CN116291849A - 用于诊断发动机冷却剂泵的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“用于诊断发动机冷却剂泵的方法和系统”。呈现了用于诊断发动机冷却剂泵的操作的方法和系统。在一个示例中，在发动机停止时操作所述发动机冷却剂泵，以使得所述冷却剂泵的操作可不影响发动机操作。所述发动机冷却剂泵可以以不同的速度操作以评估发动机冷却剂泵的操作。

Description

用于诊断发动机冷却剂泵的方法和系统

技术领域

本申请涉及用于诊断发动机冷却剂泵的操作的方法和系统。

背景技术

内燃发动机可包括冷却剂泵以使冷却剂在产热发动机与排热散热器之间循环。发动机冷却剂泵通常以取决于发动机转速的速度操作。然而，当发动机以低速(诸如，发动机怠速)操作时，发动机可生成显著更少的废热。以取决于发动机转速的速度旋转的发动机冷却剂泵可泵送比发动机转速低时可能需要泵送的冷却剂更多的冷却剂。因此，发动机冷却剂泵可能表现出比发动机以怠速操作时可能期望的更高的寄生损失。减少发动机冷却剂泵损失的一种方式可能是安装电驱动的发动机冷却剂泵。可以机械地不依赖于发动机转速的速度驱动电驱动的发动机冷却剂泵。因此，电驱动的发动机冷却剂泵可能比机械驱动的发动机冷却剂泵更高效。然而，当发动机运行时，可能不期望评估电驱动发动机冷却剂泵的高速和低速功能性，因为发动机过度冷却或冷却不足可能导致较高的发动机排放和/或增加发动机劣化的可能性。因此，可能期望提供一种以可能不影响发动机操作的方式诊断电驱动发动机冷却剂泵的操作的方式。

发明内容

本文的发明人已经认识到，发动机冷却剂泵的操作可能会影响发动机操作。因此，发明人已经开发了一种用于诊断发动机冷却剂泵的操作的方法，所述方法包括：响应于发动机不旋转而经由控制器使发动机冷却剂泵以第一速度旋转；在以第一速度操作发动机冷却剂泵时监测温度传感器的输出；以及将温度传感器的输出与预定温度响应进行比较。

通过在发动机不旋转时使发动机冷却剂泵旋转，可能够在不影响发动机操作的情况下诊断发动机冷却剂泵的操作。另外，发动机冷却剂泵可在较低速度和较高速度下操作，以验证发动机冷却剂泵的操作范围而不影响发动机操作。

本方法可提供若干优点。特别地，所述方法可支持在其操作范围内评估发动机冷却剂泵而不影响发动机排放。此外，可执行所述方法而不影响车辆操控性。另外，所述方法在可确定发动机冷却剂泵劣化的情形下提供缓解动作。

当单独地或结合附图来理解时，根据以下具体实施方式，将容易明白本说明书的以上优点和其他优点以及特征。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所述主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1描绘了车辆的发动机系统的示意图；

图2示出了示例发动机冷却系统；

图3至图5示出了根据图6的方法的示例发动机冷却系统响应的曲线图；并且

图6示出了用于诊断发动机冷却剂泵的操作的方法的流程图。

具体实施方式

以下描述涉及用于诊断发动机冷却剂泵的系统和方法。发动机冷却剂泵可使发动机冷却剂在发动机与散热器或热交换器之间循环。在一个示例中，发动机冷却剂泵可能是变速泵。发动机冷却剂泵可并入到图1中示出的类型的车辆或其他已知车辆类型中。发动机冷却剂泵可能是如图2中示出的发动机冷却系统的一部分。发动机冷却回路可根据图6的方法如图3至图5中所示进行响应。图6的方法可诊断发动机冷却剂泵的操作而不影响发动机操作。

现在转向附图，图1示出了内燃发动机10的气缸14的示例，所述内燃发动机可包括在车辆5中。发动机10可能是如下文进一步描述的可变排量发动机(VDE)。发动机10可至少部分地由包括控制器12的控制系统并且由来自人类车辆操作员130经由驾驶员需求踏板132的输入来控制。在该示例中，驾驶员需求踏板132包括踏板位置传感器134，所述踏板位置传感器用于生成比例踏板位置信号。发动机10的气缸(在本文中也称为“燃烧室”)14可包括燃烧室壁136，活塞138定位在所述燃烧室壁中。活塞138可联接到曲轴140，使得活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可经由变速器54联接到车辆5的至少一个车轮55，如下面进一步描述的。

在一些示例中，车辆5可为具有可用于一个或多个车轮55的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆5是仅具有发动机的常规车辆或仅具有电机的电动车辆。在示出的示例中，车辆5包括发动机10和电机52。电机52可能是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时，发动机10的曲轴140和电机52经由变速器54连接到车轮55。在描绘的示例中，第一离合器56设置在曲轴140与电机52之间，而第二离合器57设置在电机52与变速器54之间。控制器12可向每个离合器56的致动器发送信号以接合或脱离离合器，以便将曲轴140与电机52和与其连接的部件连接或断开，和/或将电机52与变速器54和与其连接的部件连接或断开。变速器54可能是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。

可在起动期间或当发动机10作为空气泵操作时经由电机52使发动机10旋转。替代地，起动机马达(未示出)可在起动期间或当发动机10作为空气泵操作时使发动机10旋转。起动机马达可经由飞轮(未示出)接合曲轴140。

可以各种方式配置动力传动系统，所述各种方式包括并联、串联或串并联式混合动力车辆。此外，在一些配置中，发动机10和电机52可经由齿轮组而不是离合器联接。在电动车辆示例中，系统电池58可能是牵引电池，所述牵引电池将电力递送到电机52以向车轮55提供扭矩。在一些示例中，电机52还可作为发电机操作以例如在制动操作期间提供电力以对系统电池58充电。应当理解，在包括非电动车辆示例的其他示例中，系统电池58可能是联接到交流发电机46的典型起动、照明、点火(SLI)电池。

