DE102015113202B4

DE102015113202B4 - Verfahren zur diagnose einer störung in einem unterteilten kühlmittelventil

Info

Publication number: DE102015113202B4
Application number: DE102015113202.8A
Authority: DE
Inventors: Eugene V. Gonze; Vijay Ramappan; Yue-Ming Chen
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-08-13
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2019-08-01
Anticipated expiration: 2035-08-12
Also published as: US20160047292A1; US9540987B2; CN105370975B; CN105370975A; DE102015113202A1

Abstract

Verfahren, umfassend:Drehen eines Kühlmittelventils (160) in einer ersten Richtung (316) und in einer zweiten Richtung (320), die der ersten Richtung (316) entgegengesetzt ist, wobei das Kühlmittelventil (160) eine erste Ventilkammer (216), eine zweite Ventilkammer (220), eine Abteilung (302), die zwischen der ersten und zweiten Ventilkammer (216, 220) angeordnet ist, einen ersten Endanschlag (308), der an einer ersten Außenumfangsfläche (312) der ersten Ventilkammer (216) angeordnet ist, und einen zweiten Endanschlag (310) aufweist, der an einer zweiten Außenumfangsfläche (314) der zweiten Ventilkammer (220) angeordnet ist; undDiagnostizieren einer Störung in dem Kühlmittelventil (160) auf Grundlage einer gemessenen Position des Kühlmittelventils (160), wenn das Kühlmittelventil (160) in der ersten und zweiten Richtung (320) gedreht wird.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verbrennungsmotoren und insbesondere ein Verfahren zur Diagnose einer Störung in einem unterteilten Kühlmittelventil.
Zum besseren Verständnis der Erfindung sei an dieser Stelle als Hintergrundinformation auf die Druckschriften DE 10 2006 050 826 A1 , DE 11 2012 003 700 T5 , DE 10 2011 003 430 B3 und DE 199 60 190 A1 verwiesen.
HINTERGRUND
Ein Verbrennungsmotor verbrennt Luft und Kraftstoff in Zylindern, um Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Die Verbrennung von Luft und Kraftstoff erzeugt auch Wärme und Abgas. Abgas, das von einem Motor erzeugt wird, strömt durch ein Abgassystem, bevor es an die Atmosphäre ausgestoßen wird.
Eine übermäßige Erwärmung kann die Lebensdauer des Motors, von Motorkomponenten und/oder anderen Komponenten eines Fahrzeugs verkürzen. Somit weisen Fahrzeuge, die einen Verbrennungsmotor aufweisen, typischerweise einen Kühler auf, der mit Kühlmittelkanälen in dem Motor verbunden ist. Motorkühlmittel zirkuliert durch die Kühlmittelkanäle und den Kühler. Das Motorkühlmittel absorbiert Wärme von dem Motor und führt die Wärme zu dem Kühler. Der Kühler überträgt Wärme von dem Motorkühlmittel an die durch den Kühler gelangende Luft.
Das gekühlte Motorkühlmittel, das den Kühler verlässt, wird zurück an den Motor zirkuliert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich in einem unterteilten Kühlmittelventil eine Störung diagnostizieren lässt.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere Bereiche der Anwendbarkeit der vorliegenden Offenbarung gehen aus der ausführlichen Beschreibung, aus den Ansprüchen und aus den Zeichnungen hervor. Die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele sind nur zu Veranschaulichungszwecken bestimmt.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird umfassender verständlich aus der ausführlichen Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, in denen:

1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaftes Fahrzeugsystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein beispielhaftes Diagramm ist, das eine Kühlmittelströmung zu und von einem Kühlmittelventil für verschiedene Positionen des Kühlmittelventils zeigt;
3 eine Schnittansicht eines unterteilten Kühlmittelventils gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung ist;
4 eine Seitenansicht des unterteilten Kühlmittelventils von 3 ist;
5A und 5B Vorderansichten des unterteilten Kühlmittelventils von 3 in zwei verschiedenen Positionen sind;
6 ein Funktionsblockschaubild eines beispielhaften Motorsteuersystems gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung ist; und
7 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zur Diagnose einer Störung in einem unterteilten Kühlmittelventil gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Offenbarung zeigt.

