CN113606032B - 一种发动机冷却系统故障诊断控制方法及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发动机冷却系统故障诊断控制方法及控制系统，其包括以下步骤：判断发动机的水温T是否大于或者等于预设温度值；若是，则开启水套压力诊断流程；其中，所述水套压力诊断流程包括以下步骤：判断发动机内水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；若是，则报出发动机冷却系统异常故障信号或执行对应动作。本发明涉及一种发动机冷却系统故障诊断控制方法及控制系统，由于在判断了发动机水温T升高之后，又对水套的压力P进行了判断，当水套内压力过小时，即可得知水套内水流量不足，当发动机出现局部渗漏、散热器裂纹、水泵故障或者管路堵塞等问题时，通过该控制方法及系统可以及时发现问题，能够避免发动机过热出现发动机零部件失效。

Description

一种发动机冷却系统故障诊断控制方法及控制系统
技术领域
本发明涉及发动机及相关系统领域，特别涉及一种发动机冷却系统故障诊断控制方法及控制系统。
背景技术
目前，一般发动机冷却依靠风冷、水冷两种方案，发动机燃烧热量多数依靠发动机冷却液带走。当前发动机是否缺水诊断判断主要依靠冷却系统信号输出，常规的信号源依据发动机出水口的水温传感器有效性提示，传递到ECU转入仪表盘人为干预停机检查。
相关技术中，当发动机出现局部渗漏、散热器裂纹、水泵故障、管路堵塞等问题时，因冷却系统预测点在发动机出水口，遇见出水管爆裂、进水管爆裂、水泵故障、调温器失效时，这些部位与发动机出水口距离远，温度梯度大，水温传感器反应滞后，甚至没有反应都会出现冷却系统故障判断不及时，发动机冷却能力急速下降或无冷却能力导致发动机过热出现发动机零部件失效。尤其在用户跑高速或长下坡路况时，发动机进水管突然破裂导燃烧热量加剧无法冷却，车辆安全危险性增大。
因此，有必要设计一种新的发动机冷却系统故障诊断控制方法及控制系统，以克服上述问题。
发明内容
本发明实施例提供一种发动机冷却系统故障诊断控制方法及控制系统，以解决相关技术中冷却系统故障判断不及时，导致发动机过热出现发动机零部件失效的问题。
第一方面，提供了一种发动机冷却系统故障诊断控制方法，其包括以下步骤：判断发动机的水温T是否大于或者等于预设温度值；若是，则开启水套压力诊断流程；其中，所述水套压力诊断流程包括以下步骤：判断发动机内水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；若是，则报出发动机冷却系统异常故障信号或执行对应动作。
一些实施例中，所述判断发动机内水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；若是，则报出发动机冷却系统异常故障信号或执行对应动作，包括：判断发动机内水套的压力P是否大于或者等于第一故障压力值P1且小于所述安全临界压力值P0；若是，则报出一级故障信号并提示司机进行检查。
一些实施例中，所述判断发动机内水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；若是，则报出发动机冷却系统异常故障信号或执行对应动作，包括：判断发动机内水套的压力P是否大于或者等于第二故障压力值P2且小于所述第一故障压力值P1；若是，则报出二级故障信号，并对发动机进行限扭。
一些实施例中，所述判断发动机内水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；若是，则报出发动机冷却系统异常故障信号或执行对应动作，还包括：判断发动机内水套的压力P是否小于所述第二故障压力值P2；若是，则报出三级故障信号，并控制车辆进入跛行模式。
一些实施例中，所述安全临界压力值P0根据所述发动机的转速以及所述发动机的负荷确定。
第二方面，提供了一种发动机冷却系统故障诊断控制系统，其包括：诊断模块，其用于判断所述发动机的水温T是否大于或者等于预设温度值，若是，则判断发动机内水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；若发动机内水套的压力P小于安全临界压力值P0，则报出发动机冷却系统异常故障信号或发出控制信号；执行模块，其用于根据所述控制信号执行对应动作。
