CN111197525B - 用于监测热交换器性能的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种机器具有动力源和冷却系统,该冷却系统被配置为在动力源和热交换器之间循环冷却剂。该冷却系统具有第一传感器和第二传感器,第一传感器被配置为感测环境温度并提供指示环境温度的第一信号,第二传感器被配置为感测冷却剂的实际温度并提供指示实际的冷却剂温度的第二信号。冷却系统具有与第一传感器和第二传感器通信以接收第一信号和第二信号的控制器。该控制器被配置为基于环境温度和热交换器的模型计算预测的冷却剂温度,并且将预测的冷却剂温度与实际的冷却剂温度进行比较。该控制器还被配置为至少部分地基于所述比较来提供警报。

Description

用于监测热交换器性能的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种具有冷却系统的机器,更具体地,涉及用于监测冷却系统的热交换器的性能的系统和方法。
背景技术
在诸如拖运卡车、平地机、采矿卡车或挖掘机等场所上进行工作的机器通常具有内燃机或在操作期间可能过热的其他部件。过热可能降低机器部件的使用寿命,损坏部件或机器,和/或导致故障时间,从而损害生产率。为了防止过热,这些机器通常具有从易于过热的部件带走热量的冷却系统。
例如,典型的冷却系统可以使诸如空气、油或水的流体冷却剂循环通过机器发动机的通道。冷却剂可从发动机吸收热量,从而冷却发动机并防止其过热。冷却剂然后可以通过热交换器,例如散热器。风扇推动或拉动空气通过热交换器的通道,其从冷却剂中去除热量,使得其可以再循环以继续冷却发动机。
然而,冷却系统有时会发生故障,导致上述与过热相关的问题。Lin等人的美国专利No.8,370,052(“’052申请”)描述了一种用于诊断冷却系统中的故障的算法。“’052申请”的算法将发动机启动过程中的实际的冷却剂温度与预测的冷却剂温度进行比较(如果不存在冷却系统错误的话,则应该发生),以识别冷却系统故障情况。如果检测到故障,则算法将运行风扇,并检查冷却剂温度是否显著改变,’052申请认为这种变化允许将恒温器错误与车辆配置错误区分开。
尽管’052申请的技术可以帮助识别冷却系统的问题,但是它可能是有缺陷的。例如,某些类型的冷却系统故障可能不会在启动时出现,而是在其他操作条件下出现。并且虽然’052申请算法可以检测恒温器的错误,但是可能出现算法不能检测到的其他类型的冷却系统故障。
例如,随着时间推移,污垢、灰尘和其他碎屑可能积聚在热交换器的通道内,特别是在诸如垃圾填埋场、矿山或挖掘场所的含尘环境中操作的机器上。碎屑的积聚可能降低机器冷却系统的性能,使得机器更可能过热。如果未检查足够长的时间,则热交换器的通道和/或芯部可能被堵塞,从而防止环境空气循环通过通道并从冷却剂移除热量。碎屑最终可能变硬并且变得难以去除,这需要更昂贵的维护或更换热交换器,如果较早发现堵塞,这些热交换器可能仍会保留使用寿命。
本发明旨在克服用于监测冷却系统的性能的现有系统和方法的上述一个或多个问题和/或其他问题。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种机器,该机器包括动力源和被配置为在动力源和热交换器之间循环冷却剂的冷却系统。冷却系统可包括第一传感器,该第一传感器被配置为感测环境温度并提供指示环境温度的第一信号。该冷却系统可包括第二传感器,该第二传感器被配置为感测冷却剂的实际温度并且提供指示实际的冷却剂温度的第二信号。冷却系统还可包括与第一传感器和第二传感器通信以接收第一信号和第二信号的控制器。该控制器可以被配置为基于环境温度并且基于热交换器的模型来计算预测的冷却剂温度,并且将预测的冷却剂温度与实际的冷却剂温度进行比较。该控制器还可以被配置为至少部分地基于所述比较来提供警报。
