DE102012218133A1

DE102012218133A1 - Diagnosesystem und -verfahren für eine umschaltbare Wasserpumpe

Info

Publication number: DE102012218133A1
Application number: DE102012218133A
Authority: DE
Inventors: Daniel A. Bialas; Stephen Paul Levijoki; John W. Siekkinen; Igor Anilovich; Michele BILANCIA; Bruno Morena
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2032-10-05
Also published as: CN103032340A; DE102012218133B4; US20130089436A1; CN103032340B; US8813693B2

Abstract

Ein System umfasst ein Pumpensteuermodul und ein Pumpendiagnosemodul. Das Pumpensteuermodul schaltet eine umschaltbare Wasserpumpe von einem ausgeschalteten Zustand zu einem eingeschalteten Zustand um. Das Pumpendiagnosemodul diagnostiziert beruhend auf einer ersten Differenz zwischen einer Motormaterialtemperatur und einer Motorkühlmitteltemperatur einen Fehler in der umschaltbaren Wasserpumpe, wenn die umschaltbare Wasserpumpe von ausgeschaltet zu eingeschaltet umgeschaltet wird. Die Motorkühlmitteltemperatur ist eine Temperatur eines Kühlmittels, das durch einen Motor umgewälzt wird, und die Motormaterialtemperatur ist eine Temperatur mindestens eines von einem Motorblock und einem Zylinderkopf.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist mit der am 19. Mai 2011 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 13/111,318 verwandt. Die Offenbarung der vorstehenden Anmeldung wird hierin durch Bezugnahme vollumfänglich aufgenommen.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft umschaltbare Wasserpumpen für einen Motor und insbesondere Diagnosesysteme und -verfahren für eine umschaltbare Wasserpumpe.
HINTERGRUND
Die hierin vorgesehene Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck des allgemeinen Darstellens des Zusammenhangs der Offenbarung. Die Arbeit der vorliegend genannten Erfinder, sofern sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben wird, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Einreichung eventuell nicht anderweitig als Stand der Technik gelten, werden weder ausdrücklich noch implizit gegenüber der vorliegenden Offenbarung als Stand der Technik zugelassen.
Typischerweise sind Motorwasserpumpen riemengetriebene Zentrifugalpumpen, die ein Kühlmittel durch einen Motor umwälzen, um den Motor zu kühlen. Kühlmittel wird durch einen sich nahe der Mitte einer Pumpe befindenden Einlass aufgenommen, und ein Laufrad in der Pumpe drückt das Kühlmittel aus der Pumpe heraus. Kühlmittel wird von einem Kühler aufgenommen, und aus der Pumpe austretendes Kühlmittel strömt durch einen Motorblock und einen Zylinderkopf, bevor es zu dem Kühler zurückkehrt.
Bei einer herkömmlichen Wasserpumpe steht das Laufrad immer in Eingriff mit einer riemengetriebenen Riemenscheibe. Immer wenn der Motor läuft, wälzt die Pumpe daher Kühlmittel durch den Motor um. Eine umschaltbare Wasserpumpe umfasst dagegen eine Kupplung, die mit dem Laufrad ein- und ausrückt, um die Pumpe ein- bzw. auszuschalten. Die Pumpe kann ausgeschaltet werden, um die zum Aufwärmen des Motors bei Start erforderliche Zeit zu verringern und/oder die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern, und die Pumpe kann eingeschaltet werden, um den Motor zu kühlen. Die Pumpe kann aber aufgrund von zum Beispiel einer festsitzenden Kupplung eventuell nicht befehlsgemäß ein- oder ausschalten.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein System umfasst ein Pumpensteuermodul und ein Pumpendiagnosemodul. Das Pumpensteuermodul schaltet eine umschaltbare Wasserpumpe von ausgeschaltet zu eingeschaltet. Das Pumpendiagnosemodul diagnostiziert beruhend auf einer ersten Differenz zwischen einer Motormaterialtemperatur und einer Motorkühlmitteltemperatur bei Schalten der umschaltbaren Wasserpumpe von ausgeschaltet zu eingeschaltet einen Fehler in der umschaltbaren Wasserpumpe. Die Motorkühlmitteltemperatur ist eine Temperatur eines Kühlmittels, das durch einen Motor umgewälzt wird, und die Motormaterialtemperatur ist eine Temperatur mindestens eines von einem Motorblock und einem Zylinderkopf.
