CN117307309A - 一种故障诊断方法、热管理装置、介质、节温器及控制器 - Google Patents

Abstract

本发明属于热管理技术领域，尤其涉及一种故障诊断方法、热管理装置、介质、节温器及控制器；通过主动干预热管理过程，为故障诊断提供了可控的观测窗口，利于规避相关热交换单元带来的干扰，确保诊断有效性和可靠性；基于现有热交换拓扑结构并基于发动机管理系统EMS（Engine Management System）硬件，在不增加额外零部件并集成诊断流程（333）的前提下，消除了误诊断风险；综合诊断中的工况初始条件和扰动因素并通过阈值的标定，实现了诊断或检测过程自适应切换；亦可通过系统优先级的配置，确保现有系统与本发明的共存，提升了系统改造的安全性和适用性；在确保发动机（010）系统现有功能的基础上，提升了节温器（906）、控制器（901）等产品的故障诊断能力。

Description

一种故障诊断方法、热管理装置、介质、节温器及控制器

技术领域

本发明属于热管理技术领域，尤其涉及一种故障诊断方法、热管理装置、介质、节温器及控制器。

背景技术

节温器是车辆热管理系统的核心部件之一，其可靠运行对车辆排放控制、油耗指标等都是至关重要的；相关标准和法规也增加了相应的诊断要求，来规范和提升该领域的整体技术水平。

但随着发动机的更新换代，以及发动机热管理系统的迭代发展，电子节温器需要应对更多潜在的工况变化，以确保在更多的应用场景下获得同等优异的用户体验并同时确保热管理系统运行在良好的工作点。

如图1、图2、图3、图3所示，是相关技术中典型的热管理系统构成和相关的故障诊断数据；其中，节温器的故障诊断常面临误诊断现象；严重影响发动机的稳定运行，亟需对相关的故障诊断方法进行改进。

发明内容

本发明实施例公开了一种故障诊断方法，包括第三主动干预步骤；该第三主动干预步骤响应占空比限制请求并执行预设的诊断流程；其中，当响应其占空比限制请求时，驱动单元的输出功率被限制在小于或等于第九占空比阈值C9的范围以内；其驱动单元用于为热交换介质提供在预设热交换通道循环的动力；其热交换通道还包括第一升温热交换单元、第二阀门单元、第三降温热交换单元、第四介质缓冲单元、第六降温热交换单元、第七升温热交换单元、第八降温热交换单元至少之一；此外，其热交换通道在驱动单元的激励下借助热交换通道内部的流体介质来干预热交换过程，使得上述诊断流程得以达成。

其中，该诊断流程包括对第二阀门单元泄漏故障的诊断；具体地，该诊断流程可以是采用了双水温诊断方法的流程；其第一升温热交换单元由车辆发动机获取热量。

进一步地，其第二阀门单元可以是节温器中的阀门单元；其第三降温热交换单元可以是发动机的散热器；其第四介质缓冲单元用于向热交换通道内部的流体介质提供热胀冷缩、介质补充与监测的空间；其热交换通道包括带有上述散热器的大循环通路、短接其散热器的小循环通路和第六降温热交换单元、第七升温热交换单元和/或第八降温热交换单元的第三通路。

进一步地，该故障诊断方法还可设置有第一级别判定步骤，用以将本方法和产品嵌入现有的系统；一方面，如存在优先级高于其诊断流程的中断请求，则可通过增稳判别流程来中止、暂停、终止和/或结束其诊断流程；另一方面，如上述诊断流程已经执行完毕，则将该诊断流程的允许标志关闭以禁止或在预设的时间内禁止再次执行该诊断流程以节约资源并系统诊断效率。

其中，增稳判别流程可通过获取超限积分K1来定量检测相关变化过程，该超限积分K1为驱动单元实际的功率输出与第九占空比阈值C9差值的累积量。

具体地，该超限积分K1可用以表征流体介质流量、发动机水温、转速、负荷和/或环境温度中至少一个因素对其诊断流程的干扰程度；如超限积分K1小于超限阈值C1，则恢复执行其第三主动干预步骤；反之，则可终止诊断流程并在当前驾驶循环内禁止再次进行诊断。

此外，该故障诊断方法还可设置有第五阈值标定步骤；该第五阈值标定步骤可通过获取供热标定值K2来细化诊断过程。

具体地，该供热标定值K2可用以表征第八降温热交换单元或辅助加热单元的待升温热量，或用以表征执行单元的占空比与第九占空比阈值C9差值的积分，亦可用以表征辅助加热单元的加热时间T1和/或加热功率的量值。

其中，第七升温热交换单元和/或辅助加热单元进行热量补充时，如供热标定值K2大于加热阈值C2和/或加热时间T1大于时间阈值C3，则可终止诊断过程，并使得驱动单元的输出功率不受其第九占空比阈值C9的约束；反之，则可继续执行诊断流程。

具体地，如其诊断流程未完成，则可继续执行第三主动干预步骤；如诊断流程已经完成，则可终止诊断过程和/或恢复必要的参数配置；其中的参数配置包括对驱动单元的输出功率的限制；其诊断流程可对节温器进行泄漏诊断；该泄漏诊断的方法可以是双水温方法；其中的第九占空比阈值C9用以表征对水泵转速、转速需求和/或驱动能力的限制值。