交流发电机46可被配置成在发动机运行期间经由曲轴140使用发动机扭矩对系统电池58充电。另外，交流发电机46可基于发动机的一个或多个电气系统(诸如一个或多个辅助系统，包括暖通空调(HVAC)系统、车灯、车载娱乐系统和其他辅助系统)的对应的电气需求来对它们供电。在一个示例中，在交流发电机上汲取的电流可基于驾驶室冷却需求、电池充电要求、其他辅助车辆系统需求和马达扭矩中的每一个而不断改变。电压调节器可联接到交流发电机46以便基于系统使用要求(包括辅助系统需求)而调节交流发电机的功率输出。

发动机10的气缸14可经由一系列进气通道142和144以及进气歧管146来接收进气。进气歧管146除了与气缸14连通之外，还可与发动机10的其他气缸连通。进气通道中的一个或多个可包括一个或多个增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出了被配置有涡轮增压器的发动机10，所述涡轮增压器包括布置在进气通道142与144之间的压缩机174以及沿着排气通道135布置的排气涡轮176。当增压装置被配置为涡轮增压器时，可至少部分地通过排气涡轮176经由轴180为压缩机174提供动力。然而，在其他示例中，诸如当发动机10设置有机械增压器时，可通过来自马达或发动机的机械输入为压缩机174提供动力，并且可任选地省略排气涡轮176。在另外的其他示例中，发动机10可设置有电动机械增压器(例如，“电增压器”)，并且压缩机174可由电动马达驱动。在另外的其他示例中，诸如当发动机10是自然进气式发动机时，发动机10可不设置有增压装置。

包括节流板164的节气门162可设置在发动机进气通道中以用于改变提供给发动机气缸的进气的流率和/或压力。例如，节气门162可定位在压缩机174的下游，如图1中所示，或者可替代地设置在压缩机174的上游。节气门162的位置可经由来自节气门位置传感器的信号传达到控制器12。

除了气缸14之外，排气歧管148还可从发动机10的其他气缸接收排气。排气传感器126被示为联接到排放控制装置178的上游的排气歧管148。例如，排气传感器126可从用于提供排气空燃比(AFR)的指示的各种合适的传感器中选择，所述各种合适的传感器诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。在图1的示例中，排气传感器126是UEGO传感器。排放控制装置178可为三元催化器、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或者它们的组合。在图1的示例中，排放控制装置178可能是三元催化器或氧化催化器。排气歧管148、排放控制装置178、排气传感器126和温度传感器可包括在发动机排气系统11中。

发动机10的每个气缸可包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，气缸14被示出为包括位于气缸14的上部区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中，包括气缸14的发动机10的每个气缸都可包括位于气缸的上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。在该示例中，进气门150可由控制器12通过经由包括一个或多个凸轮151的凸轮致动系统152的凸轮致动来控制。相似地，排气门156可由控制器12经由包括一个或多个凸轮153的凸轮致动系统154来控制。进气门150和排气门156的位置可分别由气门位置传感器(未示出)和/或凸轮轴位置传感器155和157来确定。

在一些状况期间，控制器12可改变提供给凸轮致动系统152和154的信号以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。可同时控制进气门正时和排气门正时，或者可使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时的可能性中的任何一种。每个凸轮致动系统可包括一个或多个凸轮，并且可利用可由控制器12操作来改变气门操作的可变排量发动机(VDE)、凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。在替代示例中，进气门150和/或排气门156可通过电动气门致动来控制。例如，气缸14可替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由凸轮致动(包括CPS和/或VCT系统)控制的排气门。在其他示例中，进气门和排气门可由共同的气门致动器(或致动系统)或可变气门正时致动器(或致动系统)控制。

如本文进一步所述，可在VDE模式期间经由电致动摇臂机构来停用进气门150和排气门156。在另一示例中，可经由CPS机构来停用进气门150和排气门156，在所述CPS机构中，没有升程的凸轮凸角用于停用的气门。还可使用另外的其他气门停用机构，诸如用于电致动气门的机构。在一个示例中，进气门150的停用可由第一VDE致动器(例如，联接到进气门150的第一电致动摇臂机构)控制，而排气门156的停用可由第二VDE致动器(例如，联接到排气门156的第二电致动摇臂机构)控制。在替代示例中，单个VDE致动器可控制气缸的进气门和排气门两者的停用。在另外的其他示例中，单个气缸气门致动器停用多个气缸(进气门和排气门两者)，诸如发动机组中的所有气缸，或者不同的致动器可以控制所有进气门的停用，而另一个不同的致动器控制停用的气缸的所有排气门的停用。应当理解，如果气缸是VDE发动机的不可停用的气缸，则所述气缸可不具有任何气门停用致动器。每个发动机气缸可包括本文所述的气门控制机构。在被停用时，进气门和排气门在一个或多个发动机循环保持在关闭位置以便防止流入或流出气缸14。

气缸14可具有一定压缩比，所述压缩比是活塞138处于下止点(BDC)时的容积与处于上止点(TDC)时的容积之比。在一个示例中，压缩比在9:1至22:1的范围内，这取决于发动机10是被配置为汽油发动机还是柴油发动机。如果使用直接喷射，则由于直接喷射对发动机爆震的影响，压缩比也可能会增大。

发动机10的每个气缸可包括用于当发动机被配置为燃烧汽油时发起燃烧的火花塞192。然而，当发动机10被配置成燃烧柴油燃料时，可省略火花塞192。在选择的操作模式下，点火系统190可响应于来自控制器12的火花提前信号而经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。可基于发动机工况和驾驶员扭矩需求而调整火花正时。例如，可在最佳扭矩小点火提前角(MBT)正时提供火花以将发动机功率和效率最大化。控制器12可将发动机工况(包括发动机转速、发动机负荷和排气AFR)输入到查找表中，并且输出针对所输入的发动机工况的对应MBT正时。在其他示例中，火花可从MBT延迟，诸如以便在发动机起动期间加速催化器预热，或以便减少发动机爆震的发生。