一些实施例中，所述发动机冷却系统故障诊断控制系统还包括：水温传感器，其安装于发动机的出水口，所述水温传感器用于检测所述发动机的水温T，且所述水温传感器与所述诊断模块信号连接；水套压力测量单元，其安装于所述发动机内的水套上，所述水套压力测量单元用于检测所述水套的压力P，且所述水套压力测量单元与所述诊断模块信号连接。
一些实施例中，所述诊断模块还用于判断发动机内水套的压力P是否大于或者等于第一故障压力值P1且小于所述安全临界压力值P0；若是，则报出一级故障信号并提示司机进行检查。
一些实施例中，所述诊断模块还用于判断发动机内水套的压力P是否大于或者等于第二故障压力值P2且小于所述第一故障压力值P1；若是，则报出二级故障信号，并发出第一控制信号；所述执行模块还用于根据所述第一控制信号对所述发动机进行限扭。
一些实施例中，所述诊断模块还用于判断发动机内水套的压力P是否小于所述第二故障压力值P2；若是，则报出三级故障信号，并发出第二控制信号；所述执行模块还用于根据所述第二控制信号控制车辆进入跛行模式。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
本发明实施例提供了一种发动机冷却系统故障诊断控制方法及控制系统，由于在判断了发动机水温T升高之后，又对水套的压力P进行了判断，可以检测出发动机内是否缺水，当水套内压力过小时，即可得知水套内水流量不足，并报出异常故障信号或执行相应的动作，因此，当发动机出现局部渗漏、散热器裂纹、水泵故障或者管路堵塞等问题时，通过该控制方法及系统可以及时发现问题，能够避免发动机冷却能力急速下降或无冷却能力导致发动机过热出现发动机零部件失效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种发动机冷却系统故障诊断控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种发动机冷却系统故障诊断控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种发动机冷却系统故障诊断控制方法及控制系统，其能解决相关技术中冷却系统故障判断不及时，导致发动机过热出现发动机零部件失效的问题。
参见图1所示，本发明实施例提供了一种发动机冷却系统故障诊断控制方法，其可以包括以下步骤：S101：判断发动机的水温T是否大于或者等于预设温度值；若是，则开启水套压力诊断流程；其中，所述水套压力诊断流程包括以下步骤：S102：判断发动机内水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；S103：若是，则报出发动机冷却系统异常故障信号或执行对应动作。本实施例中，可以在发动机的出水口安装水温传感器，使得所述水温传感器能够检测到所述发动机的水温T，并且所述水温传感器可以将检测到的水温T以信号的形式传出，将所述发动机的水温T与所述预设温度值进行比较，可以判断出发动机的水温T是否大于或者等于所述预设温度值，当发动机的水温T高于该预设温度值时，则开启所述水套压力诊断流程，当发动机的水温T低于该预设温度值时，则关闭所述水套压力诊断流程；当水套压力诊断流程开启后，即对所述水套的压力P进行判断，由于所述水套内的压力在所述发动机的不同工况点下存在安全临界压力值P0，所述安全临界压力值P0为该发动机机型的最低水套压力限值，当所述水套的压力P在所述安全临界压力值P0以上，表明冷却系统状态正常，当所述水套的压力P在安全临界压力值P0以下，表明冷却系统状态异常(也即出现发动机局部渗漏、散热器裂纹、水泵故障、管路堵塞、进水管爆裂或者调温器失效等漏水、缺水情况)，所以，在对水套压力进行判断时，可以将所述水套的压力P与所述安全临界压力值P0进行比较，若发现所述水套的压力P小于所述安全临界压力值P0，则报出发动机冷却系统异常故障信号或执行对应动作，以应对冷却系统出现的故障。
