DE102012204492A1 - Method for checking functional efficiency of e.g. coolant pump in closed cooling circuit of motor vehicle, involves evaluating functional efficiency based on comparison of drive torque of electric motor with reference values - Google Patents
Method for checking functional efficiency of e.g. coolant pump in closed cooling circuit of motor vehicle, involves evaluating functional efficiency based on comparison of drive torque of electric motor with reference values Download PDFInfo
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-
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen der Funktionstüchtigkeit von Hydraulikkomponenten in einem geschlossenen Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeuges.The invention relates to a method for checking the functionality of hydraulic components in a closed cooling circuit of a motor vehicle.
In modernen Kraftfahrzeugen, welche mit leistungsstarken Brennkraftmaschinen angetrieben werden, kommen zunehmend elektrisch angetriebene Kühlmittelpumpen zum Einsatz. Diese haben gegenüber den konventionellen Kühlmittelpumpen, welche unmittelbar oder mittelbar über bewegliche Zugmittel von der Brennkraftmaschine angetrieben werden, den Vorteil, dass eine exakt der Leistung der Brennkraftmaschine angepasste und von der Drehzahl der Brennkraftmaschine unabhängige Kühlleistung realisiert werden kann. In modern motor vehicles, which are driven by powerful internal combustion engines, increasingly electrically driven coolant pumps are used. These have over the conventional coolant pump, which are driven directly or indirectly via movable traction means of the internal combustion engine, the advantage that exactly the performance of the engine adapted and independent of the speed of the engine cooling capacity can be realized.
Eine besonders schnelle Erwärmung der Brennkraftmaschine und in Folge davon der Betriebsstoffe ergibt sich, wenn ausgehend von Kaltstartverhältnissen der Brennkraftmaschine zunächst keine Zirkulation des Kühlmittels erfolgt. Das führt dazu, dass sich das in dem Kühlmantel der Brennkraftmaschine befindliche relativ kleine Kühlmittelvolumen sehr schnell erwärmt. Bei Kühlsystemen mit einer elektrisch angetriebenen Kühlmittelpumpe kann der Kühlkreislauf auf einfache Weise durch Abschalten des Elektromotors der Kühlmittelpumpe unterbrochen werden (
Hybridfahrzeuge oder Elektrofahrzeuge benötigen ebenfalls einen Kühlkreislauf, der in der Regel auch eine elektrisch angetriebene Kühlmittelpumpe umfasst. Sie sorgt hauptsächlich für die Kühlung von bestimmten Bauteilen, wie beispielsweise der Traktionsbatterie bei einem Elektrofahrzeug und/oder sie unterstützt die Heizung des Fahrgastraumes. Mit der Weiterentwicklung dieser Funktionen, insbesondere beim Einsatz der elektrisch angetriebenen Kühlmittelpumpe für die Flüssigkeitskühlung eines sogenannten Bremswiderstandes, nimmt die Bedeutung einer Diagnosefähigkeit einer solchen Kühlmittelpumpe zu. Ein Bremswiderstand ist ein Leistungswiderstand womit ein Elektro- oder Hybridfahrzeug die elektrische Bremsung trotz beschränkter Energieaufnahmefähigkeit der Traktionsbatterie aufrechterhalten kann.Hybrid vehicles or electric vehicles also require a cooling circuit, which usually also includes an electrically driven coolant pump. It mainly provides for the cooling of certain components, such as the traction battery in an electric vehicle and / or it supports the heating of the passenger compartment. With the further development of these functions, in particular when using the electrically driven coolant pump for the liquid cooling of a so-called braking resistor, the importance of a diagnostic capability of such a coolant pump increases. A braking resistor is a power resistor with which an electric or hybrid vehicle can sustain the electric braking despite limited energy absorption capacity of the traction battery.