在一些示例中，发动机10的每个气缸都可被配置有一个或多个燃料喷射器以用于向其提供燃料。作为非限制性示例，气缸14被示出为包括直接燃料喷射器166和进气道燃料喷射器66。燃料喷射器166和66可被配置成递送从燃料系统8接收的燃料。燃料系统8可包括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。燃料喷射器166被示为直接联接到气缸14以用于与从控制器12接收的信号的脉冲宽度成比例地直接在其中喷射燃料。进气道燃料喷射器66可由控制器12以相似的方式控制。以这种方式，燃料喷射器166提供所谓的燃料直接喷射(下文也被称为“DI”)到气缸14中。虽然图1示出了定位到气缸14一个侧面的燃料喷射器166，但是燃料喷射器166可能可替代地位于活塞的顶部，诸如靠近火花塞192的位置。当使用醇基燃料操作发动机时，由于一些醇基燃料的较低挥发性，此种位置可增加混合和燃烧。替代地，喷射器可位于顶部并靠近进气门以增加混合。燃料可经由燃料泵和燃料轨从燃料系统8的燃料箱递送到燃料喷射器166和66。此外，燃料箱可具有向控制器12提供信号的压力传感器。

燃料喷射器166和66可被配置成以不同的相对量从燃料系统8接收不同的燃料作为燃料混合物，并且还被配置成将所述燃料混合物直接喷射到气缸中。例如，燃料喷射器166可接收醇燃料，而燃料喷射器66可接收汽油。此外，可在气缸的单个循环的不同冲程期间将燃料递送到气缸14。例如，直接喷射的燃料可在前一排气冲程期间、在进气冲程期间和/或在压缩冲程期间至少部分地递送。进气道喷射的燃料可在接收燃料的气缸的前一循环的进气门关闭之后喷射且直到当前气缸循环的进气门关闭为止。为此，对于单个燃烧事件(例如，经由火花点火或压缩点火在气缸中燃烧燃料)，可经由任何一个或两个喷射器在每个循环中执行一次或多次燃料喷射。可在压缩冲程、进气冲程或者它们的任何适当组合期间执行多次DI喷射，这被称为分流燃料喷射。

控制器12在图1中被示出为微计算机，包括微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序(例如，可执行指令)和校准值的电子存储介质(在该特定示例中被示出为非暂时性只读存储器芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114和数据总线。控制器12可从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括先前讨论的信号并另外包括来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)的测量结果；来自联接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接到排气通道135的温度传感器158的催化器入口温度；来自温度传感器159的催化器温度；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型的传感器)的曲轴位置信号；来自节气门位置传感器163的节气门位置；来自排气传感器126的信号UEGO，所述信号UEGO可被控制器12使用来确定排气的空燃比；经由传感器90的发动机振动；以及来自MAP传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。控制器12可根据曲轴位置生成发动机转速信号RPM。来自MAP传感器124的歧管压力信号MAP可用于提供对进气歧管中的真空或压力的指示。控制器12可基于发动机冷却剂温度而推断发动机温度。

控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且采用图1的各种致动器来基于接收到的信号和存储在控制器的存储器上的指令而调整发动机操作。例如，控制器可通过致动气门致动器152和154以停用选定气缸来使发动机转换到在VDE模式下操作。另外，控制器12可从人/机接口115接收输入并将数据提供给所述人/机接口。在一个示例中，人/机接口115可能是触摸屏装置、显示器和键盘、电话或其他已知装置。

如上所述，图1仅示出了多缸发动机的一个气缸。为此，每个气缸可相似地包括其自身的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。应当理解，发动机10可包括任何合适数量的气缸，包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个气缸。此外，这些气缸中的每一个可包括由图1参考气缸14所描述和描绘的各种部件中的一些或所有部件。

在选定状况期间，诸如当未请求发动机10的全扭矩能力时，控制器12可选择停用第一或第二气缸组中的一个(在本文中也被称为VDE操作模式)。在VDE模式期间，可通过关闭相应的燃料喷射器166和66来停用选定气缸组的气缸。此外，气门150和156可被停用并在一个或多个完整发动机循环内保持关闭。虽然禁用的气缸的燃料喷射器被关闭，但其余启用的气缸继续进行燃烧，其中对应的燃料喷射器以及进气门和排气门是活动的并且在操作。为了满足扭矩需要，控制器调整进入活动发动机气缸的空气量。因此，为了提供八缸发动机在0.2发动机载荷和特定发动机转速下产生的等效发动机扭矩，与当发动机在所有发动机气缸都活动的情况下操作时的发动机气缸相比，活动发动机气缸可在更高的压力下操作。这需要较高的歧管压力，从而导致降低泵送损失并提高发动机效率。另外，暴露于燃烧的较小的有效表面积(仅来自活动气缸)减少了发动机热损失，从而提高了发动机的热效率。

现在参考图2，示出了用于发动机10的冷却系统200的详细视图。发动机10经由导管或通道250联接到发动机冷却剂泵204。发动机冷却剂泵204经由导管或通道252联接到恒温器阀202。恒温器阀202经由导管254联接到散热器或热交换器210。散热器210经由导管或通道256联接到发动机10。

在一些示例中，可经由控制器12命令恒温器阀202进入打开状态。在其他示例中，恒温器阀202可响应于发动机冷却剂的温度而自身打开。发动机冷却剂系统200中的冷却剂温度可经由传感器260和262而确定。在该示例中，传感器260感测离开发动机10的冷却剂的温度。传感器262感测离开散热器210的冷却剂的温度。在其他示例中，可仅提供单个温度传感器。