相应地，本发明实施例还公开了一种热管理装置，其核心包括第三主动干预单元；该第三主动干预单元可响应占空比限制请求并执行预设的诊断流程。

其中，当响应占空比限制请求时，相关驱动单元的输出功率被限制在小于或等于第九占空比阈值C9的范围以内；该驱动单元用于为热交换介质提供在预设热交换通道循环的动力。

具体地，该热交换通道还可包括第一升温热交换单元、第二阀门单元、第三降温热交换单元、第四介质缓冲单元、第六降温热交换单元、第七升温热交换单元、第八降温热交换单元至少之一；该热交换通道可在驱动单元的激励下借助其热交换通道内部的流体介质，来干预热交换过程。

其中，类似地，其诊断流程包括对第二阀门单元泄漏故障的诊断；该诊断流程亦可采用双水温诊断方法；其第一升温热交换单元同样可由车辆的发动机获取热量。

具体地，其第二阀门单元可以是节温器中的阀门单元；其第三降温热交换单元可以是发动机的散热器；其第四介质缓冲单元用于向热交换通道内部的流体介质提供热胀冷缩、介质补充与监测的空间；其热交换通道包括带有散热器的大循环通路、短接散热器的小循环通路和包括第六降温热交换单元、第七升温热交换单元和/或第八降温热交换单元的第三通路。

进一步地，该热管理装置还可设置有第一级别判定单元；如存在优先级高于其诊断流程的中断请求，则通过增稳判别流程中止、暂停、终止和/或结束其诊断流程；如诊断流程已经执行完毕，则可通过将其诊断流程的允许标志关闭以禁止或在预设的时间内禁止再次执行其诊断流程。

其中，还可设置有增稳判别流程，用以获取超限积分K1，该超限积分K1为驱动单元实际的功率输出与第九占空比阈值C9差值的累积量，该超限积分K1用以表征流体介质流量、发动机水温、转速、负荷和/或环境温度中至少一个因素对诊断流程的干扰程度；如超限积分K1小于超限阈值C1，则恢复第三主动干预单元的执行；反之，则终止诊断流程，并在当前驾驶循环内禁止再次进行诊断。

进一步地，该热管理装置还可设置有第五阈值标定单元；该第五阈值标定单元获取供热标定值K2，其供热标定值K2用以表征第八降温热交换单元或辅助加热单元的待升温热量，或表征执行单元的占空比与第九占空比阈值C9差值的积分，亦或表征辅助加热单元的加热时间T1和/或加热功率的量值。

其中，第七升温热交换单元和/或辅助加热单元进行热量补充时，如供热标定值K2大于加热阈值C2和/或加热时间T1大于时间阈值C3，则终止诊断过程，并使得驱动单元的输出功率不受第九占空比阈值C9的约束；反之，则继续执行其诊断流程。

进一步地，如诊断流程未完成，则继续第三主动干预单元的执行；如诊断流程完成，则终止诊断过程和/或恢复必要的参数配置，其参数配置包括对驱动单元输出功率的限制；其诊断流程对节温器进行泄漏诊断；其泄漏诊断的方法包括双水温方法；其第九占空比阈值C9用以表征对水泵转速、转速需求和/或驱动能力的限制值。

类似地，本发明实施例还公开了一种计算机存储介质、节温器及控制器；其中，该计算机存储介质包括用于存储计算机程序的存储介质本体；计算机程序在被微处理器执行时，可实现如上的故障诊断方法；其节温器则可以包括如上任一的热管理装置和/或计算机存储介质；此外，其控制器则可以是包括如上热管理装置、计算机存储介质和/或节温器的硬件产品。

综上，本发明通过主动干预热管理过程，为故障诊断提供了可控的观测窗口，利于规避相关热交换单元带来的干扰，确保诊断有效性和可靠性；基于现有热交换拓扑结构并基于发动机管理系统EMS硬件，在不增加额外零部件并集成诊断流程的前提下，消除了误诊断风险。

进一步地，综合诊断中的工况初始条件和扰动因素并通过阈值的标定，实现了诊断或检测过程自适应切换；亦可通过系统优先级的配置，确保现有系统与本发明的共存，提升了系统改造的安全性和适用性；在确保发动机系统现有功能的基础上，提升了节温器、控制器等产品的故障诊断能力。

需要说明的是，在本文中采用的“第一”、“第二”等类似的语汇，仅仅是为了描述技术方案中的各组成要素，并不构成对技术方案的限定，也不能理解为对相应要素重要性的指示或暗示；带有“第一”、“第二”等类似语汇的要素，表示在对应技术方案中，该要素至少包含一个。

附图说明

为了更加清晰地说明本发明的技术方案，利于对本发明的技术效果、技术特征和目的进一步理解，下面结合附图对本发明进行详细的描述，附图构成说明书的必要组成部分，与本发明的实施例一并用于说明本发明的技术方案，但并不构成对本发明的限制。