In den Zeichnungen können Bezugszeichen wiederverwendet sein, um ähnliche und/oder gleiche Elemente zu identifizieren.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Herkömmlich werden mehrere Kühlmittelventile verwendet, um eine Kühlmittelströmung in einem Motorsystem zu steuern. Beispielsweise kann ein Kühlmittelventil verwendet werden, um eine Kühlmittelströmung zwischen einem Motor und einem Kühler zu steuern, und ein anderes Kühlmittelventil kann verwendet werden, um eine Kühlmittelströmung zwischen einem Getriebe-Wärmetauscher und einer Kühlmittelpumpe zu steuern. Jedes Kühlmittelventil kann ein Gehäuse und eine Kamer mit einem einzelnen Eingang und einem einzelnen Ausgang aufweisen, und die Kammer kann in dem Gehäuse gedreht werden, um eine Strömung durch den Eingang zu blockieren oder zuzulassen.
In letzter Zeit sind Kühlmittelventile mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen entwickelt worden, um eine Kühlmittelströmung in einem Motorsystem zu steuern. Ein einzelnes Ventil mit mehreren Eingängen und mehreren Auslässen ist typischerweise kostengünstiger als mehrere Ventile. Ein Ventil mit mehreren Eingängen und mehreren Auslässen kann gedreht werden, um eine Kühlmittelströmung in und aus dem Ventil einzustellen.
Ein unterteiltes Kühlmittelventil stellt einen Typ von einem Ventil mit mehreren Eingängen und mehreren Auslässen dar. Ein unterteiltes Kühlmittelventil weist zwei oder mehrere Ventilkammern auf, die durch eine Abteilung getrennt sind und die an einer gemeinsamen Welle befestigt sind und daran gedreht werden. Die Ventilkammern können separate Eingänge und separate Ausgänge aufweisen, um eine Kühlmittelströmung zu verschiedenen Vorrichtungen in Fluidkommunikation mit dem unterteilten Kühlmittelventil zu steuern.
Ein unterteiltes Kühlmittelventil kann auf Grundlage einer gemessenen Position des Kühlmittelventils gesteuert werden. Die Position des Kühlmittelventils kann durch Detektion der Position des Schaftes in dem Kühlmittelventil gemessen werden. In einigen Fällen können die Ventilkammern von dem Schaft getrennt sein. Wenn jedoch die Ventilposition durch Detektion der Position des Schaftes gemessen wird, kann die gemessene Ventilposition keinen Abstand zwischen den Ventilkammern und dem Schaft während einer normalen Betätigung des Kühlmittelventils angeben.
Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung diagnostiziert Störungen in einem unterteilten Kühlmittelventil, wie einer Ventilkammer des Kühlmittelventils, die von einem Schaft des Kühlmittelventils getrennt ist, auf Grundlage einer gemessenen Position des Kühlmittelventils. Bei einem Beispiel weist das Kühlmittelventil eine erste und zweite Kammer, die an einem gemeinsamen Schaft befestigt sind, sowie einen ersten und zweiten Endanschlag auf, die an Außenumfangsflächen der ersten bzw. zweiten Kammer angeordnet sind. Das Verfahren bestimmt, dass die erste Kammer von dem Schaft getrennt ist, wenn die gemessene VentilPosition angibt, dass das Kühlmittelventil an dem Kontaktpunkt zwischen dem ersten Endanschlag und einer ersten Anschlagfläche an einem Gehäuse des Kühlmittelventils vorbei gedreht ist. Das Verfahren bestimmt, dass die zweite Kammer von dem Schaft getrennt ist, wenn die gemessene Ventilposition angibt, dass das Kühlmittelventil an dem Kontaktpunkt zwischen dem zweiten Endanschlag und einer zweiten Anschlagfläche an einem Gehäuse vorbei gedreht ist.
