，本发明的用于诊断出口水温传感器(WTS1)的故障的故障诊断方法可以配置为包括：控制器(C)确定流量控制阀1是否处于通过该流量控制阀使冷却剂的流动停滞的流动停止状态；控制器(C)在确定流量控制阀处于流动停止状态时获得发动机出口冷却剂模型温度；以及当冷却剂模型温度等于或大于参考温度并且通过流量控制阀1保持流动停止状态时，控制器(C)诊断出发动机出口冷却剂温度传感器处于发动机出口冷却剂温度传感器的故障中。
发动机出口冷却剂模型温度可以是基于发动机20的操作条件(车辆速度、发动机RPM、挡位数、外部温度等)确定的冷却剂温度。
也就是说，为了在车辆起动的初始阶段快速预热发动机20，关闭流量控制阀1的所有排放端口以进行控制，使得冷却剂仅在发动机20中流动，但是，当在车辆起动后经过一定时间后冷却剂温度升高时，基于升高的冷却剂温度来控制流量控制阀1的操作，从而解除流量控制阀的流动停止状态。
然而，当出口水温传感器(WTS1)中出现异常时，即使冷却剂模型温度升高到一定温度以上，流量控制阀1仍然处于流动停止状态，并且这意味着由出口水温传感器(WTS1)测量的冷却剂温度检测值没有增大，并且可以诊断出出口水温传感器(WTS1)故障。
如上所述，本发明可以使用冷却剂模型温度来诊断出口水温传感器(WTS1)的故障，以防止流量控制阀1长时间停留在流动停止状态，从而防止引起发动机20的冷却剂过热，因此防止由于发动机20过热而引起的事故风险，并且提高车辆行驶的安全性。
此外，作为诊断出口水温传感器(WTS1)的故障的另一示例，本发明可以配置为进一步包括：存储由发动机出口侧出口水温传感器(WTS1)测量的出口冷却剂温度的最大值和最小值，并且当出口冷却剂温度的最大值和最小值之间的差值在一定范围内时，诊断出发动机出口冷却剂温度传感器处于出口水温传感器(WTS1)的故障中。
例如，在起动车辆之后，通过出口水温传感器(WTS1)测量出口冷却剂温度，并且可以分别连续更新和存储出口水温的最大值和最小值。
也就是说，当出口水温传感器(WTS1)正常时，随着车辆起动之后过去发动机运行时间，冷却剂温度迅速升高，使得其最大值和最小值之间的差值必须是一定温度以上；并且如上所述，当其最大值和最小值之间的差值不大时，这意味着出口冷却剂温度感测值没有增大并且可以诊断为出口水温传感器(WTS1)的故障情况。
此外，作为诊断出口水温传感器(WTS1)的故障的另一示例，本发明可以配置为进一步包括：当通过确定流动停止确定处于流量控制阀1的流动停止状态时，统计流动停止时间；并且当流动停止时间等于或大于参考时间时，诊断出出口水温传感器(WTS1)故障。
这里，可以基于在发动机20起动时由发动机入口侧或出口侧水温传感器测量的冷却剂温度来确定参考时间。
也就是说，当出口水温传感器(WTS1)正常时，当在车辆起动后发动机运行时间过去一定时间时，冷却剂温度迅速升高，使得必须解除流量控制阀1的流动停止状态。如上所述，可以看出，当长时间保持出口水温传感器(WTS1)的流动停止状态时，冷却剂温度感测值没有增大，这可以被诊断为出口水温传感器(WTS1)的故障情况。
此外，作为诊断出口水温传感器(WTS1)的故障的又一示例，本发明可以配置为进一步包括：通过入口水温传感器(WTS2)和出口水温传感器(WTS1)检测入口冷却剂温度和出口冷却剂温度；并且当入口冷却剂温度大于出口冷却剂温度时，诊断出发动机出口冷却剂温度传感器故障。
也就是说，当出口水温传感器(WTS1)正常时，发动机的发热量被添加到在发动机入口处流动的冷却剂并且被输出到发动机出口冷却剂温度，使得入口冷却剂温度不可能大于出口冷却剂温度。因此，可以看出，当入口冷却剂温度大于出口冷却剂温度时，出口冷却剂温度感测值没有增大，这可以被诊断为出口水温传感器(WTS1)的故障情况。
同时，本发明可以配置为进一步包括：当根据上述故障诊断方法诊断出出口水温传感器(WTS1)故障时，通过操作流量控制阀1来解除流动停止状态，使得冷却剂流经流量控制阀1的排放端口。
也就是说，能够进行控制以打开流量控制阀1的连接到每个流动路径的排放端口中的至少一个排放端口，以使冷却剂流经打开的排放端口，从而通过解除流动停止状态来防止冷却剂的过热现象。
也能够将流量控制阀1控制到流量控制阀1的所有排放端口都打开的位置，并且优选地控制流量控制阀1以操作至冷却剂尽可能多地流经连接到加热器芯的排放端口的位置。
也就是说，尽管通常流量控制阀1确定端口开度变为流动停止状态以在车辆起动的初始阶段进行快速预热，但是端口开度也可以被确定为最大加热状态，其使相对大量的冷却剂流动到加热器芯侧，以在需要强室内加热的驾驶情况下实现最大加热性能等。
因此，当水温传感器发生故障时，能够将流量控制阀1控制到最大加热状态，这是在车辆起动的初始阶段可设定的位置之一，从而创建可以根据行驶状况控制排放端口的打开和关闭的环境并且控制车辆行驶。
在下文中，将参考图2整体说明根据本发明的各个方面的用于车辆的冷却剂温度传感器的故障诊断控制过程。
在车辆起动时，流量控制阀1确定其是否处于流动停止状态(S10)；当确定处于流动停止状态时，检测出口冷却剂温度的最大值和最小值(S20)；以及在车辆起动之后，从流动停止状态开始时起开始计时器计时(S30)。
以这种方式，确定出口冷却剂温度模型温度是否等于或大于参考温度(S40)，并且当确定其等于或大于参考温度时，诊断出出口水温传感器(WTS1)故障(S80)。
另一方面，当在S40中确定小于参考温度时，确定出口冷却剂温度的最大值和最小值之间的差值是否在一定范围内(S50)，并且当确定在一定范围内时，诊断出出口水温传感器(WTS1)故障(S80)。
另一方面，当在S60中确定小于参考时间时，确定入口冷却剂温度是否超过出口冷却剂温度(S70)，并且当确定超过出口冷却剂温度时，诊断出出口水温传感器(WTS1)故障(S80)。