附图中的同一标号代表相同的部件，具体地：

图1为相关技术中发动机热管理系统构成示意图。

图2为相关技术中的故障诊断流程示意图。

图3为相关技术中的诊断数据示意图。

图4为相关技术中的故障诊断失效场景示意图。

图5为相关技术中的失效诊断过程数据示意图。

图6为本发明诊断方法实施例流程示意图一。

图7为本发明诊断方法实施例流程示意图二。

图8为本发明热管理装置实施例组成结构示意图。

图9为本发明产品实施例组成结构示意图一。

图10为本发明产品实施例组成结构示意图二。

图11为本发明产品实施例组成结构示意图三。

图12为本发明产品实施例组成结构示意图四。

其中：

010-第一升温热交换单元；

011-发动机水泵运转标志位；

020-第二阀门单元；

022-电子节温器打开标志位；

023-大循环通路；

025-小循环通路；

030-第三降温热交换单元；

031-风扇；

039-诊断温度传感器；

040-第四介质缓冲单元；

050-循环驱动单元（水泵）；

055-电子水泵占空比；

060-机油冷却器；

070-电加热器；

080-暖风换热器；

088-诊断条件满足标志位；

089-发动机冷却液温度传感器；

100-第一级别判定步骤；

110-第一前置条件判断；

120-第二优先级请求；

300-第三主动干预步骤；

310-目标诊断流程；

320-阈值标定过程二；

330-阈值标定过程三；

333-诊断流程；

340-阈值1决策；

500-第五阈值标定步骤；

510-中断处理一；

520-阈值2、阈值3决策；

530-流程中止；

599-终止判别步骤；

600-热管理装置；

610-第一级别判定单元；

630-第三主动干预单元；

650-第五阈值标定单元；

666-实施例诊断流程；

900-车辆；

901-控制器；

903-计算机存储介质；

906-节温器。

实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细说明。当然，下列描述的具体实施例只是为了解释本发明的技术方案，而不是对本发明的限定。此外，实施例或附图中表述的部分，也仅仅是本发明相关部分的举例说明，而不是本发明的全部。

如图6所示的故障诊断方法，包括第三主动干预步骤300，用以对车辆发动机热管理系统进行故障诊断；如图7所示，其第三主动干预步骤300响应占空比限制请求310并执行如图2所示的诊断流程333。

其中，如图1、图2所示，当响应占空比限制请求310时，驱动单元050的输出功率被限制在小于或等于第九占空比阈值C9的范围以内；驱动单元050用于为热交换介质提供在预设热交换通道001循环的动力；热交换通道001还包括第一升温热交换单元010、第二阀门单元020、第三降温热交换单元030、第四介质缓冲单元040、第六降温热交换单元060、第七升温热交换单元070、第八降温热交换单元080；其热交换通道001在驱动单元050的激励下借助热交换通道001内部的流体介质干预热交换过程。

具体地，如图1、图2所示的诊断流程333包括对第二阀门单元020泄漏故障的诊断；该诊断流程333采用了双水温诊断方法；其第一升温热交换单元010由车辆900的发动机获取热量。

其中，如图1、图4、图12所示，第二阀门单元020包括节温器906中的阀门单元；第三降温热交换单元030即为发动机的散热器；其第四介质缓冲单元040即膨胀壶，为热交换通道001内部的流体介质提供热胀冷缩、介质补充与监测的空间；其热交换通道001包括带有散热器的大循环通路023、短接散热器的小循环通路025和包括第六降温热交换单元060、第七升温热交换单元070和第八降温热交换单元080的第三通路058。

具体地，如图2、图6所示，该故障诊断方法还包括第一级别判定步骤100；如存在优先级高于诊断流程333的中断请求，则通过增稳判别流程110中止、暂停、终止和/或结束诊断流程333；如诊断流程333已经执行完毕，则将诊断流程333的允许标志关闭以禁止或在预设的时间内禁止再次执行诊断流程333。

其中，增稳判别流程330获取超限积分K1，该超限积分K1为驱动单元050实际的功率输出与第九占空比阈值C9差值的累积量；该超限积分K1用以表征流体介质流量、发动机水温、转速、负荷和/或环境温度中至少一个因素对诊断流程333的干扰程度；如超限积分K1小于超限阈值C1，则恢复执行其第三主动干预步骤300；反之，则终止诊断流程333，并在当前驾驶循环130内禁止再次进行诊断。

进一步地，如图6所示的故障诊断方法还包括第五阈值标定步骤500；该第五阈值标定步骤500获取供热标定值K2，而供热标定值K2用以表征第八降温热交换单元080或辅助加热单元的待升温热量，或可以表征执行单元的占空比与第九占空比阈值C9差值的积分，也可以表征辅助加热单元的加热时间T1和/或加热功率的量值。

其中，第七升温热交换单元070和/或辅助加热单元进行热量补充时，如供热标定值K2大于加热阈值C2和/或加热时间T1大于时间阈值C3，则终止诊断过程，并使得其驱动单元050的输出功率不受第九占空比阈值C9的约束；反之，则可继续执行如图2所示的诊断流程333。

具体地，如诊断流程333未完成，则可继续执行第三主动干预步骤300；如诊断流程333完成，则可终止诊断过程和/或恢复必要的参数配置；其参数配置包括对驱动单元050的输出功率的限制。

