CN110700935B - 冷却液故障检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种冷却液故障检测方法，该冷却液故障检测方法包括启动发动机，并判断发动机的温度是否小于预设值；若是，计算发动机传递至冷却液的实际热量总和；计算冷却液的温度达到理论温度时，发动机传递至冷却液的理论热量总和；当实际热量总和与理论热量总和相等时，判断发动机的实际温度与理论温度的差值是否满足预设条件；若不满足预设条件，则判定冷却液出现故障，点亮故障灯，通过实际热量总和和理论热量总和来判断实际温度和理论温度的大小关系，从而得出冷却液是否出现故障的结论，计算实际热量总和和理论热量总和时充分考虑到发动机的实际运行工况，减小了误差，使结果趋于准确。
Description
技术领域
本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种冷却液故障检测方法。
背景技术
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
柴油机在运转过程中，机油流经运动件的摩擦表面时吸收了一定的热量，随着机油的往复循环，机油温度会逐渐升高，则需要对机油进行强制冷却，当冷却液发生故障时，会造成机油温度过高，无法冷却，容易造成机油老化、积碳、摩擦副磨损严重等问题。
因此，机油冷却器的工作状态非常重要，现有技术中，在某一时刻检测发动机的温度，在发动机运行时间到达预设值后再检测发动机的温度，通过两次检测后的温度得到温度差，判断温度差是否大于预设温度差，以此判断冷却液是否发生故障，但该种检测方法未考虑发动机的实际运行工况以及环境因素，计算结果与实际情况存在偏差，容易给驾驶员误导。
发明内容
本发明的目的是至少解决检测结果未考虑实际运行工况以及环境因素导致结果存在偏差的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的第一方面提出了一种冷却液故障检测方法，包括：
启动发动机，并判断所述发动机的温度是否小于预设值；
若是，计算所述发动机传递至冷却液的实际热量总和；
计算所述冷却液的温度达到理论温度时，所述发动机传递至所述冷却液的理论热量总和；
当所述实际热量总和与所述理论热量总和相等时，判断所述发动机的实际温度与所述理论温度的差值是否满足预设条件；
若不满足预设条件，则判定所述冷却液出现故障，点亮故障灯。
根据本发明实施例的冷却液故障检测方法，冷却液设置在发动机的缸壁的外侧，并沿着冷却水路运动，因冷却液和缸壁存在温差，故热量从缸壁传递至冷却液使冷却液温度上升，通过计算实际热量总和和理论热量总和来判断实际温度和理论温度的大小关系，从而得出冷却液是否出现故障的结论，计算实际热量总和和理论热量总和时采用传热学原理，充分考虑到了发动机的实际运行工况，减小了误差，使结果趋于准确。
另外，根据本发明实施例的冷却液故障检测方法，还可具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，计算所述发动机传递至冷却液的实际热量总和包括：
建立所述发动机的冷却水路模型；
根据传热学原理计算所述实际温度；
根据所述实际温度计算第一热量值；
基于时间对所述第一热量值进行积分计算所述发动机传递给所述冷却液的实际热量总和。
在本发明的一些实施例中，在根据传热学原理计算所述实际温度中：
利用公式mp*cp*dT/dz＝α*U(Tw-T)，计算所述实际温度；
其中，mp为冷却液质量流量，cp为冷却液比热容，α为传热系数，U为模型的周长，Tw为缸壁温度，T为所述实际温度，z为所述冷却水路模型。
在本发明的一些实施例中，在根据所述实际温度计算第一热量值中：
利用公式Qp＝mp*cp*(Tw-T)，计算得出温度变化所传递给所述冷却液的第一热量值；
其中，mp为冷却液质量流量，cp为冷却液比热容，Tw为缸壁温度，Qp为第一热量值。
在本发明的一些实施例中，在基于时间对所述第一热量值进行积分计算所述发动机传递给所述冷却液的实际热量总和中：
利用公式Q1＝∫0 tQp，计算所述发动机传递给所述冷却液的实际热量总和。
在本发明的一些实施例中，计算所述冷却液的温度达到理论温度时，所述发动机传递至所述冷却液的理论热量总和包括：
根据所述理论温度计算第二热量值；