本发明的另一方面涉及一种用于监测具有动力源的机器的冷却系统的热交换器的性能的方法。该方法可包括通过冷却系统使冷却剂在动力源和热交换器之间循环。该方法还可以包括感测环境温度和感测冷却剂的实际温度。该方法还可包括与冷却系统相关联的控制器,该控制器基于环境温度和热交换器的模型计算预测的冷却剂温度。该方法还可以包括将预测的冷却剂温度与实际的冷却剂温度进行比较。该方法还可以包括至少部分地基于所述比较来提供警报。
本发明的又一方面涉及一种用于机器的冷却系统。该冷却系统可以使冷却剂在机器的动力源和冷却系统的热交换器之间循环。该冷却系统可包括第一传感器,该第一传感器被配置为感测环境温度并提供指示环境温度的第一信号。该冷却系统可包括第二传感器,该第二传感器被配置为感测冷却剂的实际温度并提供指示实际的冷却剂温度的第二信号。该冷却系统还可包括与第一传感器和第二传感器通信以接收第一信号和第二信号的控制器。该控制器可以被配置为基于环境温度并且基于热交换器的模型来计算预测的冷却剂温度,并且将预测的冷却剂温度与实际的冷却剂温度进行比较。该控制器还可以被配置为至少部分地基于所述比较来提供警报。
附图说明
图1是示例性公开的机器的图示;
图2是示意性地示出图1的机器的某些系统、包括所公开的冷却系统的图;
图3是示出了用于创建图2的冷却系统所使用的热交换器模型的示例性公开过程的流程图;以及
图4是示出了使用图3的热交换器模型来监测图2的冷却系统的热交换器的性能的示例性公开方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了示例性机器100。在该实例中,机器100是轮式装载机。但是机器100可以体现为在现场进行工作的任何类型的机器,例如铰接式拖运卡车、自动平地机、采矿卡车、装载机、挖掘机或平地机。可替代地,机器100可以体现为固定系统,例如发电系统或流体泵送系统。在所示的实例中,除了其他部件之外,机器100可以包括由牵引装置104(例如,车轮)支撑的底盘102、安装到底盘102的动力源外壳106、以及位于外壳106内并且可操作来驱动牵引装置104以推进机器100和/或向机器100的其他系统提供动力的动力源(例如,内燃机)108,例如被配置为致动连接到机器100的工作执行器110的一个或多个液压缸或其他机构。
图2提供了示出机器100的其他示例性系统的图。除了其他系统之外,机器100可以具有进气系统200、排气系统202和冷却系统204。
进气系统200可被配置为将环境空气或将环境空气和燃料的混合物吸入动力源108用于燃烧。进气系统200可包括调节压缩空气并将压缩空气引入动力源108的压缩气缸206中的部件。
例如,进气系统200可以包括位于一个或多个压缩机210下游的热交换器208,例如空气-空气热交换器(例如散热器)。压缩机210可以经由通道212流体连接到热交换器208,并且可以对环境入口空气加压。通道212可以将加压的入口空气引导至热交换器208。在将热量传递到热交换器208(例如通过穿过热交换器208的通道(未示出)的加压入口空气,由此降低加压入口空气的温度)之后,加压空气可以经由入口歧管214流入动力源108的气缸206中。进气系统200可包括与图2所示和上面描述的部件不同的部件或附加的部件。例如,空气指示系统200的配置可以具有节流阀、与每个气缸206相关联的可变阀致动器、过滤部件、压缩机旁路部件和/或可以被选择性地控制以影响动力源108的空燃比的其他已知部件(未示出)。
排气系统202可被配置为将燃烧过程产生的排气排出到环境大气中。排气系统202可包括将来自气缸206的排气调节并引导至周围大气的多个部件。例如,排气系统202可以包括排气通道218,例如排气歧管。排气系统202还可以具有由流过排气通道218的排气驱动的一个或多个涡轮220,以及连接到涡轮220的出口的排气烟囱222。与本说明书中的其他系统类似,排气系统202可包括与上述部件不同的部件或附加的部件。例如,如果需要,排气系统202可具有后处理部件、排气压缩或限制制动器、旁路部件、衰减装置和/或其他已知部件(未示出)。
在机器100的操作过程中,动力源108内的燃烧可以将动力源108的各种部件加热到不希望的温度,除非动力源108被冷却。冷却系统204可维持或降低动力源108的温度以提高效率、增加寿命和/或防止损坏。例如,冷却系统204可被配置为使诸如油、水或空气的流体冷却剂循环通过动力源108内的通道。循环冷却剂可以从动力源108的表面吸收热量,从而冷却动力源108。