Zur Diagnose einer unabhängig vom Betriebszustand einer Brennkraftmaschine zu- und abschaltbaren, elektrischen Kühlmittelpumpe zum Umwälzen eines Kühlmittels in einem geschlossenen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine wird in der
Alternativ hierzu kann die Funktion einer solchen elektrischen Kühlmittelpumpe mittels Druck- und/oder Durchflusssensoren überprüft werden. Alle diese Systeme benötigen eine zusätzliche Sensorik, was den Aufwand und damit die Kosten erhöht. Alternatively, the function of such an electric coolant pump can be checked by means of pressure and / or flow sensors. All these systems require additional sensors, which increases the effort and therefore the costs.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem auf einfache und kostengünstige Weise die Funktionstüchtigkeit von Hydraulikkomponenten in einem, eine elektrisch angetriebene Kühlmittelpumpe enthaltenden Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeuges überprüft werden können.The object underlying the invention is to provide a method by which the functionality of hydraulic components can be checked in a simple and cost-effective manner in a cooling circuit of a motor vehicle containing an electrically driven coolant pump.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. The object is solved by the features of independent claim 1. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Korrelation besteht zwischen dem Antriebsdrehmoment des die Kühlmittelpumpe antreibenden Elektromotors, das wiederum entscheidend beeinflusst wird von den Strömungsverhältnissen im Kühlkreislauf, und den elektrischen Parametern Strom und Spannung des Elektromotors.The invention is based on the finding that a correlation exists between the drive torque of the electric motor driving the coolant pump, which in turn is decisively influenced by the flow conditions in the cooling circuit, and the electrical parameters current and voltage of the electric motor.
Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren zum Überprüfen der Funktionstüchtigkeit von Hydraulikkomponenten in einem geschlossenen Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeuges, mit einer, mittels eines Elektromotors angetriebenen Kühlmittelpumpe zum Umwälzen des Kühlmittels innerhalb des Kühlkreislaufes. Es wird ein, das Antriebsdrehmoment des Elektromotors repräsentierendes Signal ermittelt und mit Referenzwerten verglichen und in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleiches die Hydraulikkomponenten bezüglich ihrer Funktionstüchtigkeit bewertet. The invention is characterized by a method for checking the functionality of hydraulic components in a closed cooling circuit of a motor vehicle, with a, driven by an electric motor coolant pump for circulating the coolant within the cooling circuit. A signal representing the drive torque of the electric motor is determined and compared with reference values and, depending on the result of the comparison, the hydraulic components are evaluated for their functionality.
Mit dem angegebenen Überprüfungsverfahren kann sowohl die Funktionstüchtigkeit der Kühlmittelpumpe selbst, als auch von anderen Hydraulikkomponenten wie Verbindungsleitungen, Hydraulikventile, Wärmetauscher, Kühler, flüssigkeitsgekühlter Bremswiderstand, flüssigkeitsgekühlte Traktionsbatterie bewertet werden. The specified verification method can be used to evaluate the functioning of the coolant pump itself as well as other hydraulic components such as connecting lines, hydraulic valves, heat exchangers, radiators, liquid-cooled brake resistor, liquid-cooled traction battery.
Durch Erfassen und Auswerten von drehmomentrelevanten Messgrößen des Elektromotors wie elektrischer Strom und/oder elektrische Spannung Beurteilung der Funktionstüchtigkeit von Hydraulikkomponenten kann auf jegliche Verwendung von Sensoren wie beispielsweise Druck- und Durchflusssensoren verzichtet werden. Durch die Einsparung von zusätzlichen Sensoren entfallen die Verbindungskabel, sowie deren Schnittstelle zu einem Steuergerät.By detecting and evaluating torque-relevant parameters of the electric motor such as electric current and / or electrical Stress Assessment of the functionality of hydraulic components eliminates the need to use sensors such as pressure and flow sensors. The saving of additional sensors eliminates the connection cables as well as their interface to a control unit.
Wird das beschriebene Überprüfungsverfahren noch mit Temperatursensoren kombiniert, so können erweiterte Diagnosefunktionen realisiert werden.If the described verification method is still combined with temperature sensors, extended diagnostic functions can be realized.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und anhand der Zeichnung. Further advantages of the method according to the invention will become apparent from the description of an embodiment and with reference to the drawing.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the schematic drawing.