基于时间对所述第二热量值进行积分计算所述发动机传递给所述冷却液的理论热量总和。
在本发明的一些实施例中，在根据所述理论温度计算第二热量值中：
利用公式Qg＝mp*cp*(Tw-Tg)，计算得出温度变化所传递给所述冷却液的第二热量值；
其中，mp为冷却液质量流量，cp为冷却液比热容，Tw为缸壁温度，Tg为所述理论温度，Qg为第二热量值。
在本发明的一些实施例中，在基于时间对所述第二热量值进行积分计算所述发动机传递给所述冷却液的理论热量总和中：
利用公式Q2＝∫0 tQg，计算所述发动机传递给所述冷却液的理论热量总和。
在本发明的一些实施例中，在当所述实际热量总和与所述理论热量总和相等时，判断所述发动机的实际温度与所述理论温度的差值是否满足预设条件中：
所述预设条件为小于预设温度范围。
在本发明的一些实施例中，所述缸壁温度根据所述发动机的转速和负荷查MAP图获得。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例的冷却液故障检测方法的流程示意图；
图2为图1所示的计算所述发动机传递至冷却液的实际热量总和的流程示意图；
图3为图1所示的计算所述冷却液的温度达到理论温度时，所述发动机传递至所述冷却液的理论热量总和的流程示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
如图1-图3所示，根据本发明一个实施例的冷却液故障检测方法，包括：启动发动机，并判断发动机的温度是否小于预设值；
若是，计算发动机传递至冷却液的实际热量总和；
计算冷却液的温度达到理论温度时，发动机传递至冷却液的理论热量总和；
当实际热量总和与理论热量总和相等时，判断发动机的实际温度与理论温度的差值是否满足预设条件；
若不满足预设条件，则判定冷却液出现故障，点亮故障灯。
根据本发明实施例的冷却液故障检测方法，冷却液设置在发动机的缸壁的外侧，并沿着冷却水路运动，因冷却液和缸壁存在温差，故热量从缸壁传递至冷却液使冷却液温度上升，先检测发动机的温度是否小于预设值，当小于预设值时，则可以进行冷却液获取热量升温的动态检测，当大于预设值时，则结束检测，通过计算实际热量总和和理论热量总和来判断实际温度和理论温度的大小关系，从而得出冷却液是否出现故障的结论，当判定冷却液出现故障时，车辆提醒驾驶员，当判定冷却液工作正常时，则结束检测，计算实际热量总和和理论热量总和时采用传热学原理，并利用冷却液和缸壁存在温差，使冷却液一直升温至与发动机的温度相等，通过对温度上升的动态检测，充分考虑到了发动机的实际运行工况，减小了误差，使结果趋于准确。
在本发明的一些实施例中，计算发动机传递至冷却液的实际热量总和包括建立发动机的冷却水路模型，为了简化模型，提高计算的速度，冷却水路的模型为一圆筒状模型，计算出发动机的实际温度，根据实际温度计算第一热量值，再对第一热量值进行积分就算发动机传递给冷却液的实际热量总和，对于实际温度、第一热量值和实际热量总和的计算利用了传热学原理，充分考虑到发动机的实际运行工况，减小了误差，使结果趋于准确。
在本发明的一些实施例中，具体的，通过公式mp*cp*dT/dz＝α*U(Tw-T)计算出实际温度T，其中，mp为冷却液质量流量，cp为冷却液比热容，α为传热系数，U为模型的周长，Tw为缸壁温度，z为所述冷却水路模型的长度，mp、cp、α和Tw均可通过查表可得，mp和cp根据冷却液的选用类型决定，Tw根据发动机的转速和负荷查MAP图获得。
在本发明的一些实施例中，计算出发动机的实际温度后，通过公式Qp＝mp*cp*(Tw-T)计算出温度从Tw到T发动机所传递给冷却液的第一热量值，其中，mp为冷却液质量流量，cp为冷却液比热容，Tw为缸壁温度，mp和cp根据冷却液的选用类型决定，Tw根据发动机的转速和负荷查MAP图获得。
在本发明的一些实施例中，计算出温度从Tw到T发动机所传递给冷却液的第一热量值Qp后，对Qp进行时间上的积分，时间t为发动机的实际温度T从发动机启动开始升温至与Tw相等所需的时间，在该时间段内对Qp进行积分可计算出冷却液升温至Tw发动机所传递的实际热量总和。