其中，诊断流程333对节温器进行泄漏诊断；该泄漏诊断的方法为双水温方法；其第九占空比阈值C9用以表征对水泵转速、转速需求和/或驱动能力的限制值。

此外，如图8所示还公开了热管理装置600，包括第三主动干预单元630；该第三主动干预单元630响应占空比限制请求310并执行预设的诊断流程333。

其中，当响应占空比限制请求310时，驱动单元050的输出功率被限制在小于或等于第九占空比阈值C9的范围以内；其驱动单元050用于为热交换介质提供在预设热交换通道001循环的动力；其热交换通道001还包括第一升温热交换单元010、第二阀门单元020、第三降温热交换单元030、第四介质缓冲单元040、第六降温热交换单元060、第七升温热交换单元070、第八降温热交换单元080；该热交换通道001在驱动单元050的激励下借助热交换通道001内部的流体介质干预热交换过程。

具体地，其诊断流程333包括对第二阀门单元020泄漏故障的诊断；其诊断流程333包括采用了双水温诊断方法的流程；其第一升温热交换单元010由车辆900发动机获取热量。

其中，如图2、图4所示的第二阀门单元020包括如图12所示节温器906中的阀门单元；其第三降温热交换单元030包括发动机的散热器；其第四介质缓冲单元040为热交换通道001内部的流体介质提供热胀冷缩、介质补充与监测的空间；其热交换通道001包括带有散热器的大循环通路023、短接散热器的小循环通路025和包括第六降温热交换单元060、第七升温热交换单元070和/或第八降温热交换单元080的第三通路058。

进一步地，如图2、图8所示，该热管理装置600还可设置有第一级别判定单元610；如存在优先级高于诊断流程333的中断请求，则通过增稳判别流程110中止、暂停、终止和/或结束诊断流程333；如诊断流程333已经执行完毕，则将诊断流程333的允许标志关闭以禁止或在预设的时间内禁止再次执行该诊断流程333。

其中，可通过增稳判别流程330获取超限积分K1，该超限积分K1为驱动单元050实际的功率输出与第九占空比阈值C9差值的累积量，其超限积分K1用以表征流体介质流量、发动机水温、转速、负荷和/或环境温度中至少一个因素对诊断流程333的干扰程度；如超限积分K1小于超限阈值C1，则恢复其第三主动干预单元630的执行；反之，则终止诊断流程333，并在当前驾驶循环130内禁止再次进行诊断。

进一步地，其热管理装置600还可设置有第五阈值标定单元650；该第五阈值标定单元650获取供热标定值K2，而供热标定值K2用以表征第八降温热交换单元080或辅助加热单元的待升温热量，或表征执行单元的占空比与第九占空比阈值C9差值的积分，亦或表征辅助加热单元的加热时间T1和/或加热功率的量值。

其中，第七升温热交换单元070和/或辅助加热单元进行热量补充时，如供热标定值K2大于加热阈值C2和/或加热时间T1大于时间阈值C3，则终止诊断过程，并使得驱动单元050的输出功率不受第九占空比阈值C9的约束；反之，则继续执行诊断流程333。

此外，如诊断流程333未完成，则继续第三主动干预单元630的执行；如诊断流程333完成，则终止诊断过程和/或恢复必要的参数配置，该参数配置包括对驱动单元050的输出功率的限制；其中，诊断流程333对节温器进行泄漏诊断；其泄漏诊断方法为双水温方法；其中，第九占空比阈值C9用以表征对水泵转速、转速需求和/或驱动能力的限制值。

进一步地，如图9至12所示，还公开了计算机存储介质903、节温器906即控制器901；其计算机存储介质903包括用于存储计算机程序的存储介质本体；该计算机程序在被微处理器执行时，可实现如上的故障诊断方法；其节温器906包括如上的热管理装置600和/或任一的计算机存储介质903；其控制器901包括如上任一的热管理装置600、计算机存储介质903和/或节温器906。

实际应用中，如图1、图4所示为发动机即第一升温热交换单元010典型的热管理系统方案，发动机运行时高温冷却液从发动机出水口流出，流经发动机冷却液温度传感器089后流入电子节温器A，即第二阀门单元020的进水口A1，然后通过出水口A2和出水口A3分别进入发动机小循环水路即小循环通路025和大循环水路即大循环通路023。

其中，电子节温器A基于热管理需要，控制进入小循环和大循环的冷却液比例，进入小循环的水路直接流入发动机电子水泵，进入大循环的水路进入散热器即第三降温热交换单元30散热后流经散热器出口的诊断水温传感器039；然后，流入发动机电子水泵即驱动单元050。

具体地，大小循环的冷却液在发动机电子水泵前汇合后经过电子水泵加压后分成两路，一路流入发动机入水口进入发动机内部冷却水套，一路流入机油冷却器060后经过电加热器070、座舱暖风换热器080后流到发动机出水口；其中，两路冷却液在发动机出水口汇合，再流向发动机冷却液温度传感器089。

其中，电子节温器是发动机热管理系统的核心部件，节温器是否正常直接影响发动机的散热效率，燃油经济性和排放。若节温器卡死在最大开启位置，低温起动后的发动机会一直进行大循环，水温上升慢，导致油耗和排放恶化，发动机磨损加剧。