Weitere Gebiete der Anwendbarkeit der vorliegenden Offenbarung gehen aus der nachstehend hierin vorgesehenen ausführlichen Beschreibung hervor. Es versteht sich, dass die ausführliche Beschreibung und spezifischen Beispiele lediglich den Zwecken der Veranschaulichung dienen sollen und nicht den Schutzumfang der Offenbarung beschränken sollen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der ausführlichen Beschreibung und der Begleitzeichnungen besser verständlich. Hierbei zeigen:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems nach den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung;
2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Steuersystems nach den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung;
3 ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Steuerverfahren nach den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; und
4 einen Graph, der beispielhafte Motortemperaturen bei eingeschalteter umschaltbarer Wasserpumpe nach den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG
Ein System samt Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung diagnostiziert beruhend auf der Differenz zwischen einer Motormaterialtemperatur (EMT) und einer Motorkühlmitteltemperatur (ECT) bei eingeschalteter Wasserpumpe einen Fehler in einer Wasserpumpe. Die EMT ist die Temperatur des Materials, aus dem ein Motor besteht. Zum Beispiel kann die EMT in einem Zylinderkopf und/oder in einem Motorblock gemessen werden. Wenn die Wasserpumpe von ausgeschaltet zu eingeschaltet umschaltet, nimmt die Differenz zwischen der EMT und der ECT ab.
Wenn die Wasserpumpe aber im ein- oder ausgeschalteten Zustand festsitzt, verringert das Einschalten der Wasserpumpe nicht die Differenz zwischen der EMT und der ECT. Somit kann bei eingeschalteter Wasserpumpe beruhend auf der Differenz zwischen der EMT und der ECT ein Fehler in einer Wasserpumpe diagnostiziert werden. Ein Fehler in einer Wasserpumpe kann beruhend auf einer maximalen Abnahme der Differenz zwischen der EMT und der ECT während eines Diagnosezeitraums nach Einschalten der Wasserpumpe diagnostiziert werden. Ein Fehler des Festsitzen im ein- oder ausgeschalteten Zustand kann diagnostiziert werden, wenn die maximale Abnahme kleiner als ein erster Schwellenwert ist.
Der Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand kann diagnostiziert werden, wenn am Ende des Diagnosezeitraums die Differenz zwischen der EMT und der ECT größer als ein zweiter Schwellenwert ist. Der Fehler des Festsitzens im eingeschalteten Zustand kann diagnostiziert werden, wenn am Ende des Diagnosezeitraums die Differenz zwischen der EMT und der ECT kleiner oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist. Wenn der Fehler des Festsitzens im eingeschalteten Zustand oder der Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand diagnostiziert wird, kann ein Diagnosefehlercode (DTC) gesetzt werden und/oder eine Wartungsanzeige, wie etwa eine Leuchte, kann aktiviert werden. Ferner kann die Drehmomentausgangsleistung des Motors beschränkt werden, wenn der Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand diagnostiziert wird.
Das Diagnostizieren einer Wasserpumpe, die im ausgeschalteten Zustand festsitzt, und das Beschränken einer Motordrehmomentausgangsleistung, wenn die Wasserpumpe im ausgeschalteten Zustand festsitzt, verhindert Motorschaden aufgrund von Überhitzen. Das Aktivieren einer Wartungsanzeige, wenn die Wasserpumpe im ausgeschalteten Zustand festsitzt, kann auch einen Motorschaden verhindern, wenn die Wasserpumpe bei aktivierter Wartungsanzeige ausgetauscht wird. Das Verhindern eines Motorschadens reduziert Garantiekosten und steigert die Kundenzufriedenheit. Das Aktivieren einer Wartungsanzeige, wenn die Wasserpumpe im eingeschalteten Zustand festsitzt, kann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern, wenn die Wasserpumpe bei aktivierter Wartungsanzeige ausgetauscht wird. Das Setzen eines DTC, wenn die Wasserpumpe im ein- oder ausgeschalteten Zustand festsitzt, verbessert die Wartungsdiagnosemöglichkeiten, zum Beispiel wenn das Fahrzeug nach Aktivieren der Wartungsanzeige gewartet wird.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Motorsystems 100 dargestellt. Ein Motor 102 erzeugt Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug. Während der Motor 102 als Fremdzündungsmotor gezeigt und erläutert wird, kann der Motor 102 jede andere geeignete Art von Motor sein, wie etwa ein Kompressionszündungsmotor. Durch einen Ansaugkrümmer 104 wird Luft in den Motor 102 gesaugt. Unter Verwenden einer Drosselklappe 106 kann eine Luftströmung in den Motor 102 verändert werden. Ein oder mehrere Kraftstoffinjektoren, wie etwa ein Kraftstoffinjektor 108, mischen Kraftstoff mit der Luft, um ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zu bilden. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird in Zylindern des Motors 102, wie etwa einem Zylinder 110, verbrannt. Auch wenn der Motor 102 einen Zylinder umfassend dargestellt ist, kann der Motor 102 mehr als einen Zylinder umfassen.