控制器12可选择性地启动发动机冷却剂泵204以使冷却剂在散热器210与发动机10之间循环。可通过经由风扇208使空气通过散热器210来冷却通过散热器210的冷却剂。可经由电动马达206使风扇208旋转。

因此，图1和图2的系统提供用于诊断发动机冷却剂泵的系统，所述系统包括：内燃发动机，所述内燃发动机包括冷却剂泵；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令致使所述控制器在所述内燃发动机不旋转时命令所述冷却剂泵达到第一速度，在所述内燃发动机不旋转时命令所述冷却剂泵达到第二速度，并且将温度传感器的输出与预期的温度响应进行比较。所述系统还包括致使所述控制器响应于诊断所述冷却剂泵的操作的请求而在内燃发动机不旋转时启动发动机冷却风扇的附加指令。所述系统还包括用于基于温度传感器的输出而确定时间常数的附加指令。所述系统包括：其中基于以所述第一速度操作所述冷却剂泵而确定所述时间常数。所述系统包括：基于以所述第二速度操作所述冷却剂泵而确定所述时间常数。所述系统还包括响应于诊断所述冷却剂泵的操作的请求而打开恒温器的附加指令。所述系统还包括响应于冷却剂泵劣化的指示而调整车辆的操作。所述系统包括：其中调整所述车辆的操作包括增加车辆以电动车辆操作模式操作的操作范围(operating range)。

现在参考图3，示出了根据图6的方法的示例发动机冷却剂泵诊断序列。图3的序列可通过图1和图2的系统与图6的方法协作来提供。时间t0至t5处的竖直线表示序列中的感兴趣的时间。该示例序列可指示发动机冷却剂泵诊断序列，其中发动机冷却剂泵如可预期的那样操作。

自图3的顶部起的第一曲线图是发动机冷却剂温度与时间的曲线图。竖直轴线表示发动机冷却剂温度，并且发动机冷却剂温度在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线302表示发动机冷却剂温度。

自图3的顶部起的第二曲线图是命令的发动机冷却剂泵流量与时间的曲线图。竖直轴线表示命令的发动机冷却剂泵流量，并且命令的发动机冷却剂泵流量在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。迹线304表示命令的发动机冷却剂泵流量。

在时间t0处，发动机冷却剂温度处于较高水平并且命令的发动机冷却剂泵流量为零。发动机(未示出)关闭(例如，不旋转并且不燃烧燃料)。

在时间t1处，对诊断发动机冷却剂泵的操作的请求生效(未示出)，并且命令的发动机冷却剂泵流量增加到较低水平。同时，启动发动机冷却风扇(未示出)，以使得车辆的散热器可从发动机冷却剂中提取热量。发动机冷却剂温度开始下降。

对于时间t1与时间t3之间的时间间隔，在时间t2处，发动机冷却剂温度已经从其在时间t1处的初始温度值降低了63.2％。时间t1与时间t2之间的时间量等于响应于时间t1与时间t3之间的发动机冷却剂流量的阶跃变化的一阶系统的一个时间常数。发动机冷却剂温度在时间t2与时间t3之间继续下降。

在时间t3处，命令的发动机冷却剂泵流量增加到较高水平。因此，时间t3标志着命令的发动机冷却剂泵流量增加到低水平时与命令的发动机冷却剂泵流量不再处于较低值时之间的结束时间。命令的发动机冷却剂泵流量增加，并且增加的发动机冷却剂泵流量可允许以较高的速率从发动机和发动机冷却剂中提取热量。

对于时间t3与时间t5之间的时间间隔，在时间t4处，发动机冷却剂温度已经从其在时间t3处的初始温度值降低了63.2％。时间t3与时间t4之间的时间量等于响应于时间t3与时间t5之间的发动机冷却剂流量的阶跃变化的一阶系统的一个时间常数。发动机冷却剂温度在时间t4与时间t5之间继续下降。

在时间t5处，命令的发动机冷却剂泵流量降低到零。因此，时间t5标志着命令的发动机冷却剂泵流量增加到较高水平时与命令的发动机冷却剂泵流量被命令为零时之间的结束时间。

以这种方式，可在低流量状况和高流量状况下评估发动机冷却剂泵流量，而不会影响发动机操作或发动机排放。发动机冷却剂泵最初可被命令到低流速，并且然后可被命令到高流速以确认发动机冷却剂泵按预期操作。在该示例中，发动机冷却剂泵如可预期的那样响应低流量命令和高流量命令。将发动机冷却剂温度从初始温度(例如，时间t1处的温度)降低63.2％达到最终温度(例如，时间t3处的温度)所花费的时间量可被称为用于命令的低速或流量的发动机冷却剂泵操作的一个时间常数。将发动机冷却剂温度从初始温度(例如，时间t3处的温度)降低63.2％达到最终温度(例如，时间t5处的温度)所花费的时间量可被称为用于命令的高速或流量的发动机冷却剂泵操作的一个时间常数。

现在参考图4，示出了根据图6的方法的示例发动机冷却剂泵诊断序列。图4的序列可通过图1和图2的系统与图6的方法协作来提供。时间t10至t15处的竖直线表示序列中的感兴趣的时间。该示例序列可指示发动机冷却剂泵诊断序列，其中发动机冷却剂泵响应低流量命令，但不响应高流量命令。

自图4的顶部起的第一曲线图是发动机冷却剂温度与时间的曲线图。竖直轴线表示发动机冷却剂温度，并且发动机冷却剂温度在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线402表示发动机冷却剂温度。

自图4的顶部起的第二曲线图是命令的发动机冷却剂泵流量与时间的曲线图。竖直轴线表示命令的发动机冷却剂泵流量，并且命令的发动机冷却剂泵流量在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。迹线404表示命令的发动机冷却剂泵流量。