Nun unter Bezugnahme auf 1 weist ein beispielhaftes Fahrzeugsystem 100 einen Motor 104 auf. Der Motor 104 verbrennt ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in Zylindern, um Antriebsmoment zu erzeugen. Ein integrierter Abgaskrümmer (IEM) 106 empfängt Abgas, das von den Zylindern ausgegeben wird, und ist in einen Abschnitt des Motors 104 integriert, wie einen Kopfabschnitt des Motors 104.
Der Motor 104 gibt Drehmoment an ein Getriebe 108 ab. Das Getriebe 108 überträgt Drehmoment an ein oder mehrere Reeder eines Fahrzeugs über einen Endantrieb (nicht gezeigt). Ein Motorsteuermodul (ECM) 112 kann einen oder mehrere Motoraktoren steuern, um den Drehmomentausgang des Motors 104 zu regulieren.
Eine Motorölpumpe 116 zirkuliert Motoröl durch den Motor 104 und einen ersten Wärmetauscher 120. Der erste Wärmetauscher 120 kann als ein (Motor-) Ölkühler oder als ein Ölwärmetauscher (HEX) bezeichnet werden. Wenn das Motoröl kalt ist, kann der erste Wärmetauscher 120 Wärme an das Motoröl in dem ersten Wärmetauscher 120 von Kühlmittel, das durch den ersten Wärmetauscher 120 strömt, übertragen. Wenn das Motoröl warm ist, kann der erste Wärmetauscher 120 Wärme von dem Motoröl auf Kühlmittel, das durch den ersten Wärmetauscher 120 strömt, und/oder auf Luft übertragen, die durch den ersten Wärmetauscher 120 gelangt.
Eine Getriebefluidpumpe 124 zirkuliert Getriebefluid durch das Getriebe 108 und einen zweiten Wärmetauscher 128. Der zweite Wärmetauscher 128 kann als ein Getriebekühler oder als ein Getriebewärmetauscher bezeichnet werden. Wenn das Getriebefluid kalt ist, kann der zweite Wärmetauscher 128 Wärme auf Getriebefluid in dem zweiten Wärmetauscher 128 von Kühlmittel, das durch den zweiten Wärmetauscher 128 strömt, übertragen. Wenn das Getriebefluid kalt ist, kann der zweite Wärmetauscher 128 Wärme von dem Getriebefluid auf Kühlmittel, das durch den zweiten Wärmetauscher 128 strömt, und/oder auf Luft übertragen, die durch den zweiten Wärmetauscher 128 gelangt.
Der Motor 104 weist eine Mehrzahl von Kanälen auf, durch die Motor Kühlmittel („Kühlmittel“) strömen kann. Beispielsweise kann der Motor 104 einen oder mehrere Kanäle durch den Kopfabschnitt des Motors 104, einen oder mehrere Kanäle durch einen Blockabschnitt des Motors 104 und/oder einen oder mehrere Kanäle durch das IEM 106 aufweisen. Der Motor 104 kann auch einen oder mehrere andere geeignete Kühlmittelkanäle aufweisen.
Wenn eine Kühlmittelpumpe 132 eingeschaltet ist, pumpt die Kühlmittelpumpe 132 Kühlmittel an verschiedene Kanäle. Während die Kühlmittelpumpe 132 als eine elektrische Kühlmittelpumpe gezeigt und diskutiert ist, kann die Kühlmittelpumpe 132 alternativ mechanisch angetrieben sein (z.B. durch den Motor 104), oder kann ein anderer geeigneter Typ von Kühlmittelpumpe mit variablem Ausgang sein.