为此，可采用如图8所示的热管理装置，用以诊断电子节温器卡死在最大开启位置的故障。

为应对电子节温器诊断要求的升级需要和日趋复杂的发动机冷却系统；其发动机管理系统EMS（Engine Management System）一般可采用如图2所示的“双水温法”监测节温器是否卡在全开位置。

具体地，该“双水温法”通过散热器出水口增加的诊断温度传感器039并比较主水温和诊断温度传感器信号趋势偏差来识别电子节温器是否卡在全开位置，亦即泄露故障。

其诊断策略，即诊断流程如图2所示。

其中，EMS判断节温器关闭大循环且诊断条件满足后，若诊断温度传感器温升大于阈值，且发动机出口冷却液温度传感器温升大于阈值，则判定节温器卡在全开位置，确认为节温器泄露故障；反之，则EMS判定节温器正常。

具体地，在发动机低温起动后，EMS指令节温器关闭大循环，打开小循环；此时，发动机冷却液温度传感器089测到的是发动机暖机过程逐步升温的热态冷却液温度，诊断温度传感器039测到的是散热器出口附近冷态的冷却液温度，其温度信号变化如图3所示。

其中，若节温器正常，持续一段时间后，发动机冷却液温度传感器089将表现出明显温升△T1，诊断温度传感器039的温升△T3则不明显；若节温器发生泄露故障（卡在全开位置），则较高温度的发动机冷却液会流向散热器出口，散热器出口处的诊断温度传感器会产生明显温升△T2。

由此可知，节温器正常时诊断温度传感器温升△T3越小，节温器泄露时诊断温度传感器温升△T2越大，越容易通过两个温升的不同来区分节温器是否发生泄露故障（卡在全开位置）。

通常，如将诊断水温传感器布置在散热器出口处（紧邻散热器出水口的水管上），则诊断温度传感器离节温器距离更远，可以减少小循环冷却液温度的传导程度，减小△T3；但是，布置在散热器出口处的诊断水温传感器离电子水泵入水口更近，当电子水泵转速较高时，流量较大的冷却液流经大小循环汇合点后流进电子水泵入水口，汇合点处较大流量的高温冷却液会通过热传导的方式将热量传到到散热器出口处的诊断水温传感器；此时，即使节温器正常关闭大循环，因该热传导问题，诊断水温传感器温度温升△T3增大，对应的热传导的问题如图4。

具体地，其运行场景如下：

发动机冷机起动后怠速，电子水泵即驱动单元050转速常维持较低水平（约10%占空比，电子水泵占空比指的是驱动电子水泵电机旋转的电占空比，占空比越大，电子水泵转速越高），当驾驶员将暖风旋钮开到最大，此时为满足暖风需求（空调暖风热源主要来自发动机的冷却液，一般暖风换热需求越大，对应电子水泵转速越高，水泵占空比越大），电子水泵被拉高到较高水平（比如70%占空比），此时节温器正常关闭，但电子水泵入水口处较大流量的高温冷却液通过热传导导致诊断水温传感器出现温升△T4；当热传导时间持续一段时间后，诊断前提条件满足后，节温器正常时诊断温度传感器温升△T4大于阈值后，则EMS会误报节温器如图5所示的泄露故障。

其中，在发动机冷启动怠速时，暖风需求越大，电子水泵转速越高，诊断水温传感器布置得离电子水泵越近，热传导引起的诊断水温传感器温度越明显，则节温器正常时诊断水温温升△T4越大，EMS越容易误报节温器泄露故障。

相较于本发明的方案：相关技术1通过将诊断水温传感器从散热器出口更改到散热器入口来规避误诊；虽可有效避免电子水泵入口冷却液热传导引起的诊断水温传感器温升，但可能会加剧节温器处冷却液热传导引起的诊断水温传感器温升，还需要考虑混动车辆驾驶舱电机等热辐射的影响程度；此外，该方法涉及整车结构设计更改，成本高，周期长。

相关技术2则是通过更改暖风热管理方案来实现；常见的做法是降低发动机怠速下暖风需求对应的电子水泵占空比，让水泵占空比一直维持在较低水平，减少电子水泵入口冷却液流量，避免电子水泵入口冷却液热传导引起的诊断水温传感器产生过大温升；具体地，在低环境温度下，该方法会导致暖风需求对应电子水泵占空比被限制，乘员舱的暖气不足，影响乘员舒适性；同时，因节温器诊断和热管理控制缺少合理的控制交互，常出现节温器诊断结束，暖风需求对应电子水泵仍然被限制的问题。

如图1所示，本实施例基于混动车辆900中发动机典型热管理系统现有零部件，通过改进控制方案来实现功能的升级。

首先，发动机控制器EMS确认：节温器泄露诊断的前置条件满足且诊断未完成后；进而向热管理系统发出电子水泵占空比诊断限制请求（对应节温器诊断占空比限值），热管理系统收到请求后先判断是否存在更高优先级的电子水泵请求，再判断是否响应。