由于在判断了发动机水温T升高之后，又对所述水套的压力P进行了判断，可以检测出所述发动机是否存在缺水、漏水现象，当所述水套内压力过小时，即可得知所述水套内水流量不足或者漏水，并报出异常故障信号或执行相应的动作，以对司机进行提醒，进而可以采取对应的应对措施，比如对发动机局部、散热器、水泵、管路或者调温器进行修复等，因此，当所述发动机出现局部渗漏、散热器裂纹、水泵故障、管路堵塞、进水管爆裂或者调温器失效等问题时，通过该控制方法及系统可以及时发现问题，能够避免发动机冷却能力急速下降或无冷却能力导致发动机过热出现发动机零部件失效的情况，在用户跑高速或长下坡路况时，可以避免发动机进水管突然破裂导燃烧热量加剧无法冷却，降低车辆安全的危险性；该方法可以有效的预警水系统故障，如水系统渗漏等，避免发动机重大故障发生。
在一些可选的实施例中，所述安全临界压力值P0可以根据所述发动机的转速以及所述发动机的负荷确定，具体的，根据对所述发动机进行试验验证，可以标定出在一些具体的不同工况点(也即不同的转速以及负荷)下所述安全临界压力值P0，并且可以以所述发动机的转速N为横坐标，以所述发动机的负荷i为纵坐标，安全临界压力值P0作为输出量建立安全临界MAP坐标系，其他工况点的输出量可以根据试验标定出的所述安全临界压力值P0进行插值计算获取，从而可以确定水套压力在各个工况点的实时安全临界压力值P0，便于对水套压力的故障等级进行判断。
本实施例中，可以在所述水套的位置安装水套压力测量单元，其中，所述水套压力测量单元可以包括安装于水套上的压力传感器以及电控单元，以实时对所述水套的压力P进行检测。
在一些实施例中，所述判断发动机内水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；若是，则报出发动机冷却系统异常故障信号或执行对应动作，可以包括以下步骤：判断所述发动机内水套的压力P是否大于或者等于第一故障压力值P1且小于所述安全临界压力值P0；若是，则报出一级故障信号并提示司机进行检查。具体的，所述第一故障压力值P1小于所述安全临界压力值P0，本实施例中，对故障等级进行了划分，也即虽然所述水套的压力P小于所述安全临界压力值P0，但是可能所述发动机缺水或者漏水的问题并没有特别严重，当判断出所述发动机内水套的压力P大于或者等于所述第一故障压力值P1且小于所述安全临界压力值P0时，说明此时所述发动机存在危险，但是危险性不是特别高，所以此时可以报出一级故障信号，说明所述发动机发生了较轻微的故障，并提示司机进行检查，比如在仪表盘上进行显示“水套系统存在问题，请司机进行维护”，或者使车辆仪表灯闪烁或者警鸣器进行鸣响等信号，在所述发动机发生一级故障时，可以不对所述发动机采取限扭措施。
在一些可选的实施例中，所述判断发动机内水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；若是，则报出发动机冷却系统异常故障信号或执行对应动作，还可以包括：判断发动机内所述水套的压力P是否大于或者等于第二故障压力值P2且小于所述第一故障压力值P1；若是，则报出二级故障信号，并对发动机进行限扭。具体的，所述第二故障压力值P2小于所述第一故障压力值P1，本实施例进一步对故障等级进行了划分，当判断出发动机内所述水套的压力P大于或者等于所述第二故障压力值P2且小于所述第一故障压力值P1时，说明此时发动机存在相对中等级别的危险，但是危险性不是特别高，所以此时可以报出二级故障信号，说明所述发动机发生了中等级别的故障，并自动控制所述发动机进行限扭，其中，限扭也即限制所述发动机的喷油量，降低所述发动机的负荷以保护所述发动机的安全，限扭比例是与正常情况下发动机最大喷油量相比下降的比例，具体的限扭比例可以根据机型设计以及标定工程师在试验时确定。
在一些可选的实施例中，所述判断发动机内所述水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；若是，则报出发动机冷却系统异常故障信号或执行对应动作，进一步还可以包括：判断发动机内水套的压力P是否小于所述第二故障压力值P2；若是，则报出三级故障信号，并控制车辆进入跛行模式。本实施例在上述方案的基础上，进一步对故障等级进行了划分，当判断出发动机内所述水套的压力P小于所述第二故障压力值P2时，说明此时发动机存在相对较高的危险，所以此时可以报出三级故障信号，说明所述发动机发生了较高级别的故障，并自动控制车辆进入跛行模式，车辆熄火后，在故障未消除前，可禁止车辆启动。其中，故障等级级别的数量可以根据所述发动机的机型需求进行标定选择，并进行故障执行策略的制定，比如当发现所述发动机的故障时，可以选择报出故障，也可以选择不报出，本实施例中，将故障等级划分为了三级，在其他实施例中，也可以根据实际情况将级别更加细化，根据需求灵活分级，比如可以做成正常或者故障提示两种等级，也可以做成更多等级。