因此，当在S80中诊断出出口水温传感器(WTS1)故障时，控制流量控制阀1以解除流动停止状态，使得冷却剂流经流量控制阀1的排放端口(S90)。
如上所述，本发明诊断流量控制阀1的流动停止状态下的出口水温传感器(WTS1)的故障，以防止流量控制阀1长时间停留在流动停止状态，从而防止引起发动机20的冷却剂过热，因此防止由于发动机20过热而引起的事故风险，并且提高车辆行驶的安全性。
为了方便解释以及在所附权利要求中准确定义，词语“上部”、“下部”、“内”、“外”、“上”、“下”、“上部”、“下部”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“后部”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“内”、“外”、“向前”和“向后”用于参考图中所示的示例性实施例的特征的位置来描述这些特征。
已经出于说明和描述的目的呈现了本发明的特定示例性实施例的前述描述。它们并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式，并且显然根据上述教导可以进行许多修改和变化。选择和描述示例性实施例以解释本发明的某些原理及其实际应用，以使本领域其他技术人员能够实现和利用本发明的各种示例性实施例、以及其各种替换和修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等效物限定。

Claims (17)

1.一种用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，所述故障诊断方法包括以下步骤：
通过控制器确定流量控制阀是否处于通过所述流量控制阀使冷却剂的流动停滞的流动停止状态；
当所述流量控制阀处于所述流动停止状态时，通过所述控制器获得基于所述车辆的操作条件确定的发动机出口冷却剂模型温度；以及
当所述冷却剂模型温度等于或大于参考温度时并且当通过所述流量控制阀保持所述流动停止状态时，通过所述控制器诊断出所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器故障。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，还包括：
当所述控制器诊断出所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器为所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障时，由所述控制器通过操作所述流量控制阀来解除所述流动停止状态，使得所述冷却剂流经所述流量控制阀的第一排放端口，其中，所述第一排放端口的开度能够由所述控制器调节。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，
其中，在所述流动停止状态的解除中，所述控制器配置为操作所述流量控制阀，使得所述冷却剂最大程度地流经连接到加热器芯的所述第一排放端口。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，
其中，所述流量控制阀包括所述第一排放端口、连接到热交换器的第二排放端口、连接到散热器的第三排放端口以及连接到发动机气缸体的输入端口，
其中，所述第二排放端口和所述第三排放端口以及所述输入端口的开度能够由所述控制器调节，并且
其中，发动机气缸盖和所述流量控制阀彼此连接，并且所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器安装在所述发动机气缸盖和所述流量控制阀之间。
5.一种用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，所述故障诊断方法包括以下步骤：
通过控制器确定流量控制阀是否处于通过所述流量控制阀使冷却剂的流动停滞的流动停止状态；
当出口冷却剂温度的最大值和最小值之间的差值在预定范围内时，通过所述控制器诊断出所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器故障，或者当入口冷却剂温度大于所述出口冷却剂温度时并且当通过所述流量控制阀保持所述流动停止状态时，通过所述控制器诊断出所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器故障。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，其中，当所述出口冷却剂温度的最大值和最小值之间的差值在所述预定范围内时，通过所述控制器诊断出所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器故障包括：
通过所述控制器存储由所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器测量的出口冷却剂温度的最大值和最小值；并且
当所述出口冷却剂温度的最大值和最小值之间的差值在所述预定范围内时，通过所述控制器诊断出所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器故障。
7.根据权利要求6所述的用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，还包括：