具体地，若没有更高优先级电子水泵请求，热管理系统指令电子水泵占空比不超过该诊断占空比限值，EMS进入节温器泄露诊断；其中，节温器泄露诊断策略如图2所示，该方案采用了双水温法节温器泄露诊断策略。

同时，EMS对暖风电子水泵的需求占空比和诊断占空比限值的差进行积分，其积分结果可理解为暖风需求因为水泵占空比被限制导致采暖没有被满足的程度；同时，可触发如图1所示的电加热器，即正温度系数热敏电阻器PTC（Positive TemperatureCoefficient）；其中，基于该积分结果转化的电加热功率对暖风支路冷却液进行补充加热；其电加热功率等于该积分结果乘以电子水泵冷却液流量修正和传热特性修正。此外，若积分结果大于阈值且持续时间大于阈值，则认为电加热器补充加热仍无法满足乘员舱暖风需求，则EMS退出对电子水泵的占空比限制干预，电子水泵响应暖风占空比；反之，电子水泵响应节温器诊断占空比限制干预。

同时，若有更高优先级的请求，则热管理系统不响应电子水泵占空比诊断限制请求，而响应更高优先级请求，EMS对实际的电子水泵占空比和诊断占空比限值的差进行积分，其积分结果可理解为因实际水泵占空比超过诊断占空比限值导致电子水泵入口冷却液热传导对诊断水温温升影响的程度；若积分结果大于阈值，可认为电子水泵运行占空比长时间过大，电子水泵入口冷却液热传导对诊断水温温升影响程度过大，诊断水温温升受到严重干扰不适合用于判断节温器是否泄露；此时，则节温器泄露诊断中断，本驾驶循环130不再进行诊断。

其中，节温器诊断占空比限值可以基于环境温度来标定，环境温度越低，乘员舱的取暖需求越迫切，小循环冷却液热传导对诊断水温传感器影响程度因低温散热而降低，所以随环境温度的降低，节温器诊断对水泵的限制占空比增大。

具体地，更高优先级水泵请求一般出现在发动机冷却液温度超温或诊断仪触发水泵测试或热管理相关执行器或传感器（风扇，水温等）出现故障等场景。

进一步地，热管理系统指令电子水泵响应诊断占空比限值期间，若出现更高优先级水泵请求，则电子水泵退出节温器诊断占空比限制干预而响应更高优先级水泵请求占空比。

同时，EMS对实际的电子水泵占空比和诊断占空比限值的差进行积分，若积分结果大于阈值，可认为电子水泵运行占空比长时间过大，电子水泵入口冷却液热传导对诊断水温温升影响程度过大，诊断水温温升受到严重干扰不适合用于判断节温器是否泄露；据此，则本驾驶循环130不进行节温器泄露诊断；相应地，若积分结果小于阈值，一旦更高优先级的水泵占空比请求退出后，电子水泵伺机再次响应诊断占空比限值。

具体地，如图7所述，超限积分K1是实际电子水泵占空比和诊断占空比限值的差的积分结果，超限阈值C1是对应的判断阈值，该阈值需考虑冷却液流量、环境温度等传热特性修正，通过C1阈值的数据标定，当K1大于C1时，EMS判定对应电子水泵入口冷却液对诊断水温传感器热传导影响程度过大，容易产生误报，则中断节温器泄露诊断；当K1小于C1时，EMS伺机发出电子水泵占空比诊断限制请求，继续进行节温器泄露诊断。

进一步地，如上图7所示，供热标定值K2是暖风电子水泵的需求占空比和诊断占空比限值的差的积分结果，加热阈值C2是对应的判断阈值，该阈值需考虑冷却液流量、环境温度等传热特性修正，通过C2阈值的数据标定，当K2大于C2时，EMS判定暖风需求因为水泵占空比被限制导致乘员舱采暖不足，同时对电加热器补充加热的持续时间T1进行计时，当T1大于时间长度阈值C3时，整车热管理系统认为即使通过电加热器进行一定时间的补充加热，乘员舱仍出现采暖不足并明显影响到乘员舒适性；此时，EMS退出对电子水泵的占空比诊断限制干预。

如前所述，通过实施例给出了发动机控制系统EMS和整车热管理控制系统配合的方案；其中，发动机节温器泄露诊断可主动干预热管理控制并适时退出；解决了常见的电子水泵入口冷却液热传导给诊断水温传感器带来的温升干扰，即无法进行节温器诊断的问题；其技术效果包括：

一方面，可基于现有的混动车辆发动机零部件实施，无需增加零部件，无需更改车辆发动机传感器布置方案，无需更改相关结构设计。

另一方面，可兼顾更高优先级电子水泵冷却需求，若系统识别到更高优先级的电子水泵占空比指令，则电子水泵可退出节温器诊断占空比限制干预，确保了车辆热管理的安全性。

此外，电子水泵不响应诊断占空比限制时，EMS对实际的电子水泵占空比和诊断占空比限值的差进行积分；该积分结果和整个传热物理过程相对应，可以有效表征因电子水泵实际运行占空比过高，电子水泵入口冷却液对诊断水温传感器热传导影响程度；具体地，若识别出电子水泵入口冷却液对诊断水温传感器热传导影响程度过大；即在容易产生误报时，则中断节温器泄露诊断。