In der einzigen Figur ist in Form eines Blockschaltbildes sehr vereinfacht ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges gezeigt. Dabei sind nur diejenigen Komponenten des Kühlsystems dargestellt, die für das Verständnis der Erfindung notwendig sind. Das Kühlsystem beinhaltet einen geschlossenen Kühlkreislauf
Der Kühlkreislauf
Von einem Kühlmittelauslass
Darüber hinaus kann der Kühlkreislauf
Zur Steuerung und Regelung des Antriebsaggregates des Kraftfahrzeugs, sei es eine Brennkraftmaschine oder ein Elektromotor bei einem Elektrofahrzeug, ist eine elektronische Steuerungseinrichtung
Solche elektronischen Steuerungseinrichtungen
Die Steuerungseinrichtung
In dem Wertespeicher
Ferner ist in der Steuerungseinrichtung
Die Steuerungseinrichtung
Die Elektronikkomponente zur Ansteuerung des Elektromotors
Aus den Messgrößen können aber nicht nur Informationen für die Steuerung des Umrichters generiert werden, sondern auch Informationen, aus denen sich der Zustand von Komponenten des Hydraulikkreises ableiten lässt. Besonders geeignet sind interne Messgrößen, die eine enge Korrelation mit dem Antriebsdrehmoment des Elektromotors
Zur Diagnose des Hydraulikkreises und damit der Hydraulikkomponenten wird die Kühlmittelpumpe
Liegt der gemessene Wert I unterhalb des Referenzwertes I_SW, d.h. liegt eine verringerte Stromaufnahme des Elektromotors
Eine weitere Möglichkeit der Überprüfung des Hydraulikkreises und damit der Hydraulikkomponenten besteht darin, während des Betriebes der Kühlmittelpumpe
Es ist auch möglich, im transienten Betrieb des Kühlkreislaufes
Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in der Figur die Kühlmittelpumpe
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde anhand eines Beispiels erläutert, bei dem als drehmomentrelevantes Signal der elektrische Strom in dem die Kühlmittelpumpe antreibenden Elektromotor ausgewertet wird. Als ein das Antriebsdrehmoment des Elektromotors repräsentierendes Signal kann aber auch die am Elektromotor anliegende elektrische Spannung, insbesondere Spannungseinbrüche ausgewertet werden. Zur Erhöhung der Diagnosesicherheit oder zur Plausibilisierung können auch die Werte für den elektrischen Strom und die Werte für die elektrische Spannung gemeinsam als Entscheidungskriterium für die Funktionstüchtigkeit der Hydraulikkomponenten ausgewertet werden. The method according to the invention has been explained with reference to an example in which the electrical current in the electric motor driving the coolant pump is evaluated as the torque-relevant signal. As a signal representing the drive torque of the electric motor, however, the voltage applied to the electric motor, in particular voltage dips, can also be evaluated. To increase the reliability of the diagnosis or to check the plausibility, the values for the electrical current and the values for the electrical voltage can also be evaluated together as a decision criterion for the functionality of the hydraulic components.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Kühlkreislauf Cooling circuit
- 1111
- Kühlmittelpumpe Coolant pump
- 1212
- Elektromotor electric motor
- 1313
- Welle des Elektromotors Shaft of the electric motor
- 1414
- Kühler cooler
- 141141
- Kühlmitteleinlass Coolant inlet
- 142142
- Kühlmittelauslass coolant outlet
- 1515
- Lüfter Fan
- 1616
- Hydraulikleitung hydraulic line
- 1717
- Hydraulikleitung hydraulic line
- 1818
- Hydraulikkomponente hydraulic component
- 1919
- Stellventil Control valve
- 2020
- Bypass-Hydraulikleitung Bypass hydraulic line
- 3030
- elektronische Steuerungseinrichtung electronic control device
- 3131
- Recheneinheit, Prozessor Arithmetic unit, processor
- 3232
- Programmspeicher program memory
- 3333
- Datenspeicher, Wertespeicher Data memory, value memory
- 3434
- Fehlerspeicher error memory
- 3535
- Häufigkeitszähler frequency counter
- 3636
- Steuerleitung control line
- 3737
- Messleitung Measurement line
- 4040
- Fehleranzeigevorrichtung Error display device
- 5050
- Fahrzeugbatterie vehicle battery
- ASAS
- Stellsignale control signals
- ESIT
- Eingangssignale input signals
- I_SW1I_SW1
- Referenzwert für statischen Betrieb Reference value for static operation
- I_SW2, I_SW3I_SW2, I_SW3
- Referenzwert, Referenzkennlinie für dynamischen Betrieb Reference value, reference characteristic for dynamic operation
- II
- elektrischer Strom electrical current
- UU
- elektrische Spannung electrical voltage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102008032130 A1 [0005] DE 102008032130 A1 [0005]
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