在时间t10处，发动机冷却剂温度处于较高水平并且命令的发动机冷却剂泵流量为零。发动机(未示出)关闭(例如，不旋转并且不燃烧燃料)。

在时间t11处，对诊断发动机冷却剂泵的操作的请求生效(未示出)，并且命令的发动机冷却剂泵流量增加到较低水平。同时，启动发动机冷却风扇(未示出)，以使得车辆的散热器可从发动机冷却剂中提取热量。发动机冷却剂温度开始下降。

对于时间t11与时间t13之间的时间间隔，在时间t12处，发动机冷却剂温度已经从其在时间t11处的初始温度值降低了63.2％。时间t11与时间t12之间的时间量等于时间t11与时间t13之间的发动机冷却剂流量的阶跃变化的一个时间常数。发动机冷却剂温度在时间t12与时间t13之间继续下降。

在时间t13处，命令的发动机冷却剂泵流量增加到较高水平，但是发动机冷却剂泵流量保持在较低流量水平。因此，时间t13标志着命令的发动机冷却剂泵流量增加到低水平时与命令的发动机冷却剂泵流量不再处于较低值时之间的结束时间。实际的发动机冷却剂流量没有随着命令的发动机冷却剂泵流量增加而增加。因此，发动机冷却剂温度的变化率继续进行，并且如果发动机冷却剂流量遵循命令的发动机冷却剂流量，则其不会如预期的那样增加。

对于时间t13与时间t15之间的时间间隔，在时间t14处，发动机冷却剂温度已经从其在时间t13处的初始值降低了63.2％。时间t13与时间t14之间的时间量等于时间t13与时间t15之间的命令的发动机冷却剂流量的阶跃变化的一个时间常数。然而，所述时间常数与图3中观察到的时间常数相比存在显著变化，并且发动机冷却剂温度的下降减少存在显著变化。

在时间t15处，命令的发动机冷却剂泵流量降低到零。因此，时间t15标志着命令的发动机冷却剂泵流量增加到较高水平时与命令的发动机冷却剂泵流量被命令为零时之间的结束时间。

以这种方式，可能够观察到发动机冷却剂流何时没有遵循命令的发动机冷却剂流量。特别地，发动机冷却剂温度没有下降可指示发动机冷却剂流量没有增加。另外，可观察到，发动机冷却剂温度在初始温度与最终温度之间变化63.2％所花费的时间量可能发生显著变化。时间常数值相对于基本时间常数的变化可指示发动机冷却剂泵没有响应高的命令的发动机冷却剂流量。

现在参考图5，示出了根据图6的方法的示例发动机冷却剂泵诊断序列。图5的序列可通过图1和图2的系统与图6的方法协作来提供。时间t20至t25处的竖直线表示序列中的感兴趣的时间。该示例序列可指示发动机冷却剂泵诊断序列，其中发动机冷却剂泵当被启动时陷入在高流量模式。

自图5的顶部起的第一曲线图是发动机冷却剂温度与时间的曲线图。竖直轴线表示发动机冷却剂温度，并且发动机冷却剂温度在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线502表示发动机冷却剂温度。

自图5的顶部起的第二曲线图是命令的发动机冷却剂泵流量与时间的曲线图。竖直轴线表示命令的发动机冷却剂泵流量，并且命令的发动机冷却剂泵流量在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。迹线504表示命令的发动机冷却剂泵流量。

在时间t20处，发动机冷却剂温度处于较高水平并且命令的发动机冷却剂泵流量为零。发动机(未示出)关闭(例如，不旋转并且不燃烧燃料)。

在时间t21处，对诊断发动机冷却剂泵的操作的请求生效(未示出)，并且命令的发动机冷却剂泵流量增加到较低水平。同时，启动发动机冷却风扇(未示出)，以使得车辆的散热器可从发动机冷却剂中提取热量。发动机冷却剂温度开始下降。

对于时间t21与时间t23之间的时间间隔，在时间t22处，发动机冷却剂温度已经从其在时间t21处的初始温度值降低了63.2％。时间t21与时间t22之间的时间量等于时间t21与时间t23之间的发动机冷却剂流量的阶跃变化的一个时间常数。发动机冷却剂温度在时间t22与时间t23之间继续下降。发动机冷却剂温度在时间t21与时间t23之间以较高速率下降，因为发动机冷却剂泵陷入在高流量状态。

在时间t23，命令的发动机冷却剂泵流量增加到较高水平，但是发动机冷却剂泵流量保持在较高流量水平。因此，时间t23标志着命令的发动机冷却剂泵流量增加到低水平时与命令的发动机冷却剂泵

流量不再处于较低值时之间的结束时间。实际的发动机冷却剂流量没5有随着命令的发动机冷却剂泵流量增加而增加。因此，发动机冷却剂

温度的变化率继续进行，并且如果发动机冷却剂流量遵循命令的发动机冷却剂流量，则其不会如预期的那样增加。

对于时间t23与时间t25之间的时间间隔，在时间t24处，发动

机冷却剂温度已经从其在时间t23处的初始值降低了63.2％。时间t230与时间t24之间的时间量等于时间t23与时间t25之间的命令的发动

机冷却剂流量的阶跃变化的一个时间常数。然而，所述时间常数与图3中观察到的时间常数相比存在显著变化，并且发动机冷却剂温度的下降减少存在显著变化。

在时间t25处，命令的发动机冷却剂泵流量降低到零。因此，时5间t25标志着命令的发动机冷却剂泵流量增加到较高水平时与命令的发动机冷却剂泵流量被命令为零时之间的结束时间。