Ein Blockventil (BV) 138 kann die Kühlmittelströmung aus (und daher durch) den Blockabschnitt des Motors 104 regulieren. Ein Heizerventil 144 kann die Kühlmittelströmung zu (und daher durch) einen dritten Wärmetauscher 148 regulieren. Der dritte Wärmetauscher 148 kann auch als ein Heizerkern bezeichnet werden. Luft kann beispielsweise an dem dritten Wärmetauscher 148 vorbei zirkuliert werden, um eine Fahrgastkabine des Fahrzeugs zu erwärmen.
Kühlmittel, das aus dem Motor 104 ausgegeben wird, strömt auch zu einem vierten Wärmetauscher 152. Der vierte Wärmetauscher 152 kann als ein Kühler bezeichnet werden. Der vierte Wärmetauscher 152 überträgt Wärme an Luft, die durch den vierten Wärmetauscher 152 gelangt. Ein Kühlgebläse (nicht gezeigt) kann implementiert sein, um eine Luftströmung zu erhöhen, die durch den vierten Wärmetauscher 152 gelangt.
Verschiedene Typen von Motoren können einen oder mehrere Turbolader aufweisen, wie den Turbolader 156. Kühlmittel kann beispielsweise durch einen Abschnitt des Turboladers 156 zirkuliert werden, um den Turbolader 156 zu kühlen.
Ein Kühlmittelventil 160 kann ein Ventil mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen oder ein oder mehrere andere geeignete Ventile aufweisen. Bei verschiedenen Implementierungen kann das Kühlmittelventil 160 unterteilt sein und zwei oder mehr separate Ventilkammern aufweisen. 2 zeigt eine Kühlmittelströmung zu und von einem Beispiel des Kühlmittelventils 160, wobei das Kühlmittelventil 160 zwei Ventilkammern aufweist. Obwohl 2 das Kühlmittelventil 160 mit zwei Ventilkammern zeigt, kann das Kühlmittelventil 160 mehr als zwei Ventilkammern aufweisen. Das ECM 112 steuert eine Betätigung des Kühlmittelventils 160.
Nun bezugnehmend auf die 1 und 2 kann das Kühlmittelventil 160 zwischen 2 Endpositionen 204 und 208 gedreht werden. Obwohl das Kühlmittelventil 160 kugelförmig oder zylindrisch sein kann, zeigt 2 das Kühlmittelventil 160 nur zu Veranschaulichungszwecken flach. Da das Kühlmittelventil 160 auf diese Weise gezeigt ist, erscheint die Endposition 204 in 2 doppelt, obwohl die Endposition 204 tatsächlich eine einzelne Drehposition des Kühlmittelventils 160 ist. Die Endposition 204, die auf der linken Seite von 2 gezeigt ist, entspricht einer Ventilposition von 0 Grad. Die Endposition 204, die auf der rechten Seite von 2 gezeigt ist, entspricht einer Ventilposition von 360 Grad.
Wenn das Kühlmittelventil 160 zwischen der Endposition 204 und einer ersten Position 212 positioniert ist, wird eine Kühlmittelströmung in eine erste Kammer 216 blockiert, und eine Kühlmittelströmung in eine zweite Kammer 220 wird blockiert. Das Kühlmittelventil 160 gibt Kühlmittel von der ersten Kammer 216 an den ersten Wärmetauscher 120 und den zweiten Wärmetauscher 128 aus, wie durch 226 angegeben ist. Das Kühlmittelventil 160 gibt Kühlmittel von der zweiten Kammer 220 an die Kühlmittelpumpe 132 aus, wie durch 227 angegeben ist.
Wenn das Kühlmittelventil 160 zwischen der ersten Position 212 und der zweiten Position 224 positioniert ist, wird eine Kühlmittelströmung in die erste Kammer 216 blockiert, und ein Kühlmittel, das von dem Motor 104 ausgegeben wird, strömt in die zweite Kammer 220 über einen ersten Kühlmittelpfad 164. Eine Kühlmittelströmung in die zweite Kammer 220 von dem vierten Wärmetauscher 152 wird jedoch blockiert. Das ECM 112 kann das Kühlmittelventil 160 beispielsweise zwischen der ersten und zweiten Position 212 und 224 betätigen, um das Motoröl zu erwärmen.