参见图2所示，本发明实施例还提供了一种发动机冷却系统故障诊断控制系统，其可以包括：诊断模块，其用于判断所述发动机的水温T是否大于或者等于预设温度值，若是，则判断发动机内水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；若发动机内水套的压力P小于安全临界压力值P0，则报出发动机冷却系统异常故障信号或发出控制信号；执行模块，其用于根据所述控制信号执行对应动作。通过设置所述诊断模块可以对所述发动机的水温T以及所述水套的压力P进行判断，并且根据水套压力的大小可以检测出所述发动机是否存在缺水、漏水现象，当所述水套内压力过小时，即可得知所述水套内水流量不足或者漏水，并报出异常故障信号或执行相应的动作，以对司机进行提醒，进而可以采取对应的应对措施，可以及时发现问题，能够避免所述发动机冷却能力急速下降或无冷却能力导致发动机过热出现发动机零部件失效的情况。
在一些实施例中，所述发动机冷却系统故障诊断控制系统还可以包括：水温传感器，其安装于发动机的出水口，所述水温传感器用于检测所述发动机的水温T，且所述水温传感器与所述诊断模块信号连接，使得所述水温传感器可以将检测到的水温T通过信号传送到所述诊断模块，使所述诊断模块实时获得所述发动机的水温T；水套压力测量单元，其可以安装于所述发动机内的水套上，所述水套压力测量单元用于检测所述水套的压力P，且所述水套压力测量单元与所述诊断模块信号连接，使得所述水套压力测量单元可以将检测到的水套的压力P通过信号传送到所述诊断模块，使所述诊断模块实时获得所述水套的压力P，本实施例中，所述水套压力测量单元可以包括安装于所述水套上的压力传感器以及电控单元，以实时对所述水套的压力P进行检测。
在一些可选的实施例中，所述诊断模块还用于判断发动机内水套的压力P是否大于或者等于第一故障压力值P1且小于所述安全临界压力值P0；若是，则报出一级故障信号并提示司机进行检查。本实施例中，所述第一故障压力值P1小于所述安全临界压力值P0，对故障等级进行了划分，也即虽然水套的压力P小于所述安全临界压力值P0，但是可能发动机缺水或者漏水的问题并没有特别严重，当判断出所述发动机内水套的压力P大于或者等于所述第一故障压力值P1且小于所述安全临界压力值P0时，说明此时所述发动机存在危险，但是危险性不是特别高，所以此时可以报出一级故障信号，说明所述发动机发生了较轻微的故障，并提示司机进行检查，比如在仪表盘上进行显示“水套系统存在问题，请司机进行维护”，或者使车辆仪表灯闪烁或者警鸣器进行鸣响等信号，在所述发动机发生一级故障时，可以不对所述发动机采取限扭措施。
在一些可选的实施例中，所述诊断模块还用于判断发动机内水套的压力P是否大于或者等于第二故障压力值P2且小于所述第一故障压力值P1；若是，则报出二级故障信号，并发出第一控制信号；所述第二故障压力值P2小于所述第一故障压力值P1，本实施例进一步对故障等级进行了划分，当判断出发动机内水套的压力P大于或者等于所述第二故障压力值P2且小于所述第一故障压力值P1时，说明此时发动机存在相对中等级别的危险，但是危险性不是特别高，所以此时可以报出二级故障信号，说明发动机发生了中等级别的故障，并向ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)发出所述第一控制信号，其中所述第一控制信号用于对车辆采取一定的控制措施以缓解所述发动机产生的故障，本实施例中，所述第一控制信号可以用于控制所述发动机进行限扭，其中，限扭比例可以根据标定确定，限扭也即限制所述发动机的喷油量，降低所述发动机的负荷以保护发动机安全。所述执行模块还可以用于根据所述第一控制信号对所述发动机进行限扭，也即ECU在接收到所述第一控制信号后，可以发出控制指令至所述执行模块使得所述执行模块对所述发动机进行限扭动作。