其中，电子水泵响应诊断占空比限制时，EMS对暖风电子水泵的需求占空比和诊断占空比限值的差进行积分，该积分结果不仅可以转化为电加热功率对暖风支路冷却液进行补充加热，还可以结合时间检测，识别出乘员舱采暖不足的情况，便于电子水泵及时解除诊断占空比限制从而响应暖风占空比需求，避免诊断过程干预水泵导致暖风长时间不足影响乘客舒适性的问题。

具体地，上述的参数K1是实际的电子水泵占空比和诊断占空比限值的差的积分结果，可以基于冷却液流量、环境温度、发动机水温，转速，负荷等信号进行修正，通过标定可得到合理精度的电子水泵入口冷却液对诊断水温传感器热传导过程。

其次，参数K2是暖风电子水泵的需求占空比和诊断占空比限值的差的积分结果，可以基于结合冷却液流量、环境温度、发动机水温，乘员舱温度，电加热器功率特性等信号进行修正，通过标定可得到满足合理精度的电加热器暖风补充功率需求。

此外，其电子水泵占空比指的是驱动电子水泵电机旋转的电占空比，占空比越大，电子水泵转速越高；因此，“电子水泵占空比”可以等效替代为“电子水泵转速”，“电子水泵占空比需求”等等，即可以等效替代为“电子水泵转速需求”。

需要说明的是，上述实施例仅是为了更清楚地说明本发明的技术方案，本领域技术人员可以理解，本发明的实施方式不限于以上内容，基于上述内容所进行的明显变化、替换或替代，均不超出本发明技术方案涵盖的范围；在不脱离本发明构思的情况下，其它实施方式也将落入本发明的范围。

Claims (19)

1.一种故障诊断方法，其特征在于包括第三主动干预步骤（300）；所述第三主动干预步骤（300）响应占空比限制请求（310）并执行预设的诊断流程（333）；其中，当响应所述占空比限制请求（310）时，驱动单元（050）的输出功率被限制在小于或等于第九占空比阈值C9的范围以内；所述驱动单元（050）用于为热交换介质提供在预设热交换通道（001）循环的动力；所述热交换通道（001）还包括第一升温热交换单元（010）、第二阀门单元（020）、第三降温热交换单元（030）、第四介质缓冲单元（040）、第六降温热交换单元（060）、第七升温热交换单元（070）、第八降温热交换单元（080）至少之一；所述热交换通道（001）在所述驱动单元（050）的激励下借助所述热交换通道（001）内部的流体介质干预热交换过程。

2.如权利要求1的所述故障诊断方法，其中：所述诊断流程（333）包括对所述第二阀门单元（020）泄漏故障的诊断；所述诊断流程（333）包括采用了双水温诊断方法的流程；所述第一升温热交换单元（010）由车辆（900）发动机获取热量。

3.权利要求2的所述故障诊断方法，其中：所述第二阀门单元（020）包括节温器（906）中的阀门单元；所述第三降温热交换单元（030）包括所述发动机的散热器；所述第四介质缓冲单元（040）为所述热交换通道（001）内部的所述流体介质提供热胀冷缩、介质补充与监测的空间；所述热交换通道（001）包括带有所述散热器的大循环通路（023）、短接所述散热器的小循环通路（025）和包括所述第六降温热交换单元（060）、所述第七升温热交换单元（070）和/或所述第八降温热交换单元（080）的第三通路（058）。

4.如权利要求1至3中任一项的所述故障诊断方法，还包括第一级别判定步骤（100）；如存在优先级高于所述诊断流程（333）的中断请求，则通过增稳判别流程（110）中止、暂停、终止和/或结束所述诊断流程（333）；如所述诊断流程（333）已经执行完毕，则将所述诊断流程（333）的允许标志关闭以禁止或在预设的时间内禁止再次执行所述诊断流程（333）。

5.如权利要求4的所述故障诊断方法，其中：所述增稳判别流程（330）获取超限积分K1，所述超限积分K1为所述驱动单元（050）实际的功率输出与所述第九占空比阈值C9差值的累积量，所述超限积分K1用以表征所述流体介质流量、发动机水温、转速、负荷和/或环境温度中至少一个因素对所述诊断流程（333）的干扰程度；如超限积分K1小于超限阈值C1，则恢复执行所述第三主动干预步骤（300）；反之，则终止所述诊断流程（333），并在当前驾驶循环（130）内禁止再次进行诊断。

6.如权利要求1至3或5中任一项的所述故障诊断方法，还包括第五阈值标定步骤（500）；所述第五阈值标定步骤（500）获取供热标定值K2，所述供热标定值K2用以表征所述第八降温热交换单元（080）或辅助加热单元的待升温热量，或表征所述执行单元的占空比与所述第九占空比阈值C9差值的积分，或表征所述辅助加热单元的加热时间T1和/或加热功率的量值。

7.如权利要求6的所述故障诊断方法，其中：所述第七升温热交换单元（070）和/或所述辅助加热单元进行热量补充时，如所述供热标定值K2大于加热阈值C2和/或所述加热时间T1大于时间阈值C3，则终止诊断过程，并使得所述驱动单元（050）的输出功率不受所述第九占空比阈值C9的约束；反之，则继续执行所述诊断流程（333）。