在本发明的一些实施例中，实际热量总和计算完成后，需要计算出理论热量总和，再进行冷却液是否故障的判断，理论热量总和与实际热量总和的计算方法均是通过传热学原理，充分考虑到发动机的实际运行工况，具体的，包括：根据理论温度计算第二热量值，基于时间对第二热量值进行积分计算发动机传递给冷却液的理论热量总和，对于理论热量总和的计算方法与计算实际热量总和的方法一致，通过将理论温度带入到Qg＝mp*cp*(Tw-Tg)中计算出第二热量值，再对第二热量值进行积分，利用公式Q2＝∫0 tQg计算发动机传递给冷却液的理论热量总和，其中，时间t为发动机的实际温度T从发动机启动开始升温至与Tw相等所需的时间，mp为冷却液质量流量，cp为冷却液比热容，Tw为缸壁温度，Tg为理论温度，Qg为第二热量值，其中，mp、cp、α和Tw均可通过查表可得，mp和cp根据冷却液的选用类型决定，α查表可得，Tw根据发动机的转速和负荷查MAP图获得。
在本发明的一些实施例中，实际热量总和和理论热量总和计算完成后，当实际热量总和与理论热量总和相等时，比较发动机的实际温度和理论温度的差值是否满足预设条件，当不满足预设条件时，判定冷却液出现故障，当满足预设条件时，判定冷却液工作正常，考虑到实际热量总和因热量损失会与理论热量总和存在偏差，则将预设条件设置为小于预设温度范围。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种冷却液故障检测方法，其特征在于，包括：
启动发动机，并判断所述发动机的温度是否小于预设值；
若是，计算所述发动机传递至冷却液的实际热量总和；
计算所述冷却液的温度达到理论温度时，所述发动机传递至所述冷却液的理论热量总和；
当所述实际热量总和与所述理论热量总和相等时，判断所述发动机的实际温度与所述理论温度的差值是否满足预设条件；
若不满足预设条件，则判定所述冷却液出现故障，点亮故障灯。
2.根据权利要求1所述的冷却液故障检测方法，其特征在于，计算所述发动机传递至冷却液的实际热量总和包括：
建立所述发动机的冷却水路模型；
根据传热学原理计算所述实际温度；
根据所述实际温度计算第一热量值；
基于时间对所述第一热量值进行积分计算所述发动机传递给所述冷却液的实际热量总和。
3.根据权利要求2所述的冷却液故障检测方法，在根据传热学原理计算所述实际温度中：
利用公式mp*cp*dT/dz＝α*U(Tw-T)，计算所述实际温度；
其中，mp为冷却液质量流量，cp为冷却液比热容，α为传热系数，U为模型的周长，Tw为缸壁温度，T为所述实际温度，z为所述冷却水路模型的长度。
4.根据权利要求3所述的冷却液故障检测方法，在根据所述实际温度计算第一热量值中：
利用公式Qp＝mp*cp*(Tw-T)，计算得出温度变化所传递给所述冷却液的第一热量值；
其中，mp为冷却液质量流量，cp为冷却液比热容，Tw为缸壁温度，Qp为第一热量值。
5.根据权利要求4所述的冷却液故障检测方法，在基于时间对所述第一热量值进行积分计算所述发动机传递给所述冷却液的实际热量总和中：
利用公式Q1＝∫0 tQp，计算所述发动机传递给所述冷却液的实际热量总和。
6.根据权利要求1所述的冷却液故障检测方法，其特征在于，计算所述冷却液的温度达到理论温度时，所述发动机传递至所述冷却液的理论热量总和包括：
根据所述理论温度计算第二热量值；
基于时间对所述第二热量值进行积分计算所述发动机传递给所述冷却液的理论热量总和。
7.根据权利要求6所述的冷却液故障检测方法，其特征在于，在根据所述理论温度计算第二热量值中：
利用公式Qg＝mp*cp*(Tw-Tg)，计算得出温度变化所传递给所述冷却液的第二热量值；
其中，mp为冷却液质量流量，cp为冷却液比热容，Tw为缸壁温度，Tg为所述理论温度，Qg为第二热量值。
8.根据权利要求7所述的冷却液故障检测方法，其特征在于，在基于时间对所述第二热量值进行积分计算所述发动机传递给所述冷却液的理论热量总和中：
利用公式Q2＝∫0 tQg，计算所述发动机传递给所述冷却液的理论热量总和。
9.根据权利要求1所述的冷却液故障检测方法，其特征在于，在当所述实际热量总和与所述理论热量总和相等时，判断所述发动机的实际温度与所述理论温度的差值是否满足预设条件中：
所述预设条件为小于预设温度范围。
10.根据权利要求3或7所述的冷却液故障检测方法，其特征在于，所述缸壁温度根据所述发动机的转速和负荷查MAP图获得。
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