如图2所示,冷却系统204尤其可包括靠近热交换器208的风扇224。在该实例中,风扇224可被液压致动以推动或拉动空气通过热交换器208的通道(未示出),由此在热空气再循环以继续冷却动力源108之前冷却离开动力源108的通道的热空气。例如,马达226可以连接以驱动风扇224,并且泵228可以经由供给通道230和回收通道232流体连接以驱动马达226。在一个实施方式中,泵228可以是由动力源108机械地提供动力的可变排量泵。泵228可以对供给通道230内的流体(例如液压油)加压,并且供给通道230可以将加压流体引导至马达226。当通过马达226时,加压流体可以机械地旋转马达226,从而驱动风扇224。在经过马达226之后,回收通道232可以将加压流体返回到泵228。风扇224的速度可以通过经由可调节的排量机构233改变泵228和/或马达226的排量来调节。
尽管图2将冷却系统204展示为闭环系统,但冷却系统204可替代地具有开环配置。在这种情况下,泵228可以通过开环装置连接到马达226,该开环装置包括用于容纳冷却剂的储罐。在一些情况下,开环配置可帮助调节冷却剂的温度并防止过热。
根据本发明的实施方式,冷却系统204可具有经配置以控制冷却系统204的操作的冷却系统控制器234。控制器234可以是例如机器100的硬件电子控制模块(ECM)或电子控制单元(ECU)。控制器234可以包括例如核心微控制器、存储器(例如RAM)、被配置为执行控制器234的所述功能的存储装置(例如EEPROM或闪存)。控制器234可以专用于控制冷却系统204的操作,或者可以另外控制机器100的其他系统。代替ECM/ECU或除了ECM/ECU之外,控制器234可以体现为通用计算机微处理器,该通用计算机微处理器被配置为执行存储在存储器中的计算机程序指令(例如,应用程序)以运行控制器234所公开的功能。控制器234可以包括存储器、辅助存储设备、处理器和/或用于运行应用程序的任何其他计算组件。各种诸如电源电路、信号调节电路或螺线管驱动器电路等其他电路可与控制器234相关联。
控制器234可通信地耦合以经由有线或无线(例如,无线电)连接来控制机器100的各种部件。控制器234可以从部件机器100接收电磁信号形式的输入。控制器234可以处理输入,例如使用下面描述的热交换器模型,并向机器100的部件提供相应的输出信号。
例如,在所公开的监测冷却系统性能的方法的背景下,控制器234可以接收(或计算)以下各项中的一项或多项作为输入:发动机速度、发动机扭矩、风扇速度、环境温度、实际的冷却剂温度、和/或机器100的高度。注意,“上游”可以指的是与冷却剂在冷却系统204中循环的方向相反的方向上远离参考点的点。“下游”可以指的是与冷却剂在冷却系统204中循环的方向相同的方向上远离参考点的点。
作为输出,控制器234可以提供以下各项中的一项或多项:实际的冷却剂温度与基于输入数据从热交换器模型计算的预测的冷却剂温度之间的差;实际的冷却剂温度与预测的冷却剂温度之间的累积差;实际的冷却剂温度;和/或预测的冷却剂温度。
控制器234可以将对应于一个或多个输入的数据存储在数据存储装置236(例如,存储器或数据库)中。控制器236还可以被配置为将对应于一个或多个输出的数据存储在数据存储装置236中。控制器234可以被配置为随着时间推移在数据存储装置236中累积对应于输入和/或输出的数据。控制器234还可以被配置为如下所述地分析累积的数据。
如图2所示,控制器234可以与第一传感器238相关联,该第一传感器被配置为感测环境空气的温度并且输出指示该温度的信号。例如,第一传感器234可以位于压缩机210处或附近,或者位于通道212中。
控制器234还可与第二传感器240相关联,该第二传感器被配置为感测冷却剂温度(即,实际的冷却剂温度)。在一个实施方式中,第二传感器240可以定位在热交换器208(或后冷却器)的出口的下游,并且被配置为输出指示出口(或后冷却器)下游的冷却剂的感测温度的信号。