Wenn das Kühlmittelventil 160 zwischen der zweiten Position 224 und einer dritten Position 228 positioniert ist, strömt Kühlmittel, das von dem IEM 106 über einen zweiten Kühlmittelpfad 168 ausgegeben wird, in die erste Kammer 216, Kühlmittel, das von dem Motor 104 ausgegeben wird, strömt in die zweite Kammer 220 über den ersten Kühlmittelpfad 164, und eine Kühlmittelströmung in die zweite Kammer 220 von dem vierten Wärmetauscher 152 wird blockiert. Das ECM 112 kann das Kühlmittelventil 160 beispielsweise zwischen der zweiten und dritten Position 224 und 228 betätigen, um das Motoröl und das Getriebefluid zu erwärmen.
Wenn das Kühlmittelventil 160 zwischen der dritten Position 228 und einer vierten Position 232 positioniert ist, strömt Kühlmittel, das von dem IEM 106 über den zweiten Kühlmittelpfad 168 ausgegeben wird, in die erste Kammer 216, Kühlmittel, das von dem Motor 104 ausgegeben wird, strömt in die zweite Kammer 220 über den ersten Kühlmittelpfad 164, und Kühlmittel, das von dem vierten Wärmetauscher 152 ausgegeben wird, strömt in die zweite Kammer 220. Eine Kühlmittelströmung in die erste Kammer 216 von der Kühlmittelpumpe 132 über einen dritten Kühlmittelpfad 172 wird blockiert, wenn sich das Kühlmittelventil 160 zwischen der Endposition 204 und der vierten Position 232 befindet. Das ECM 112 kann das Kühlmittelventil 160 beispielsweise zwischen der dritten und vierten Position 228 und 232 betätigen, um das Motoröl und das Getriebefluid zu erwärmen.
Wenn das Kühlmittelventil 160 zwischen der vierten Position 232 und einer fünften Position 236 positioniert ist, strömt Kühlmittel, das von der Kühlmittelpumpe 132 ausgegeben wird, in die erste Kammer 216 über den dritten Kühlmittelpfad 172, eine Kühlmittelströmung in die zweite Kammer 220 über den ersten Kühlmittelpfad 164 wird blockiert, und Kühlmittel, das von dem vierten Wärmetauscher 152 ausgegeben wird, strömt in die zweite Kammer 220. Wenn das Kühlmittelventil 160 zwischen der fünften Position 236 und einer sechsten Position 240 positioniert ist, strömt Kühlmittel, das von der Kühlmittelpumpe 240 ausgegeben wird, in die erste Kammer 216 über den dritten Kühlmittelpfad 172, Kühlmittel, das von dem Motor 104 ausgegeben wird, strömt in die zweite Kammer 220 über den ersten Kühlmittelpfad 164, und Kühlmittel, das von dem vierten Wärmetauscher 152 ausgegeben wird, strömt in die zweite Kammer 220.
Wenn das Kühlmittelventil 160 zwischen der sechsten Position 240 und einer siebten Position 244 positioniert ist, strömt Kühlmittel, das von der Kühlmittelpumpe 132 ausgegeben wird, in die erste Kammer 216 über den dritten Kühlmittelpfad 172, Kühlmittel, das von dem Motor 104 ausgegeben wird, strömt in die zweite Kammer 220 über den ersten Kühlmittelpfad 164, und eine Kühlmittelströmung aus dem vierten Wärmetauscher 152 in die zweite Kammer 220 wird blockiert.