Der Zylinder 110 umfasst einen (nicht gezeigten) Kolben, der mechanisch mit einer Kurbelwelle 112 verbunden ist. Ein Verbrennungszyklus in dem Zylinder 110 kann vier Phase umfassen: eine Ansaugphase, eine Verdichtungsphase, eine Verbrennungsphase und eine Auspuffphase. Während der Ansaugphase bewegt sich der Kolben hin zu einer untersten Position und saugt Luft in den Zylinder 110. Während der Verdichtungsphase bewegt sich der Kolben hin zu einer obersten Position und verdichtet die Luft oder das Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder 110.
Während der Verbrennungsphase zündet ein Funke von einer Zündkerze 114 das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches treibt den Kolben zurück hin zu der untersten Position, und der Kolben treibt die Drehung der Kurbelwelle 112 an. Das sich ergebende Abgas wird durch einen Abgaskrümmer 116 aus dem Zylinder 110 ausgestoßen, um die Auspuffphase und den Verbrennungszyklus zu beenden. Der Motor 102 gibt mittels der Kurbelwelle 112 ein Drehmoment zu einem (nicht gezeigten) Getriebe ab.
Ein Kühlsystem 118 für den Motor 102 umfasst einen Kühler 120 und eine Wasserpumpe 122. Der Kühler 120 kühlt ein Kühlmittel, das durch den Kühler 120 strömt, und die Wasserpumpe 122 wälzt ein Kühlmittel durch den Motor 102 und den Kühler 120 um. Ein Kühlmittel strömt von dem Kühler 120 zu der Wasserpumpe 122, von der Wasserpumpe 122 durch einen Einlassschlauch 124 zu dem Motor 102 und von dem Motor 102 durch einen Auslassschlauch 126 zurück zu dem Kühler 120.
Die Wasserpumpe 122 kann eine Zentrifugalpumpe sein, die ein Laufrad umfasst, das mit einer (nicht gezeigten) Riemenscheibe in Eingriff steht, die von einem (nicht gezeigten) Riemen angetrieben wird, der mit der Kurbelwelle 112 verbunden ist. Ein Kühlmittel kann durch einen sich nahe der Mitte der Wasserpumpe 122 befindlichen Einlass in die Wasserpumpe 122 gelangen, und das Laufrad kann das Kühlmittel radial nach außen zu einem sich an der Außenseite der Wasserpumpe 122 befindlichen Auslass treiben. Die Wasserpumpe 122 kann eine umschaltbare Wasserpumpe sein. Die Wasserpumpe 122 kann zum Beispiel eine Kupplung umfassen, die das Laufrad und die Riemenscheibe ein- und ausrückt, wenn die Wasserpumpe 122 ein- bzw. ausgeschaltet wird. Alternativ kann die Wasserpumpe 122 eine elektrische Pumpe sein.
Ein Motorsteuermodul (ECM) 128 steuert die Drosselklappe 106, den Kraftstoffinjektor 108 und die Zündkerze 114 sowie die Wasserpumpe 122 beruhend auf einem von einem oder mehreren Sensoren erhaltenen Eingang. Das ECM 128 kann ein Drosselsteuersignal 130 ausgeben, um die Drosselklappe 106 zu steuern, und das ECM 128 kann ein Kraftstoff/-Zünd-Steuersignal 132 ausgeben, um den Kraftstoffinjektor 108 und die Zündkerze 114 zu steuern. Alternativ kann das ECM 128 die Drosselklappe 106, den Kraftstoffinjektor 108 und die Zündkerze 114 unter Verwenden eines einzigen Signals oder von drei separaten Signalen steuern.
Das ECM 128 kann beruhend auf dem erhaltenen Eingang einen Diagnosefehlercode (DTC) setzen und/oder eine Wartungsanzeige, wie etwa oder eine Fehlfunktionsanzeigeleuchte (MIL) 134, aktivieren. Wenn sie aktiviert ist, zeigt die Wartungsanzeige einen Fehler in dem Motorsystem 100 an. Zum Beispiel kann das ECM 128 die MIL 134 aktivieren, um anzuzeigen, wenn die Wasserpumpe 122 im ein- oder ausgeschaltet Zustand festsitzt. Auch wenn die MIL 134 als Leuchte bezeichnet wird, kann die MIL 134 einen Fehler mit Hilfe anderer Medien als Licht, einschließlich Ton und Vibration, anzeigen.
Die Sensoren können einen Motorkühlmitteltemperatur(ECT)-Sensor 136 und einen Motormaterialtemperatur(EMT)-Sensor 138 umfassen. Der ECT-Sensor 136 misst die Temperatur eines durch den Motor 102 umgewälzten Kühlmittels. Der ECT-Sensor 136 kann nahe dem Auslass des Motors 102 in dem Kühlmittel positioniert sein. Der EMT-Sensor 138 misst die Temperatur des Materials (z. B. Stahl, Aluminium), aus dem der Motor 102 besteht. Der EMT-Sensor 138 kann in dem Material eines Motorblocks des Motors 102 oder eines Zylinderkopfs des Motors 102 positioniert sein.