控制器234可以被配置为尤其使用来自第一传感器和第二传感器238、240的信号来控制冷却系统204。例如,控制器234可被配置为控制冷却剂通过冷却系统204的流速。控制器234还可以被配置为部分地基于来自第一传感器和第二传感器238、240的信号,通过向排量机构233提供信号以调节泵228(和/或马达226)的排量来控制风扇224的速度。
根据所公开的实施方式,控制器234可被配置为在机器100运行期间监测热交换器208的性能。在一个实施方式中,控制器234可以将热交换器模型应用于上述一个或多个输入,以监测热交换器208的性能。
图3示出了根据所公开的实施方式的用于创建热交换器模型302的示例性过程300。热交换器模型302可以表示热交换器208在新的和/或良好的条件下(即,没有堵塞或其他劣化)的性能。热交换器模型302可以被配置为从一个或多个输入向控制器234输出预测的冷却剂温度,包括发动机速度、发动机扭矩、风扇速度、环境温度、实际的冷却剂温度和/或高度。
过程300可以使用热交换器部件级数据304和热交换器系统级数据306来创建热交换器模型302。热交换器部件级数据304可以包括例如来自由热交换器208的制造商或供应商提供的作为隔离部件的热交换器208的工程预测、台架试验和/或规格的性能数据。另一方面,热交换器系统级数据306可包括例如来自作为在机器100的较宽冷却系统204和/或进气系统200内操作的部件的热交换器208的工程预测、实验室测试和/或现场测试的性能数据。
热交换器部件级数据304和热交换器系统级数据306可用于创建在机器100的冷却系统204和/或进气系统200内操作的热交换器208的基于物理学的模型308。在一些实例中,热交换器208可以被认为是冷却系统204的一部分和/或进气系统200的一部分。基于物理学的模型308可以是例如计算机辅助工程模型(CAE)模型。如本领域已知的,CAE建模可以使用计算机软件来辅助工程分析,例如有限元分析(FEA)、计算流体动力学(CFD)、多体动力学(MBD)和/或耐久性和优化。基于物理学的模型308可以用于设计热交换器208的实验310,并且可以从设计实验310创建代理模型312。代理模型312可使用监督学习技术来训练,例如线性回归、随机森林、高斯过程、支持向量机、深度神经网络或本领域已知的其他监督学习技术。在训练代理模型312之后,它可以在控制器234上实现为热交换器模型302。
图4示出了用于在机器100的运行期间使用热交换器模型302监测热交换器208的性能的示例性方法400。方法400可由控制器234运行。
控制器234可以确定实际的冷却剂温度是否已经达到阈值(步骤402)。如果没有达到(步骤402-否),则控制器234可以继续监测实际的冷却剂温度,直到实际的冷却剂温度达到阈值。阈值可以反映机器100被加热的冷却剂温度(例如,200°F)。
如果步骤402的结果为“是”,则控制器234可确定实际的冷却剂温度是否正在降低(步骤404)。这可以对应于冷却剂被冷却的情况。如果这样(步骤402-是),则控制器234可以返回到步骤402。
如果步骤404的结果为“否”,则控制器234可以确定动力源108是否已经空转至少阈值时间(步骤406),例如15分钟)。如果控制器234确定动力源108已经空转至少阈值时间(步骤406-是),则控制器234可以返回到步骤402。本领域普通技术人员将理解,当控制器234在步骤406中达到“是”结果时,机器100已经处于空转状态,从而可以认为机器100不处于工作操作状态。在轮式装载机的情况下,示例性工作状态可以是其中机器100使用工具110从现场的一个位置将材料迁移和/或将材料运送到另一位置的状态。另一方面,当控制器234在步骤406中达到“否”结果时,机器100可以处于工作操作状态,例如上述示例性工作状态,因为机器100在阈值时间(例如,15分钟或更长)内没有空转并且其冷却剂没有冷却。