Eine Kühlmittelströmung in die erste Kammer 216 von dem IEM 106 über den zweiten Kühlmittelpfad 168 wird blockiert, wenn sich das Kühlmittelventil 160 zwischen der vierten Position 232 und der siebten Position 244 befindet. Das ECM 112 kann das Kühlmittelventil 160 beispielsweise zwischen der vierten und siebten Position 232 und 244 betätigen, um das Motoröl und das Getriebefluid zu kühlen. Eine Kühlmittelströmung in die erste und zweite Kammer 216 und 220 wird blockiert, wenn das Kühlmittelventil 160 zwischen der siebten Position 244 und der Endposition 208 positioniert ist. Das ECM 112 kann versuchen, das Kühlmittelventil 160 zu einer Position innerhalb eines vorbestimmten Bereiches 246 , der beispielsweise zwischen der Endposition 208 und der Endposition 204 definiert ist, zur Ausführung einer oder mehrerer Diagnosebetriebsabläufe zu betätigen.
Nun bezugnehmend auf die Fig, 3, 4, 5A und 5B weist ein Beispiel des Kühlmittelventils 160 die erste Kammer 216, die zweite Kammer 220, eine Abteilung 302, die zwischen der ersten und zweiten Kammer 216 und 220 angeordnet ist und diese trennt, einen Schaft 304 und ein Gehäuse 306 auf. Die erste und zweite Kammer 216 und 220 sind beide an dem Schaft 304 befestigt und drehen mit diesem. Somit kann das ECM 112 den Schaft 304 drehen, um die erste und zweite Kammer 216 und 220 zu drehen und dadurch eine Kühlmittelströmung in und aus der ersten und zweiten Kammer 216 und 220 zu steuern.
Das Kühlmittelventil 160 weist ferner einen ersten Endanschlag 308 und einen zweiten Endanschlag 310 auf. Wie in 4 gezeigt ist, kann der erste Endanschlag 308 an einer Außenumfangsfläche 312 der ersten Kammer 216 angeordnet sein, und der zweite Endanschlag 310 kann an einer Außenumfangsfläche 314 der zweiten Kammer 220 angeordnet sein. Alternativ dazu kann der erste Endanschlag 308 an der Außenumfangsfläche 314 der zweiten Kammer 220 angeordnet sein, und der zweite Endanschlag 310 kann an der Außenumfangsfläche 312 der ersten Kammer 216 angeordnet sein.
Das ECM 112 kann das Kühlmittelventil 160 in einer ersten Richtung 316 drehen, bis der erste Endanschlag308 mit einer ersten Anschlagfläche 318 an dem Gehäuse 306 in Kontakt tritt, wie in den 3 und 5A gezeigt ist. Der Kontakt zwischen dem ersten Endanschlag 308 und der ersten Anschlagfläche 318 kann eine Drehung des Kühlmittelventils 160 in der ersten Richtung 316 verhindern. Das ECM 112 kann das Kühlwasserventil 160 in einer zweiten Richtung 320 drehen, bis der zweite Endanschlag 310 mit einer zweiten Anschlagfläche 322 an dem Gehäuse 306 in Kontakt tritt, wie in 5B gezeigt ist. Der Kontakt zwischen dem ersten Endanschlag 310 und der ersten Anschlagfläche 322 kann eine weitere Drehung des Kühlmittelventils 160 in der zweiten Richtung 320 verhindern.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 2 kann das Kühlmittelventil 160 in der Endposition 204 sein, wenn der erste Endanschlag 308 mit der ersten Anschlagfläche 318 an dem Gehäuse 306 in Kontakt tritt. Zusätzlich kann das Kühlmittelventil 160 in der Endposition 208 sein, wenn der zweite Endanschlag 310 mit der zweiten Anschlagfläche 322 an dem Gehäuse 306 in Kontakt steht. Somit kann der vorbestimmte Bereich 246, der zwischen den Endpositionen 204 und 208 definiert ist, einem Bereich 324 zwischen dem ersten und zweiten Endanschlag 308 und 310 entsprechen. Ferner kann ein Kontakt zwischen dem ersten und zweiten Endanschlag 308 und 310 und der ersten und zweiten Anschlagfläche 318 bzw. 322 verhindern, dass das Kühlmittelventil 160 zu einer Position innerhalb des vorgegebenen Bereichs 246 gedreht wird.