Das ECM 128 diagnostiziert bei eingeschalteter Wasserpumpe 122 beruhend auf der Differenz zwischen der Motormaterialtemperatur und der Motorkühlmitteltemperatur einen Fehler in der Wasserpumpe 122. Das ECM 128 kann beruhend einer maximalen Abnahme der Differenz zwischen der Motormaterialtemperatur und der Motorkühlmitteltemperatur während eines Diagnosezeitraums nach dem Einschalten der Wasserpumpe 122 einen Fehler in der Wasserpumpe 122 diagnostizieren. Das ECM 128 kann einen Fehler des Festsitzens im eingeschalteten Zustand oder einen Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand diagnostizieren, wenn die maximale Abnahme kleiner als ein erster Schwellenwert ist.
Das ECM 128 kann den Fehler des Festsitzens im eingeschalteten Zustand diagnostizieren, wenn die Differenz zwischen der Motormaterialtemperatur und der Motorkühlmitteltemperatur am Ende des Diagnosezeitraums kleiner oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist. Das ECM 128 kann den Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand diagnostizieren, wenn die Differenz zwischen der Motormaterialtemperatur und der Motorkühlmitteltemperatur am Ende des Diagnosezeitraums größer als der zweite Schwellenwert ist. Das ECM 128 kann eine Drehmomentausgangsleistung des Motors 102 beschränken, wenn der Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand diagnostiziert wird.
Unter Bezugnahme auf 2 umfasst ein Beispiel des ECM 128 ein Temperaturdifferenzmodul 202, ein Differenzabnahmemodul 204, ein Pumpensteuermodul 206, ein Pumpendiagnosemodul 208, ein Drehmomentbeschränkungsmodul 210 und ein Anzeigenaktivierungsmodul 212. Das Temperaturdifferenzmodul 202 ermittelt beruhend auf einem von dem ECT-Sensor 136 und dem EMT-Sensor 138 erhaltenen Eingang eine erste Differenz zwischen der Motorkühlmitteltemperatur und der Motormaterialtemperatur. Das Temperaturdifferenzmodul 202 gibt die erste Differenz aus.
Das Differenzabnahmemodul 204 ermittelt eine maximale Abnahme der ersten Differenz während eines Diagnosezeitraums. Der Diagnosezeitraum beginnt, wenn die Wasserpumpe 122 eingeschaltet wird, und der Diagnosezeitraum kann nach einer vorbestimmten Dauer (z. B. 12 Sekunden) enden. Das Differenzabnahmemodul 204 kann beruhend auf einer von dem Pumpensteuermodul 206 erhaltenen Eingabe ermitteln, wann die Wasserpumpe 122 eingeschaltet wird. Das Differenzabnahmemodul 204 gibt die maximale Abnahme aus.
Das Differenzabnahmemodul 204 kann beruhend auf einer zweiten Differenz zwischen einem maximalen Wert und einem minimalen Wert der ersten Differenz während des Diagnosezeitraums die maximale Abnahme ermitteln. Das Differenzabnahmemodul 204 kann während eines ersten Teils des Diagnosezeitraums den maximalen Wert der ersten Differenz ermitteln. Das Differenzabnahmemodul 204 kann den minimalen Wert der ersten Differenz während eines zweiten Teils des Diagnosezeitraums, der auf den ersten Teil folgt, ermitteln. Der erste Teil kann eine vorbestimmte Dauer haben (z. B. 3 Sekunden), und der zweite Teil kann eine vorbestimmte Dauer haben (z. B. 9 Sekunden). Die Summe der vorbestimmten Dauer des ersten Teils und der vorbestimmten Dauer des zweiten Teils kann gleich der vorbestimmten Dauer des Diagnosezeitraums sein.
Das Pumpensteuermodul 206 steuert die Wasserpumpe 122. Das Pumpensteuermodul 206 schaltet die Wasserpumpe 122 beruhend auf Kühlforderungen des Motors 102 ein und aus. Das Pumpensteuermodul 206 kann die Wasserpumpe 122 ausschalten, um die zum Erwärmen des Motors 102 bei Start erforderliche Zeit zu reduzieren und/oder um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern. Das Pumpensteuermodul 206 kann die Wasserpumpe 122 einschalten, um den Motor 102 zu kühlen. Das Pumpensteuermodul 206 kann die Kühlforderungen des Motors 102 beruhend auf der Motormaterialtemperatur, der Motorkühlmitteltemperatur und/oder der Motorbetriebszeit ermitteln. Das Pumpensteuermodul 206 kann die Wasserpumpe 122 beruhend auf einem von einer Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage erhaltenen Eingang steuern.