如果步骤406的结果为“否”,且因此机器100已达到稳定工作操作状态,则控制器234可开始累积输入数据(步骤408)一定时间(步骤410)。也就是说,一旦确定机器100已预热(步骤402-是)且尚未空转达阈值时间(步骤402-否),控制器便可开始累积输入数据。在轮式装载机的情况下,这可以对应于例如机器100使用工具110在现场移动材料的工作状态。
在一个实施方式中,可以选择这段时间以确保控制器234已经累积了足够的输入数据以做出关于热交换器208和/或冷却系统204的性能的可靠测定。步骤408可以包括例如控制器234在存储装置236中累积对应于上述一个或多个控制器输入(即,发动机速度、发动机扭矩、风扇速度、环境温度、实际的冷却剂温度和/或高度)的数据。
已经累积了一定时间的输入数据,控制器234可以将热交换器模型302应用于累积的输入数据(步骤412)。在应用热交换器模型302时,控制器234可在给定输入数据的情况下计算预测的冷却剂温度。正如所解释的,热交换器模型302可以表示热交换器208在良好和/或新的条件下(即,没有堵塞或其他劣化)的性能。因此,预测的冷却剂温度可对应于热交换器208正常运行的输入条件下的预期冷却剂温度。
控制器234可以确定预测的冷却剂温度与实际的冷却剂温度之间的差是否指示热交换器208的性能已经劣化(和/或可能被堵塞或变得堵塞)(步骤414)。步骤414的实施方式可包括控制器对预测的冷却剂温度与实际的冷却剂温度的任何类型的比较。实例包括:
(1)控制器234可确定预测的冷却剂温度与实际的冷却剂温度之间的差是否大于阈值(例如,10°F)。如果该差大于阈值,则控制器234可以确定热交换器208已经被堵塞或以其他方式劣化。
(2)随着时间推移,控制器234可识别其中预测的冷却剂温度与实际的冷却剂温度之间的差大于阈值的情况。如果控制器234在一定时间(30分钟内10次)内识别出差大于阈值的足够数量的情况,则控制器234可以确定热交换器208已经被堵塞或以其他方式劣化。
(3)控制器234可以随着时间推移平均实际的冷却剂温度并且确定平均实际的冷却剂温度和预测的平均冷却剂温度之间的差是否大于阈值。如果平均实际的冷却剂温度与预测的平均冷却剂温度之间的差大于阈值,则控制器234可确定热交换器208已被堵塞或以其他方式劣化。
(4)控制器234可以确定预测的冷却剂温度与实际的冷却剂温度之间的差大于阈值的情况的数量是否随时间增加。如果该差大于阈值,则控制器234可以确定热交换器208已经被堵塞或以其他方式劣化。
(5)控制器234可以确定预测的冷却剂温度与实际的冷却剂温度之间的差大于阈值的情况的数量是否随时间增加。如果该差大于阈值,则控制器234可以确定热交换器208已经被堵塞或以其他方式劣化。
(6)控制器234可以确定预测的冷却剂温度与实际的冷却剂温度之间的差是否随时间增加。
单独地或组合地,以上示例性编号的测定可以指示热交换器208的性能已经降低和/或热交换器208已经变得或可能变得堵塞。
在步骤414中使用的阈值可由与机器100相关联的利益相关者(例如,车队管理者、机器所有者或机器操作员)增加、减少或以其他方式校准,以标记预期的热交换器208的劣化和/或堵塞程度。例如,如果利益相关者将生产率优先于降低热交换器208的使用寿命、损坏热交换器208或其他部件、如果热交换器208发生故障则损失生产率等风险,则利益相关者可以将阈值设置得更高。另一方面,如果利益相关者优先考虑以生产率的潜在代价最小化这种风险,则利益相关者可以将阈值设置得更低。
如果步骤414的结果为是,则控制器234可警告与机器100相关联的一个或多个利益相关者(步骤416)。例如,控制器234可以启动机器100的机舱中的诊断指示灯(未示出),以警告操作者热交换器208有问题。控制器234可替换地或附加地通过蜂窝、卫星和/或其他无线通信网络向非车载计算系统(未示出)提供警报,以指示与热交换器208有关的问题。非车载系统可依次通知机器100的所有者、负责机器100的车队管理者等。警报可以体现为例如电子邮件、文本消息、移动设备通知或发送到利益相关者的其他消息。