Zurück Bezug nehmend auf 1 misst ein Kühlmitteleintrittstemperatursensor 180 eine Temperatur des Kühlmittels, das dem Motor 104 zugeführt wird. Ein Kühlmittelaustrittstemperatursensor 184 misst eine Temperatur von Kühlmittel, das von dem Motor 104 ausgegeben wird. Ein IEM-Kühlmitteltemperatursensor 188 misst eine Temperatur von Kühlmittel, das von dem IEM 106 ausgegeben wird. Ein Kühlmittelventilpositionssensor 190 misst eine Position des Kühlmittelventils 160. Es können ein oder mehrere andere Sensoren 192 implementiert sein, wie beispielsweise ein Öltemperatursensor, ein Getriebefluidtemperatursensor, ein oder mehrere Motor- (beispielsweise Block- und / oder Kopf-) Temperatursensoren, ein Kühleraustrittstemperatursensor, ein Kurbelwellenpositionssensor, ein Luftmassendurchfluss- (MAF-) Sensor, ein Krümmerabsolutdruck- (MAP-) Sensor und / oder ein oder mehrere andere geeignete Fahrzeugsensoren. Es können auch ein oder mehrere andere Wärmetauscher implementiert sein, um ein Kühlen und/oder Erwärmen von Fahrzeugfluid(en) und oder Komponenten zu unterstützen.
Ein Ausgang der Kühlmittelpumpe 132 variiert, wenn der Druck von Kühlmittel, das der Kühlmittelpumpe 132 zugeführt wird, variiert. Beispielsweise steigt bei einer gegebenen Drehzahl der Kühlmittelpumpe 132 der Ausgang der Kühlmittelpumpe 132, wenn der Druck von Kühlmittel, dass der Kühlmittelpumpe 132 zugeführt wird, zunimmt, und umgekehrt. Die Position des Kühlmittelventils 160 variiert den Druck von Kühlmittel, das der Kühlmittelpumpe 132 zugeführt wird. Das ECM 112 kann die Drehzahl der Kühlmittelpumpe 132 auf Grundlage der Position des Kühlmittelventils 160 steuern, um den Ausgang der Kühlmittelpumpe 132 genauer zu steuern.
Das ECM 112 diagnostiziert Störungen in dem Kühlmittelventil 160 auf Grundlage der Kühlmittel Ventilposition, die von dem Kühlmittelventilpositionssensor 190 gemessen ist. Beispielsweise kann erneut bezugnehmend auf die 2, 5A und 5B das ECM 112 versuchen, dass Kühlmittelventil 160 zu einer Position innerhalb des vorbestimmten Bereiches 246 zu drehen und eine Störung in dem Kühlmittelventil 160 zu diagnostizieren, wenn die gemessene Ventilposition innerhalb des vorbestimmten Bereiches 246 liegt. Das ECM 112 kann einen Diagnose-Störungscode (DTC) setzen und / oder eine Wartungsanzeige 194 aktivieren, wenn eine Störung in dem Kühlmittelventil 160 diagnostiziert wird. Im aktivierten Zustand gibt der Wartungsanzeiger 194 unter Verwendung einer visuellen Nachricht (z.B. Text, ein Licht und/oder ein Symbol), einer hörbaren Nachricht (z.B. Klang) und/oder einer taktilen Nachricht (z.B. Vibration) an, dass eine Wartung erforderlich ist.
Nun Bezug nehmend auf 6 weist ein Beispiel des ECM 112 ein Ventilsteuermodul 602, ein Ventildiagnosemodul 604 und ein Pumpensteuermodul 606 auf. Das Ventilsteuermodul 602 steuert die Position des Kühlmittelventils 160 durch Erzeugen eines Signals 608 für das Kühlmittelventil (CV). Beispielsweise kann das CV-Signal 608 ein Spannungssignal sein, und das Ventilsteuermodul 602 kann die Position des Kühlmittelventils 160 durch Einstellen der Größe und/oder Polarität des CV-Signals 608 steuern.