Das Pumpendiagnosemodul 208 diagnostiziert bei eingeschalteter Wasserpumpe 122 beruhend auf der ersten Differenz zwischen der Motormaterialtemperatur und der Motorkühlmitteltemperatur einen Fehler in der Wasserpumpe 122. Das Pumpendiagnosemodul 208 kann beruhend auf einem von dem Pumpensteuermodul 206 erhaltenen Eingang ermitteln, wenn die Wasserpumpe 122 ein- oder ausgeschaltet wird. Das Pumpendiagnosemodul 208 kann ein Diagnostizieren eines Fehlers unterlassen, wenn die Wasserpumpe 122 weniger als einen Mindestzeitraum (z. B. 20 Sekunden) lang ausgeschaltet ist. Der Mindestzeitraum ermöglicht es, dass die Motormaterialtemperatur relativ zu der Motorkühlmitteltemperatur steigt.
Das Pumpendiagnosemodul 208 kann in der Wasserpumpe 122 einen Fehler des Festsitzens im ein- oder ausgeschalteten Zustand diagnostizieren, wenn die maximale Abnahme der ersten Differenz während des Diagnosezeitraums kleiner als ein erster Schwellenwert ist. Das Pumpendiagnosemodul 208 kann beruhend auf einer Umgebungstemperatur, die gemessen oder geschätzt werden kann, den ersten Schwellenwert ermitteln. Der erste Schwellenwert kann ein vorbestimmter Wert (z. B. 4 Grad Celsius (°C)) sein oder innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (z. B. 2°C bis 5°C) liegen.
Das Pumpendiagnosemodul 208 kann den Fehler des Festsitzens im eingeschalteten Zustand diagnostizieren, wenn am Ende des Diagnosezeitraums die maximale Abnahme kleiner oder gleich dem ersten Schwellenwert ist und die erste Differenz kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist. Der zweite Schwellenwert kann ein vorbestimmter Wert (z. B. 6°C) sein oder innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (z. B. 5°C bis 12°C) liegen. Das Pumpendiagnosemodul 208 kann den Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand diagnostizieren, wenn am Ende des Diagnosezeitraums die maximale Abnahme kleiner als der erste Schwellenwert ist und die erste Differenz größer als der zweite Schwellenwert ist.
Das Drehmomentbeschränkungsmodul 210 beschränkt die Drehmomentausgangsleistung des Motors 102 beruhend auf einem von dem Pumpendiagnosemodul 208 erhaltenen Eingang. Das Drehmomentbeschränkungsmodul 210 kann eine Drehmomentausgangsleistung des Motors 102 beschränken, wenn der Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand diagnostiziert wird. Das Drehmomentbeschränkungsmodul 210 kann das Drosselsteuersignal 130 und/oder das Kraftstoff/Zünd-Steuersignal 132 ausgeben. Das Drehmomentbeschränkungsmodul 210 kann die Drehmomentausgangsleistung des Motors 102 durch Anpassen des Drosselsteuersignals 130 und/oder des Kraftstoff/Zünd-Steuersignals 132 beschränken. Zum Beispiel kann das Drehmomentbeschränkungsmodul 210 eine Drehmomentausgangsleistung des Motors 102 durch Reduzieren von Kraftstoff, Verzögern von Zündung und/oder Reduzieren der Drossel beschränken.
Das Anzeigeaktivierungsmodul 212 aktiviert die Wartungsanzeige, wenn in der Wasserpumpe 122 ein Fehler diagnostiziert wird. Das Anzeigeaktivierungsmodul 212 kann die MIL 134 aktivieren, wenn der Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand oder der Fehler des Festsitzens im eingeschalteten Zustand diagnostiziert wird. Ferner kann das Anzeigeaktivierungsmodul 212 einen Diagnosefehlercode (DTC) setzen, wenn der Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand oder der Fehler des Festsitzens im eingeschalteten Zustand diagnostiziert wird. Der DTC zeigt an, ob der Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand oder der Fehler des Festsitzens im eingeschalteten Zustand diagnostiziert wird. Das Anzeigeaktivierungsmodul 212 kann den DTC speichern, und ein Wartungstechniker kann den DTC unter Verwenden zum Beispiel eines Wartungsinstruments, das mit dem ECM 128 kommunizieren kann, erhalten.
Unter Bezugnahme auf 3 beginnt ein Verfahren zum Diagnostizieren von Fehlern in einer umschaltbaren Wasserpumpe beruhend auf einer Motormaterialtemperatur und einer Motorkühlmitteltemperatur bei 302. Bei 304 ermittelt das Verfahren, ob die umschaltbare Wasserpumpe einen Mindestzeitraum lang ausgeschaltet war. Der Mindestzeitraum kann eine vorbestimmte Dauer (z. B. 20 Sekunden) aufweisen. Ist 304 wahr, fährt das Verfahren bei 306 fort.