警告与机器100相关联的一个或一个以上利益相关者的替代方法可包含控制器234使用来自机器100的GPS装置的全球定位系统(GPS)坐标自动获得机器100的位置的天气预报(例如,五天预报)。控制器234确定机器100的环境温度能力是否大于或等于预测温度,以识别机器100被预测过热的天数。控制器234可类似地通知利益相关者关于机器100预计过热的天数。机器100的环境能力可以指在给定热交换器208的当前条件的情况下机器100能够在其中运行而不会过热的最大环境温度。
工业实用性
本发明涉及一种用于机器的冷却系统,例如上述机器100的冷却系统204。更具体地,本发明涉及用于监测冷却系统204的性能以识别热交换器208的潜在堵塞或其他劣化并且警告与机器100相关联的一个或多个利益相关者的方法和系统。
如上所述,碎屑可能堵塞热交换器208的通道,降低冷却系统204的性能。在多尘或肮脏的环境中(例如机器100之类的机器在其上运行的场所),堵塞可能会加剧。这可能导致热交换器204的使用寿命缩短、对热交换器208或机器100的其他部件的损坏、机器100的低效性能和/或因故障时间而损失生产率。
通过在除了空转之外的机器100的稳定工作操作状态期间累积输入数据,并且将热交换器模型302应用于所累积的输入数据,控制器234可以确定热交换器208的性能是否降低,潜在地指示其通道的堵塞。具体地,控制器234可以确定由模型302预测的冷却剂温度与实际的冷却剂温度之间的差是否指示热交换器208的性能已经降低。以此方式,控制器234可以警告机器100的任何相关风险承担者,例如机器所有者、操作员或车队管理者潜在的热交换器问题。并且警报可以在热交换器208的性能降低到导致上述一个或多个问题的程度之前发生。
尽管已经参照上述实施方式具体示出和描述了本发明的各方面,但是本领域技术人员应当理解,在不脱离所公开的精神和范围的情况下,可以通过修改所公开的机器、系统和方法来设想各种附加实施方式。这些实施方式应理解为落入基于权利要求及其任何等同物确定的本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种机器,包括:
动力源;
冷却系统,所述冷却系统被配置为在所述动力源和热交换器之间循环冷却剂,所述冷却系统包括:
第一传感器,其被配置为感测环境温度并提供指示所述环境温度的第一信号;
第二传感器,其被配置为感测实际的冷却剂温度并提供指示所述实际的冷却剂温度的第二信号;以及
控制器,其与所述第一传感器和第二传感器通信以接收所述第一信号和第二信号,所述控制器被配置为用于:
基于所述环境温度和所述热交换器的模型确定预测的冷却剂温度;
在一段时间内将所述预测的冷却剂温度与所述实际的冷却剂温度进行比较;
基于所述比较,确定所述实际的冷却剂温度比所述预测的冷却剂温度高的量在所述一段时间内增加,增加的量对应于所述热交换器的性能的降低;以及
至少部分地基于确定所述实际的冷却剂温度高于所述预测的冷却剂温度和所述增加的量大于由与机器相关联的人员设定的阈值提供警报,
其中,为了确定所述实际的冷却剂温度比所述预测的冷却剂温度高的量在所述一段时间内增加,所述控制器被进一步配置为:
随着时间推移平均所述实际的冷却剂温度;以及
确定所述平均的实际的冷却剂温度比预测的平均冷却剂温度高所述阈值。
2.根据权利要求1所述的机器,其中,所述控制器被配置为进一步基于以下各项中的一项或多项确定所述预测的冷却剂温度:所述动力源的速度、所述动力源的扭矩、所述冷却系统的风扇的速度或所述机器所处的高度。
3.根据权利要求1所述的机器,其中,所述热交换器的所述模型是所述热交换器的基于物理学的模型,所述基于物理学的模型基于所述热交换器的性能数据。
4.根据权利要求1所述的机器,其中,所述警报包括发送给所述与机器相关联的人员的电子消息。
5.根据权利要求1所述的机器,其中,为了确定所述预测的冷却剂温度与所述实际的冷却剂温度之间的差大于所述阈值,所述控制器被配置为确定所述预测的冷却剂温度与所述实际的冷却剂温度之间的差大于所述阈值的情况的数量。