8.如权利要求7的所述故障诊断方法，其中：如所述诊断流程（333）未完成，则继续执行所述第三主动干预步骤（300）；如所述诊断流程（333）完成，则终止诊断过程和/或恢复必要的参数配置，所述参数配置包括对所述驱动单元（050）的输出功率的限制；所述诊断流程（333）对节温器进行泄漏诊断；所述泄漏诊断的方法包括双水温方法；第九占空比阈值C9用以表征对水泵转速、转速需求和/或驱动能力的限制值。

9.一种热管理装置（600），包括第三主动干预单元（630）；所述第三主动干预单元（630）响应占空比限制请求（310）并执行预设的诊断流程（333）；其中，当响应所述占空比限制请求（310）时，驱动单元（050）的输出功率被限制在小于或等于第九占空比阈值C9的范围以内；所述驱动单元（050）用于为热交换介质提供在预设热交换通道（001）循环的动力；所述热交换通道（001）还包括第一升温热交换单元（010）、第二阀门单元（020）、第三降温热交换单元（030）、第四介质缓冲单元（040）、第六降温热交换单元（060）、第七升温热交换单元（070）、第八降温热交换单元（080）至少之一；所述热交换通道（001）在所述驱动单元（050）的激励下借助所述热交换通道（001）内部的流体介质干预热交换过程。

10.如权利要求9的所述热管理装置（600），其中：所述诊断流程（333）包括对所述第二阀门单元（020）泄漏故障的诊断；所述诊断流程（333）包括采用了双水温诊断方法的流程；所述第一升温热交换单元（010）由车辆（900）发动机获取热量。

11.权利要求10的所述热管理装置（600），其中：所述第二阀门单元（020）包括节温器（906）中的阀门单元；所述第三降温热交换单元（030）包括所述发动机的散热器；所述第四介质缓冲单元（040）为所述热交换通道（001）内部的所述流体介质提供热胀冷缩、介质补充与监测的空间；所述热交换通道（001）包括带有所述散热器的大循环通路（023）、短接所述散热器的小循环通路（025）和包括所述第六降温热交换单元（060）、所述第七升温热交换单元（070）和/或所述第八降温热交换单元（080）的第三通路（058）。

12.如权利要求9至11中任一项的所述热管理装置（600），还包括第一级别判定单元（610）；如存在优先级高于所述诊断流程（333）的中断请求，则通过增稳判别流程（110）中止、暂停、终止和/或结束所述诊断流程（333）；如所述诊断流程（333）已经执行完毕，则将所述诊断流程（333）的允许标志关闭以禁止或在预设的时间内禁止再次执行所述诊断流程（333）。

13.如权利要求12的所述热管理装置（600），其中：所述增稳判别流程（330）获取超限积分K1，所述超限积分K1为所述驱动单元（050）实际的功率输出与所述第九占空比阈值C9差值的累积量，所述超限积分K1用以表征所述流体介质流量、发动机水温、转速、负荷和/或环境温度中至少一个因素对所述诊断流程（333）的干扰程度；如超限积分K1小于超限阈值C1，则恢复所述第三主动干预单元（630）的执行；反之，则终止所述诊断流程（333），并在当前驾驶循环（130）内禁止再次进行诊断。

14.如权利要求9至11或13中任一项的所述热管理装置（600），还包括第五阈值标定单元（650）；所述第五阈值标定单元（650）获取供热标定值K2，所述供热标定值K2用以表征所述第八降温热交换单元（080）或辅助加热单元的待升温热量，或表征所述执行单元的占空比与所述第九占空比阈值C9差值的积分，亦或表征所述辅助加热单元的加热时间T1和/或加热功率的量值。

15.如权利要求14的所述热管理装置（600），其中：所述第七升温热交换单元（070）和/或所述辅助加热单元进行热量补充时，如所述供热标定值K2大于加热阈值C2和/或所述加热时间T1大于时间阈值C3，则终止诊断过程，并使得所述驱动单元（050）的输出功率不受所述第九占空比阈值C9的约束；反之，则继续执行所述诊断流程（333）。

16.如权利要求15的所述热管理装置（600），其中：如所述诊断流程（333）未完成，则继续所述第三主动干预单元（630）的执行；如所述诊断流程（333）完成，则终止诊断过程和/或恢复必要的参数配置，所述参数配置包括对所述驱动单元（050）的输出功率的限制；所述诊断流程（333）对节温器进行泄漏诊断；所述泄漏诊断的方法包括双水温方法；第九占空比阈值C9用以表征对水泵转速、转速需求和/或驱动能力的限制值。

17.一种计算机存储介质（903），包括用于存储计算机程序的存储介质本体；所述计算机程序在被微处理器执行时，实现如权利要求1至8任一项的所述故障诊断方法。

18.一种节温器（906），包括如权利要求9至16任一项的所述热管理装置（600）和/或如权利要求17任一项的所述计算机存储介质（903）。

19.一种控制器（901），包括如权利要求9至16任一项的所述热管理装置（600）和/或如权利要求17任一项的所述计算机存储介质（903）和/或如权利要求18任一项的所述节温器（906）。