以这种方式，可能够观察到发动机冷却剂流何时没有遵循命令的低发动机冷却剂流量命令。具体地，较高的温度下降可能指示发动机

冷却剂泵陷入在高流量模式中。另外，可观察到，发动机冷却剂温度0在初始温度与最终温度之间变化63.2％所花费的时间量可能发生显

著变化。时间常数值相对于基本值的变化可指示发动机冷却剂泵没有响应命令的低发动机冷却剂流量。

现在参考图6，示出了用于诊断发动机冷却剂泵的操作的方法。

方法600可包括在图1和图2的系统中并且可与其协作。方法600的5至少部分可并入在图1和图2的系统中作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令。另外，方法600的其他部分可经由控制器变换物理世界中的装置和致动器的操作状态来执行。控制器可采用本文所述的致动器和传感器来调整发动机冷却剂泵操作。此外，方法600可根据传感器输入来确定选择的控制参数。

在602处，方法600判断是否已经请求发动机冷却剂泵诊断。可以固定的时间间隔(例如，每100小时的车辆维护)、以固定的距离间隔(例如，车辆每行驶5000英里)或响应于操作员或远程服务器请求来请求发动机冷却剂泵诊断。如果方法600判断已经请求了发动机冷却剂泵诊断，则答案为是并且方法600进行到604。否则，答案为否，并且方法600退出。

在604处，方法600判断车辆的发动机是否关闭(例如，不旋转且不燃烧燃料)。在一个示例中，方法600可基于发动机位置传感器的输出和发动机燃料喷射器的操作状态来判断发动机关闭。如果方法600判断发动机关闭或停止，则答案为是并且方法600进行到604。否则，答案为否，并且方法600进行到退出。

在606处，方法600判断发动机温度是否大于阈值温度(例如，100摄氏度)。如果是，则答案为是，并且方法600进行到608。否则，答案为否，并且方法600进行到退出。可在步骤608之前命令发动机冷却剂泵速度为零速度，以在诊断开始之前减少发动机冷却。

在608处，如果车辆包括可经由控制器打开的恒温器，则方法600可经由控制器打开恒温器阀。如果系统不包括可经由控制器打开的恒温器，则如果发动机的温度低于恒温器打开的温度，则方法600可不进行到608。在恒温器打开之后，方法600进行到610。

在610处，方法600启动发动机冷却风扇(例如，图2的206和208)以从发动机冷却剂移除热量。可命令发动机冷却风扇达到恒定转速。方法600进行到612。

在612处，方法600命令发动机冷却剂泵(例如，图2的204)达到非零低流率(例如，发动机冷却剂泵的最大流率或速度的25％)。发动机冷却剂泵被命令到低流率，以验证发动机冷却剂泵正在操作并验证它没有陷入在高流率输出。方法600进行到614。

在614处，方法600监测发动机的温度，或者替代地，监测发动机冷却剂温度。方法600监测温度以验证操作发动机冷却剂泵以预期方式使发动机冷却。方法600将温度和确定温度的时间存储在控制器随机存取存储器中。方法600进行到616。

在616处，方法600判断自从发动机冷却剂泵最近被命令到低流率以来是否已经过去了阈值时间量。如果是，则答案为是，并且方法600进行到618。否则，答案为否，并且方法600返回到616。

在618处，方法600命令发动机冷却剂泵达到高速(例如，大于最大发动机冷却剂泵流率或速度的75％)。通过命令发动机冷却剂泵达到高速，可能够验证发动机冷却剂泵是否如可预期的那样操作。方法600进行到620。

在620处，方法600监测发动机的温度，或者替代地，监测发动机冷却剂温度。方法600监测温度以验证操作发动机冷却剂泵以预期方式使发动机冷却(例如，发动机的冷却速度比将冷却剂泵命令到较低的速度的情况下快)。方法600将温度和确定温度的时间存储在控制器随机存取存储器中。方法600进行到622。

在622处，方法600判断自从发动机冷却剂泵最近被命令到较高流率以来是否已经过去了阈值时间量。如果是，则答案为是且方法600进行到624。否则，答案为否并且方法600返回到622。另外，当答案为是时，方法600可命令发动机冷却剂泵达到零速度。

在624处，方法600确定低速发动机冷却剂泵操作的时间常数。在一个示例中，方法通过查看在步骤614处监测的发动机或发动机冷却剂温度来确定时间常数。特别地，在紧接在步骤612处命令发动机冷却剂泵达到低速之前的时间确定发动机温度或发动机冷却剂温度。这是温度T1。另外，在紧接在步骤618处命令发动机冷却剂泵达到高速之前的时间确定发动机温度或发动机冷却剂温度。这是温度T2。方法600经由以下等式确定表示温度T1与温度T2之间63.2％的温度下降的温度：T63L＝T1-0.632(T1-T2)，其中T63L是表示当将发动机冷却剂泵命令到低速时温度相对于温度T1下降了63.2％的温度。然后，方法600参考温度数据以及确定发动机和/或发动机冷却剂温度的时间，以确定发动机温度或发动机冷却剂温度等于温度T63L的值的时间。在614处确定第一温度时与发动机温度或发动机冷却剂温度等于T63L的时间之间的时间差可被称为低速发动机冷却剂泵操作的时间常数。图3至图5描绘了可如何确定时间常数。方法600进行到626。

在626处，方法600确定高速发动机冷却剂泵操作的时间常数。在一个示例中，方法通过查看在步骤620处监测的发动机或发动机冷却剂温度来确定时间常数。特别地，在紧接在步骤618处命令发动机冷却剂泵达到高速之前的时间确定发动机温度或发动机冷却剂温度。这是温度T3。另外，在紧接在步骤622处命令发动机冷却剂泵达到零速之前的时间确定发动机温度或发动机冷却剂温度。这是温度T4。方法600经由以下等式确定表示温度T3与温度T4之间63.2％的温度下降的温度：T63H＝T3-0.632(T3-T4)，其中T63H是表示温度相对于温度T3下降了63.2％的温度。然后，方法600参考温度数据以及确定发动机和/或发动机冷却剂温度的时间，以确定发动机温度或发动机冷却剂温度等于温度T63H的值的时间。在620处确定第三温度时与发动机温度或发动机冷却剂温度等于T63H的时间之间的时间差可被称为高速发动机冷却剂泵操作的时间常数。图3至图5描绘了可如何确定时间常数。方法600进行到628。