当所述控制器诊断出所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器为所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障时，由所述控制器通过操作所述流量控制阀来解除所述流动停止状态，使得所述冷却剂流经所述流量控制阀的第一排放端口，其中，所述第一排放端口的开度能够由所述控制器调节。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，
其中，在所述流动停止状态的解除中，所述控制器配置为操作所述流量控制阀，使得所述冷却剂最大程度地流经连接到加热器芯的所述第一排放端口。
9.根据权利要求8所述的用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，
其中，所述流量控制阀包括所述第一排放端口、连接到热交换器的第二排放端口、连接到散热器的第三排放端口以及连接到发动机气缸体的输入端口，
其中，所述第二排放端口和所述第三排放端口以及所述输入端口的开度能够由所述控制器调节，并且
其中，发动机气缸盖和所述流量控制阀彼此连接，并且所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器安装在所述发动机气缸盖和所述流量控制阀之间。
10.根据权利要求5所述的用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，其中，当所述入口冷却剂温度大于所述出口冷却剂温度时，通过所述控制器诊断出所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器故障包括：
由所述控制器通过入口冷却剂温度传感器和所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器检测所述入口冷却剂温度和所述出口冷却剂温度；并且
当所述入口冷却剂温度大于所述出口冷却剂温度时，通过所述控制器诊断出所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器故障。
11.根据权利要求10所述的用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，还包括：
当所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器被诊断为所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障时，由所述控制器通过操作所述流量控制阀来解除所述流动停止状态，使得所述冷却剂流经所述流量控制阀的第一排放端口，其中，所述第一排放端口的开度能够由所述控制器调节。
12.根据权利要求11所述的用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，
其中，在所述流动停止状态的解除中，所述控制器配置为操作所述流量控制阀，使得所述冷却剂最大程度地流经连接到加热器芯的所述第一排放端口。
13.根据权利要求12所述的用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，
其中，所述流量控制阀包括所述第一排放端口、连接到热交换器的第二排放端口、连接到散热器的第三排放端口以及连接到发动机气缸体的输入端口，
其中，所述第二排放端口和所述第三排放端口以及所述输入端口的开度能够由所述控制器调节，并且其中，发动机气缸盖和所述流量控制阀通过所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器彼此连接。
14.一种用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，所述故障诊断方法包括以下步骤：
通过控制器确定流量控制阀是否处于通过所述流量控制阀使冷却剂的流动停滞的流动停止状态；
当通过所述控制器确定所述流量控制阀处于所述流动停止状态时，通过所述控制器统计流动停止时间；以及
当所述流动停止时间等于或大于参考时间时并且当通过所述流量控制阀保持所述流动停止状态时，通过所述控制器诊断出所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器故障。
15.根据权利要求14所述的用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，还包括：
当所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器被诊断为所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障时，由所述控制器通过操作所述流量控制阀来解除所述流动停止状态，使得所述冷却剂流经所述流量控制阀的第一排放端口，其中，所述第一排放端口的开度能够由所述控制器调节。
16.根据权利要求15所述的用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，
其中，在所述流动停止状态的解除中，所述控制器配置为操作所述流量控制阀，使得所述冷却剂最大程度地流经连接到加热器芯的所述第一排放端口。
17.根据权利要求16所述的用于车辆的发动机出口侧出口冷却剂温度传感器的故障诊断方法，
其中，所述流量控制阀包括所述第一排放端口、连接到热交换器的第二排放端口、连接到散热器的第三排放端口以及连接到发动机气缸体的输入端口，
其中，所述第二排放端口和所述第三排放端口以及所述输入端口的开度能够由所述控制器调节，并且
其中，发动机气缸盖和所述流量控制阀通过所述发动机出口侧出口冷却剂温度传感器彼此连接。
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