Bei 306 ermittelt das Verfahren, ob die umschaltbare Wasserpumpe von ausgeschaltet zu eingeschaltet umgeschaltet hat. Ist 306 wahr, fährt das Verfahren bei 308 fort. Bei 308 ermittelt das Verfahren eine erste Differenz zwischen der Motormaterialtemperatur und der Motorkühlmitteltemperatur. Das Verfahren kann fortfahren, um die erste Differenz zu ermitteln, nachdem die umschaltbare Wasserpumpe eingeschaltet wurde. Bei 310 ermittelt das Verfahren eine maximale Abnahme der ersten Differenz während eines Diagnosezeitraums. Der Diagnosezeitraum kann beginnen, wenn die umschaltbare Wasserpumpe eingeschaltet wird, und kann eine vorbestimmte Dauer (z. B. 12 Sekunden) aufweisen.
Das Verfahren kann beruhend auf einer zweiten Differenz zwischen einem maximalen Wert und einem minimalen Wert der ersten Differenz während des Diagnosezeitraums die maximale Abnahme ermitteln. Das Verfahren kann den maximalen Wert der ersten Differenz während eines ersten Teils des Diagnosezeitraums ermitteln. Das Verfahren kann den minimalen Wert der ersten Differenz während eines zweiten Teils des Diagnosezeitraums, der auf den ersten Teil folgt, ermitteln. Der erste Teil kann eine vorbestimmte Dauer aufweisen (z. B. 3 Sekunden) und der zweite Teil kann eine vorbestimmte Dauer aufweisen (z. B. 9 Sekunden). Die Summe der vorbestimmten Dauer des ersten Teils und der vorbestimmten Dauer des zweiten Teils kann gleich der vorbestimmten Dauer des Diagnosezeitraums sein.
Bei 312 ermittelt das Verfahren, ob die maximale Abnahme der ersten Differenz während des Diagnosezeitraums kleiner als ein erster Schwellenwert ist. Das Verfahren kann beruhend auf einer Umgebungstemperatur, die gemessen oder geschätzt werden kann, den ersten Schwellenwert ermitteln. Der erste Schwellenwert kann ein vorbestimmter Wert (z. B. 4°C) sein oder innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (z. B. 2°C bis 5°C) liegen). Ist 312 wahr, fährt das Verfahren bei 314 fort. Ansonsten fährt das Verfahren bei 316 fort und unterlässt das Diagnostizieren eines Fehlers des Festsitzens im eingeschalteten Zustand oder eines Fehlers des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand der umschaltbaren Wasserpumpe. Das Verfahren kann ein Ergebnis (z. B. Bestanden oder Nicht bestanden) eines Tests auf einen Fehler des Festsitzens im eingeschalteten Zustand oder einen Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand in maschinell lesbaren Medien aufzeichnen.
Bei 314 ermittelt das Verfahren am Ende des Diagnosezeitraums die erste Differenz zwischen der Motormaterialtemperatur und der Motorkühlmitteltemperatur. Bei 318 ermittelt das Verfahren, ob die erste Differenz am Ende des Diagnosezeitraums kleiner oder gleich einem zweiten Schwellenwert ist. Der zweite Schwellenwert kann ein vorbestimmter Wert (z. B. 6°C) sein oder innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (z. B. 5°C bis 12°C) liegen. Wenn 318 wahr ist, fährt das Verfahren bei 320 fort und diagnostiziert einen Fehler des Festsitzens im eingeschalteten Zustand. Ansonsten fährt das Verfahren bei 322 fort und diagnostiziert einen Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand. Bei 324 beschränkt das Verfahren eine Drehmomentausgangsleistung eines Motors. Das Verfahren kann eine Drehmomentausgangsleistung des Motors 102 durch Reduzieren von Kraftstoff, Verzögern von Zündung und/oder Reduzieren der Drossel beschränken.
Unter Bezugnahme auf 4 werden Motortemperatursignale bei eingeschalteter umschaltbarer Wasserpumpe gezeigt. Eine x-Achse 402 stellt die Zeit in Sekunden dar, eine linke y-Achse 404 stellt die Temperatur in Grad Celsius (°C) dar und eine rechte y-Achse 406 stellt einen Booleschen Operator dar. Die umschaltbare Wasserpumpe wird deaktiviert (z. B. ausgeschaltet, kein strömendes Kühlmittel), wenn der Boolesche Operator 0 ist. Die umschaltbare Wasserpumpe wird aktiviert (z. B. eingeschaltet, strömendes Kühlmittel), wenn der Boolesche Operator 1 ist.