在628处，方法600判断在624处确定的时间常数的值是否大于或小于低速基本时间常数超过预定量。如果是，则答案为是并且方法600进行到640。否则，答案为否，并且方法600进行到630。例如，如果用于低速发动机冷却剂泵操作的低速基本时间常数是2分钟并且预定量是10％或12秒，则如果在624处确定的时间常数小于108秒或大于212秒，则方法600可进行到640。低速发动机冷却剂泵操作的低速基本时间常数可存储在控制器存储器中，并且它可表示预期的发动机冷却系统温度响应和/或发动机冷却剂泵温度响应。可根据环境空气温度来调整在624处确定的时间常数，或者替代地，调整低速基本时间常数。

替代地，方法600可判断当将发动机冷却剂泵命令到低速时发动机温度或发动机冷却剂温度达到预定温度所花费的时间量是否大于或小于预定时间量超过预定量。如果是，则答案为是，并且方法600进行到640。否则，答案为否，并且方法600进行到630。例如，如果达到预定发动机或发动机冷却剂温度所花费的时间是4分钟并且预定量是10％或24秒，则如果确定的时间小于216秒或大于264秒，方法600可进行到640。发动机或发动机冷却剂温度下降到阈值温度的时间可存储在控制器存储器中。可根据环境空气温度来调整时间。

在630处，方法600判断在626处确定的时间常数的值是否大于或小于高速基本时间常数超过预定量。如果是，则答案为是并且方法600进行到640。否则，答案为否，并且方法600进行到退出。例如，如果用于高速发动机冷却剂泵操作的高速基本时间常数是1分钟并且预定量是10％或6秒，则如果在624处确定的时间常数小于54秒或大于66秒，则方法600可进行到640。用于高速发动机冷却剂泵操作的高速基本时间常数可存储在控制器存储器中。可根据环境空气温度来调整在626处确定的时间常数，或者替代地，调整高速基本时间常数。

替代地，方法600可判断当将发动机冷却剂泵命令到高速时发动机温度或发动机冷却剂温度达到预定温度所花费的时间量是否大于或小于预定时间量超过预定量。如果是，则答案为是，并且方法600进行到640。否则，答案为否，并且方法600进行到退出。

在640处，方法600指示发动机冷却剂泵劣化(例如，无法使发动机冷却剂以期望速率流动)。方法600还可响应于发动机冷却剂泵劣化的指示而调整车辆操作。例如，方法600可在更宽范围的车辆工况下操作电机作为车辆推进源，以使得发动机可不太频繁地操作。因此，如果发动机冷却剂泵如可预期的那样操作，则可针对大于150牛顿米的驾驶员需求值起动发动机。然而，如果确定发动机冷却剂泵劣化，则可针对大于200牛顿米的驾驶员需求值起动发动机。另外或替代地，如果发动机冷却剂泵陷入在高速模式中，则当发动机在低温下操作时，方法600可更快地关闭发动机。方法600进行到退出。

以这种方式，方法600可确定发动机冷却剂泵是否可如可预期的那样操作。另外，方法600可在可能不影响发动机排放或车辆操控性的状况下评估发动机冷却剂泵操作。

因此，图6的方法提供了一种用于诊断发动机冷却剂泵的操作的方法，所述方法包括：响应于发动机不旋转而经由控制器使发动机冷却剂泵以第一速度旋转；在以第一速度操作发动机冷却剂泵时监测温度传感器的输出；以及将温度传感器的输出与预定温度响应进行比较。所述方法还包括响应于温度传感器的输出偏离预定温度响应超过阈值量而提供发动机冷却剂泵劣化的指示。所述方法还包括响应于所述发动机不旋转而打开恒温器阀。所述方法还包括基于温度传感器的输出而确定温度响应的时间常数。所述方法包括：其中预定温度响应是第一时间常数，并且其中将温度传感器的输出与预定温度响应进行比较包括根据温度传感器的输出确定第二时间常数并将第一时间常数与第二时间常数进行比较。所述方法还包括响应于发动机不旋转而启动发动机冷却风扇。所述方法包括：其中进一步响应于发动机的温度超过阈值温度而使发动机冷却剂泵旋转。

图4的方法还提供一种用于诊断发动机冷却剂泵的操作的方法，所述方法包括：响应于发动机不旋转而经由控制器使发动机冷却剂泵以第一速度和第二速度旋转；在以第一速度和第二速度操作发动机冷却剂泵时监测温度传感器的输出；以及将温度传感器的输出与第一预定温度响应和第二预定温度响应进行比较。所述方法包括：其中第一预定温度响应由第一时间常数表示。所述方法包括：其中第二预定温度响应由第二时间常数表示。所述方法还包括响应于所述发动机不旋转而打开恒温器阀。所述方法还包括响应于将温度传感器的输出与第一预定温度响应和第二预定温度响应进行比较而指示发动机冷却剂泵的劣化。

应当注意，本文所包括的示例控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务、多线程等)中的一个或多个。为此，示出的各种动作、操作和/或功能可按示出的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是达成本文所述的示例性示例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。可根据所使用的特定策略而重复地执行示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，所述动作、操作和/或功能可以图形地表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来实施所述的动作。

应当理解，本文所公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体示例不应被视为具有限制含义，因为众多变型是可能的。例如，以上技术可应用于V型6缸、直列4缸、直列6缸、V型12缸、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