在一些可选的实施例中，所述诊断模块还用于判断所述发动机内水套的压力P是否小于所述第二故障压力值P2；若是，则报出三级故障信号，并发出第二控制信号；本实施例在上述方案的基础上，进一步对故障等级进行了划分，当判断出所述发动机内水套的压力P小于所述第二故障压力值P2时，说明此时所述发动机存在相对较高的危险，所以此时可以报出三级故障信号，说明所述发动机发生了较高级别的故障，并向ECU发出所述第二控制信号，其中所述第二控制信号用于控制车辆进入跛行模式；所述执行模块还用于根据所述第二控制信号控制车辆进入跛行模式。也即ECU在接收到所述第二控制信号后，可以发出控制指令至所述执行模块使得所述执行模块控制车辆进入跛行模式。
在其他实施例中，当发现所述发动机的故障时，可以选择报出故障，也可以选择不报出，本实施例中，所述诊断模块将故障等级划分为了三级，在其他实施例中，也可以根据实际情况将级别更加细化，根据需求灵活分级。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种发动机冷却系统故障诊断控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：
判断发动机的水温T是否大于或者等于预设温度值；
若是，则开启水套压力诊断流程；
其中，所述水套压力诊断流程包括以下步骤：
判断发动机内水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；
若是，则报出发动机冷却系统异常故障信号或执行对应动作；
其中，所述判断发动机内水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；若是，则报出发动机冷却系统异常故障信号或执行对应动作，包括：
判断发动机内水套的压力P是否大于或者等于第一故障压力值P1且小于所述安全临界压力值P0；
若是，则报出一级故障信号并提示司机进行检查；
其中，所述判断发动机内水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；若是，则报出发动机冷却系统异常故障信号或执行对应动作，包括：
判断发动机内水套的压力P是否大于或者等于第二故障压力值P2且小于所述第一故障压力值P1；
若是，则报出二级故障信号，并对发动机进行限扭。
2.如权利要求1所述的发动机冷却系统故障诊断控制方法，其特征在于，所述判断发动机内水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；若是，则报出发动机冷却系统异常故障信号或执行对应动作，还包括：
判断发动机内水套的压力P是否小于所述第二故障压力值P2；
若是，则报出三级故障信号，并控制车辆进入跛行模式。
3.如权利要求1所述的发动机冷却系统故障诊断控制方法，其特征在于：
所述安全临界压力值P0根据所述发动机的转速以及所述发动机的负荷确定。
4.一种发动机冷却系统故障诊断控制系统，其特征在于，其包括：
诊断模块，其用于判断所述发动机的水温T是否大于或者等于预设温度值，若是，则判断发动机内水套的压力P是否小于安全临界压力值P0；若发动机内水套的压力P小于安全临界压力值P0，则报出发动机冷却系统异常故障信号或发出控制信号；
执行模块，其用于根据所述控制信号执行对应动作；
其中，所述诊断模块还用于判断发动机内水套的压力P是否大于或者等于第一故障压力值P1且小于所述安全临界压力值P0；若是，则报出一级故障信号并提示司机进行检查；
其中，所述诊断模块还用于判断发动机内水套的压力P是否大于或者等于第二故障压力值P2且小于所述第一故障压力值P1；若是，则报出二级故障信号，并发出第一控制信号；
所述执行模块还用于根据所述第一控制信号对所述发动机进行限扭。
5.如权利要求4所述的发动机冷却系统故障诊断控制系统，其特征在于，所述发动机冷却系统故障诊断控制系统还包括：
水温传感器，其安装于发动机的出水口，所述水温传感器用于检测所述发动机的水温T，且所述水温传感器与所述诊断模块信号连接；
水套压力测量单元，其安装于所述发动机内的水套上，所述水套压力测量单元用于检测所述水套的压力P，且所述水套压力测量单元与所述诊断模块信号连接。
6.如权利要求4所述的发动机冷却系统故障诊断控制系统，其特征在于：
所述诊断模块还用于判断发动机内水套的压力P是否小于所述第二故障压力值P2；若是，则报出三级故障信号，并发出第二控制信号；
所述执行模块还用于根据所述第二控制信号控制车辆进入跛行模式。
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