Ein Motormaterialtemperatur(EMT)-Signal 408 zeigt eine Motormaterialtemperatur an. Ein Motorkühlmitteltemperatur(ECT)-Signal 410 zeigt eine Motorkühlmitteltemperatur an. Ein Temperaturdifferenzsignal 412 zeigt die Differenz zwischen der Motormaterialtemperatur und der Motorkühlmitteltemperatur an. Ein Pumpensteuersignal 414 zeigt an, ob die umschaltbare Pumpe aktiviert oder deaktiviert ist. Die umschaltbare Wasserpumpe wird aktiviert, wenn sich das Pumpensteuersignal 414 an der rechten y-Achse 406 mit 1 ausrichtet. Die umschaltbare Wasserpumpe wird deaktiviert, wenn sich das Pumpensteuersignal 414 an der rechten y-Achse 406 mit 0 ausrichtet.
Die umschaltbare Wasserpumpe ist bis etwa 393 Sekunden deaktiviert. Während dieses Zeitraums wird kein Kühlmittel durch einen Motor umgewälzt, um Wärme von dem Motor zu absorbieren. Somit nimmt das EMT-Signal 408 mit einer größeren Rate als das ECT-Signal 410 zu, und das Temperaturdifferenzsignal 412 nimmt zu. Bei etwa 393 Sekunden steigt das Pumpensteuersignal 414 von 0 auf 1, was anzeigt, dass die umschaltbare Wasserpumpe aktiviert ist. Das EMT-Signal 408 wiederum fällt ab, das ECT-Signal 410 steigt relativ zu der Rate, bei der das ECT-Signal 410 vor Aktivieren der umschaltbaren Wasserpumpe anstieg, bei einer größeren Rate und das Temperaturdifferenzsignal 412 fällt.
Bei etwa 397 Sekunden sinkt das Pumpensteuersignal 414 von 1 auf 0, was anzeigt, dass die umschaltbare Wasserpumpe deaktiviert ist. Das Temperaturdifferenzsignal 412 fällt aber aufgrund einer fortgesetzten Kühlmittelströmung und der Reaktionszeit von Temperatursensoren weiter bis etwa 405 Sekunden. Wenn die umschaltbare Wasserpumpe im ein- oder ausgeschalteten Zustand festsitzt, fällt das Temperatursignal 412 wie gezeigt nicht. Somit kann ein Fehler des Festsitzens im eingeschalteten Zustand oder ein Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand der umschaltbaren Wasserpumpe beruhend auf der Abnahme des Temperaturdifferenzsignals 412 diagnostiziert werden.
Der Fehler des Festsitzens im eingeschalteten Zustand oder der Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand kann diagnostiziert werden, wenn eine maximale Abnahme des Temperaturdifferenzsignals 412 während eines Diagnosezeitraums kleiner als ein erster Schwellenwert ist. Der Diagnosezeitraum kann bei etwa 393 Sekunden beginnen, wenn die umschaltbare Wasserpumpe aktiviert ist, und kann nach einer vorbestimmten Dauer, bei etwa 405 Sekunden, enden. Der erste Schwellenwert kann ein vorbestimmter Wert (z. B. 4°C) sein oder innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (z. B. 2°C bis 5°C) liegen.
Die maximale Abnahme kann beruhend auf einer Differenz zwischen einem maximalen Wert und einem minimalen Wert des Temperaturdifferenzsignals 412 während des Diagnosezeitraums ermittelt werden. Der maximale Wert des Temperatursignals 412 kann während eines ersten Teils des Diagnosezeitraums, der bei etwa 393 Sekunden beginnt und bei etwa 396 Sekunden endet, ermittelt werden. Der minimale Wert des Temperaturdifferenzsignals 412 kann während eines zweiten Teils des Diagnosezeitraums, der bei etwa 396 Sekunden beginnt und bei etwa 405 Sekunden endet, ermittelt werden. Der erste Teil kann somit beginnen, wenn der Diagnosezeitraum beginnt, der zweite Teil kann beginnen, wenn der erste Teil endet, und der zweite Teil kann enden, wenn der Diagnosezeitraum endet.
Der Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand kann diagnostiziert werden, wenn am Ende des Diagnosezeitraums die maximale Abnahme kleiner als der erste Schwellenwert ist und das Temperaturdifferenzsignal 412 größer als ein zweiter Schwellenwert ist. Der zweite Schwellenwert kann ein vorbestimmter Wert (z. B. 6°C) sein oder innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (z. B. 5°C bis 12°C) liegen. Der Fehler des Festsitzens im eingeschalteten Zustand kann diagnostiziert werden, wenn am Ende des Diagnosezeitraums die maximale Abnahme kleiner als der erste Schwellenwert ist und das Temperaturdifferenzsignal 412 kleiner oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist.