以下权利要求特别地指出被视为新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指代“一个”要素或“第一”要素或其等同物。此类权利要求应被理解成包括一个或多个此类要素的并入，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本权利要求或通过在本申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原始权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同，也都被视为包括在本公开的主题内。

根据本发明，一种用于诊断发动机冷却剂泵的操作的方法包括：响应于发动机不旋转而经由控制器使发动机冷却剂泵以第一速度旋转；在以第一速度操作发动机冷却剂泵时监测温度传感器的输出；以及将温度传感器的输出与预定温度响应进行比较。

在本发明的一个方面，所述方法包括响应于温度传感器的输出偏离预定温度响应超过阈值量而提供发动机冷却剂泵劣化的指示。

在本发明的一个方面，所述方法包括响应于发动机不旋转而打开恒温器阀。

在本发明的一个方面，所述方法包括基于温度传感器的输出而确定温度响应的时间常数。

在本发明的一个方面，预定温度响应是第一时间常数，并且其中将温度传感器的输出与预定温度响应进行比较包括根据温度传感器的输出确定第二时间常数并将第一时间常数与第二时间常数进行比较。

在本发明的一个方面，所述方法包括响应于发动机不旋转而启动发动机冷却风扇。

在本发明的一个方面，进一步响应于发动机的温度超过阈值温度而使发动机冷却剂泵旋转。

根据本发明，提供了一种用于诊断发动机冷却剂泵的系统，所述系统具有：内燃发动机，所述内燃发动机包括冷却剂泵；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令致使所述控制器在所述内燃发动机不旋转时命令所述冷却剂泵达到第一速度，在所述内燃发动机不旋转时命令所述冷却剂泵达到第二速度，并且将温度传感器的输出与预期的温度响应进行比较。

根据实施例，本发明的特征还在于致使所述控制器响应于诊断所述冷却剂泵的操作的请求而在内燃发动机不旋转时启动发动机冷却风扇的附加指令。

根据实施例，本发明的特征还在于用于基于温度传感器的输出而确定时间常数的附加指令。

根据实施例，基于以第一速度操作冷却剂泵而确定时间常数。

根据实施例，基于以第二速度操作冷却剂泵而确定时间常数。

根据实施例，本发明的特征还在于响应于诊断冷却剂泵的操作的请求而打开恒温器的附加指令。

根据实施例，本发明的特征还在于响应于冷却剂泵劣化的指示而调整车辆的操作。

根据实施例，调整车辆的操作包括增加车辆以电动车辆操作模式操作的操作范围。

根据本发明，一种用于诊断发动机冷却剂泵的操作的方法包括：响应于发动机不旋转而经由控制器使发动机冷却剂泵以第一速度和第二速度旋转；在以第一速度和第二速度操作发动机冷却剂泵时监测温度传感器的输出；以及将温度传感器的输出与第一预定温度响应和第二预定温度响应进行比较。

在本发明的一个方面，第一预定温度响应由第一时间常数表示。

在本发明的一个方面，第二预定温度响应由第二时间常数表示。

在本发明的一个方面，所述方法包括响应于发动机不旋转而打开恒温器阀。

在本发明的一个方面，所述方法包括响应于将温度传感器的输出与第一预定温度响应和第二预定温度响应进行比较而指示发动机冷却剂泵的劣化。

Claims (15)

1.一种用于诊断发动机冷却剂泵的操作的方法，其包括：

响应于发动机不旋转而经由控制器使所述发动机冷却剂泵以第一速度旋转；

在以所述第一速度操作所述发动机冷却剂泵时监测温度传感器的输出；以及

将所述温度传感器的输出与预定温度响应进行比较。

2.如权利要求1所述的方法，其还包括响应于所述温度传感器的输出偏离所述预定温度响应超过阈值量而提供发动机冷却剂泵劣化的指示。

3.如权利要求1所述的方法，其还包括响应于所述发动机不旋转而打开恒温器阀。

4.如权利要求1所述的方法，其还包括基于所述温度传感器的输出而确定温度响应的时间常数。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述预定温度响应是第一时间常数，并且其中将所述温度传感器的输出与所述预定温度响应进行比较包括根据所述温度传感器的输出确定第二时间常数并将所述第一时间常数与所述第二时间常数进行比较。

6.如权利要求1所述的方法，其还包括响应于所述发动机不旋转而启动发动机冷却风扇。

7.如权利要求1所述的方法，其中进一步响应于发动机的温度超过阈值温度而使所述发动机冷却剂泵旋转。

8.一种用于诊断发动机冷却剂泵的系统，其包括：

内燃发动机，所述内燃发动机包括冷却剂泵；以及

控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令致使所述控制器在所述内燃发动机不旋转时命令所述冷却剂泵达到第一速度，在所述内燃发动机不旋转时命令所述冷却剂泵达到第二速度，并且将温度传感器的输出与预期的温度响应进行比较。

9.如权利要求8所述的系统，其还包括致使所述控制器响应于诊断所述冷却剂泵的操作的请求而在所述内燃发动机不旋转时启动发动机冷却风扇的附加指令。

10.如权利要求9所述的系统，其还包括用于基于所述温度传感器的输出而确定时间常数的附加指令。

11.如权利要求10所述的系统，其中基于以所述第一速度操作所述冷却剂泵而确定所述时间常数。

12.如权利要求10所述的系统，其中基于以所述第二速度操作所述冷却剂泵而确定所述时间常数。

13.如权利要求8所述的系统，其还包括响应于诊断所述冷却剂泵的操作的请求而打开恒温器的附加指令。

14.如权利要求8所述的系统，其还包括响应于冷却剂泵劣化的指示而调整车辆的操作。

15.如权利要求14所述的系统，其中调整所述车辆的操作包括增加车辆以电动车辆操作模式操作的操作范围。

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