6.根据权利要求5所述的机器,其中,为了确定所述预测的冷却剂温度与所述实际的冷却剂温度之间的差大于所述阈值,所述控制器被配置为确定所述情况的数量随时间增加。
7.根据权利要求1所述的机器,其中,提供警报包括以下各项中的一项或多项:激活所述机器的机舱中的诊断灯,以及向所述机器的所有者、操作员或车队管理者发送电子通知。
8.一种用于监测机器的冷却系统的热交换器的性能的方法,所述机器具有动力源,所述方法包括:
通过所述冷却系统使冷却剂在所述动力源和所述热交换器之间循环;
使用第一传感器感测环境温度;
使用第二传感器感测实际的冷却剂温度;以及
通过与所述冷却系统相关联的控制器:
基于所述环境温度和所述热交换器的模型确定预测的冷却剂温度;
在一段时间内将所述预测的冷却剂温度与所述实际的冷却剂温度进行比较;
基于所述比较,确定所述实际的冷却剂温度比所述预测的冷却剂温度高的量在所述一段时间内增加,增加的量对应于所述热交换器的性能的降低;以及
至少部分地基于确定所述实际的冷却剂温度高于所述预测的冷却剂温度和所述增加的量大于由与机器相关联的人员设定的阈值提供警报,
其中,确定所述实际的冷却剂温度比所述预测的冷却剂温度高的量在所述一段时间内增加包括:
随着时间推移平均所述实际的冷却剂温度;以及
确定所述平均的实际的冷却剂温度比预测的平均冷却剂温度高所述阈值。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,确定所述预测的冷却剂温度包括基于以下各项中的一项或多项确定所述预测的冷却剂温度:所述动力源的速度、所述动力源的扭矩、所述冷却系统的风扇的速度或所述机器所处的高度。
10.根据权利要求8所述的方法,其中,所述热交换器的所述模型是所述热交换器的基于物理学的模型,所述基于物理学的模型基于所述热交换器的性能数据。
11.根据权利要求8所述的方法,其中,确定所述预测的冷却剂温度与所述实际的冷却剂温度之间的差大于所述阈值包括确定所述预测的冷却剂温度与所述实际的冷却剂温度之间的差大于所述阈值的情况的数量。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,确定所述预测的冷却剂温度与所述实际的冷却剂温度之间的差大于所述阈值包括确定所述情况的数量随时间增加。
13.根据权利要求8所述的方法,其中,提供警报包括以下各项中的一项或多项:激活所述机器的机舱中的诊断灯、向所述机器的所有者发送电子通知、或向车队管理者发送电子通知。
14.一种用于机器的冷却系统,所述冷却系统使冷却剂在所述机器的动力源和所述冷却系统的热交换器之间循环,所述冷却系统包括:
第一传感器,其被配置为感测环境温度并提供指示所述环境温度的第一信号;
第二传感器,其被配置为感测实际的冷却剂温度并提供指示所述实际的冷却剂温度的第二信号;以及
控制器,其与所述第一传感器和第二传感器通信以接收所述第一信号和第二信号,所述控制器被配置为用于:
基于所述环境温度和所述热交换器的模型确定预测的冷却剂温度;
在一段时间内将所述预测的冷却剂温度与所述实际的冷却剂温度进行比较大于阈值;以及
基于所述比较,确定所述实际的冷却剂温度比所述预测的冷却剂温度高的量在所述一段时间内增加,增加的量对应于所述热交换器的性能的降低;以及
至少部分地基于确定所述实际的冷却剂温度高于所述预测的冷却剂温度和所述增加的量大于由与机器相关联的人员设定的阈值提供警报,
其中,为了确定所述实际的冷却剂温度比所述预测的冷却剂温度高的量在所述一段时间内增加,所述控制器被进一步配置为:
随着时间推移平均所述实际的冷却剂温度;以及
确定所述平均的实际的冷却剂温度比预测的平均冷却剂温度高所述阈值。
15.根据权利要求14所述的冷却系统,其中所述控制器被配置为进一步基于以下各项中的一项或多项确定所述预测的冷却剂温度:所述动力源的速度、所述动力源的扭矩、所述冷却系统的风扇的速度或所述机器所处的高度。
16.根据权利要求14所述的冷却系统,其中,所述警报包括发送给所述与机器相关联的人员的电子消息。
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