Die vorstehende Beschreibung ist lediglich veranschaulichender Natur und in keiner Weise dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Nutzungen zu beschränken. Die breiten Lehren der Offenbarung können in verschiedenen Formen umgesetzt werden. Während diese Offenbarung bestimmte Beispiele umfasst, sollte daher der wahre Schutzumfang der Offenbarung nicht darauf beschränkt werden, da sich bei Prüfen der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Abwandlungen abzeichnen. Der Klarheit halber werden in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung ähnlicher Elemente verwendet. Der Ausdruck ,mindestens eines von A, B und C', wie er hierin verwendet wird, sollte so ausgelegt werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht ausschließlichen logischen Oder bedeutet. Es versteht sich, dass ein oder mehrere Schritte in einem Verfahren in anderer Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung zu ändern.
Wie hierin verwendet, kann der Begriff Modul eine applikationsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine elektronische Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der einen Code ausführt; andere geeignete Hardwarekomponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder aller der vorstehenden, wie etwa in einem System-Auf-Chip, oder einen Teil derselben betreffen oder diese umfassen. Der Begriff Modul kann einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) umfassen, der einen von dem Prozessor ausgeführten Code speichert.
Der Begriff Code, wie er vorstehend verwendet wird, kann Software, Firmware und/oder Microcode umfassen und kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Aufgaben beziehen. Der Begriff gemeinsam genutzt, wie er vorstehend verwendet wird, bedeutet, dass ein Teil des Codes oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwenden eines einzigen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden können. Ferner können ein Teil des Codes oder der gesamte Code von mehreren Modulen durch einen einzigen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Begriff Gruppe, wie er vorstehend verwendet wird, bedeutet, dass ein Teil des Codes oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwenden einer Gruppe von Prozessoren ausgeführt werden können. Ferner können ein Teil des Codes oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwenden einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können durch ein oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme umfassen durch einen Prozessor ausführbare Befehle, die auf einem nicht flüchtigen, konkreten, maschinell lesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten umfassen. Nicht einschränkende Beispiele für das nicht flüchtige, konkrete, maschinell lesbare Medium sind ein permanenter Speicher, eine magnetische Speicherung und eine optische Speicherung.

Claims

Verfahren, umfassend: Umschalten einer umschaltbaren Wasserpumpe von ausgeschaltet zu eingeschaltet; und Diagnostizieren eines Fehlers in der umschaltbaren Wasserpumpe beruhend auf einer ersten Differenz zwischen einer Motormaterialtemperatur und einer Motorkühlmitteltemperatur, wenn die umschaltbare Pumpe von ausgeschaltet zu eingeschaltet umgeschaltet wird, wobei die Motorkühlmitteltemperatur eine Temperatur eines durch einen Motor umgewälzten Kühlmittels ist und die Motormaterialtemperatur eine Temperatur mindestens eines von einem Motorblock und einem Zylinderkopf ist.
Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin das Diagnostizieren des Fehlers in der umschaltbaren Wasserpumpe beruhend auf einer Abnahme der ersten Differenz während eines Zeitraums nach Umschalten der umschaltbaren Wasserpumpe von einem ausgeschalteten zu einem eingeschalteten Zustand umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, welches weiterhin das Ermitteln der Abnahme der ersten Differenz beruhend auf einer zweiten Differenz zwischen einem ersten Wert der ersten Differenz während eines ersten Teils des Zeitraums und einem zweiten Wert der ersten Differenz während eines zweiten Teils des Zeitraums umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, welches weiterhin das Diagnostizieren des Fehlers in der umschaltbaren Wasserpumpe umfasst, wenn die Abnahme der ersten Differenz kleiner als ein erster Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 4, welches weiterhin das Ermitteln des ersten Schwellenwerts beruhend auf einer Umgebungstemperatur umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, welches weiterhin das Diagnostizieren eines Fehlers des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand umfasst, wenn an einem Ende des Zeitraums die erste Differenz größer als ein zweiter Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 6, welches weiterhin das Beschränken der Drehmomentausgangsleistung des Motors umfasst, wenn der Fehler des Festsitzens im ausgeschalteten Zustand diagnostiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, welches weiterhin das Diagnostizieren eines Fehlers des Festsitzens im eingeschalteten Zustand umfasst, wenn an dem Ende des Zeitraums die erste Differenz kleiner oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin das Unterlassen des Diagnostizierens des Fehlers in der umschaltbaren Wasserpumpe umfasst, wenn die umschaltbare Wasserpumpe weniger als einen Zeitraum lang ausgeschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin das Ermitteln der ersten Differenz beruhend auf einem von einem Motorkühlmitteltemperatursensor und einem Motormaterialtemperatursensor erhaltenen Eingang umfasst.