Das Ventilsteuermodul 602 kann die Position des Kühlmittelventils 160 auf Grundlage der Kühlmittelventilposition, die von dem Kühlmittelventilpositionssensor 190 gemessen wird, und einer Soll-Ventilposition einstellen. Beispielsweise kann das Ventilsteuermodul 602 die Position des Kühlmittelventils 160 einstellen, um eine Differenz zwischen der gemessenen Ventilposition und der Sollventilposition zu minimieren. Das Ventilsteuermodul 602 kann die Sollventilposition einstellen, um eine Kühlmittelströmung in und aus der ersten und zweiten Kammer 216 und 220 einzustellen, wie oben mit Bezug auf 2 diskutiert ist.
Das Ventildiagnosemodul 604 diagnostiziert Störungen in dem Kühlmittelventil 160 auf Grundlage der Kühlmittelventilposition, die von dem Kühlmittelventilpositionssensor 190 gemessen ist, da das Ventilsteuermodul 602 die Position des Kühlmittelventils 160 einstellt. Beispielsweise kann das Ventildiagnosemodul 604 das Ventilsteuermodul 602 anweisen, das Kühlmittelventil 160 auf eine gewünschte Weise zu drehen. Anschließend kann, wenn das Ventilsteuermodul 602 das Kühlmittelventil in der gewünschten Weise dreht, das Ventildiagnosemodul 604 Störungen in dem Kühlmittelventil 160 auf Grundlage der gemessenen Ventilposition diagnostizieren. Das Ventildiagnosemodul 604 kann eine Diagnose an dem Kühlmittelventil 160 auf diese Weise ausführen, wenn der Motor 104 anfänglich gestartet wird (z.B. unmittelbar nach dem Einschalten) und/oder wenn der Motor 104 ausgeschaltet ist (z.B. unmittelbar nach dem Ausschalten oder einem automatischen Stopp).
Das Ventildiagnosemodul 604 kann eine erste Störung, die der ersten Kammer 216 des Kühlmittelventils 160 zugeordnet ist, dadurch diagnostizieren, dass das Ventilsteuermodul 602 angewiesen wird, das Kühlmittelventil 160 in der ersten Richtung 316 zu drehen. Seinerseits kann das Ventilsteuermodul 602 das Kühlmittelventil 160 in der ersten Richtung 316 mit einer ersten Geschwindigkeit drehen. Die erste Geschwindigkeit kann eine vorbestimmte Geschwindigkeit (z.B. 180 Grad pro Sekunde) und/oder eine maximale Geschwindigkeit des Kühlmittelventils 160 sein.
Wenn die gemessene Ventilposition in einem ersten Bereich der Endposition 204 liegt, kann das Ventilsteuermodul 602 die Geschwindigkeit des Kühlmittelventils 160 auf eine zweite Geschwindigkeit vermindern, während ein Drehen des Kühlmittelventils 160 in der ersten Richtung 316 fortgesetzt wird. Der erste Bereich kann vorbestimmt sein, und der erste Endanschlag 308 an der ersten Kammer 216 kann nahe an der ersten Anschlagfläche 318 an dem Gehäuse 306 liegen, wenn die gemessene Ventilposition in dem ersten Bereich der Endposition 204 liegt. Die zweite Geschwindigkeit kann eine vorbestimmte Geschwindigkeit (z.B. 30 Grad pro Sekunde) sein und kann kleiner als die erste Geschwindigkeit sein. Das Ventilsteuermodul 602 kann die Geschwindigkeit des Kühlmittelventils 160 auf die zweite Geschwindigkeit vermindern, wenn der erste Endanschlag 308 nahe der ersten Anschlagfläche 318 liegt, um ein Trennen des ersten Endanschlags 308 von der ersten Kammer 216 zu vermeiden.
Das Ventildiagnosemodul 604 kann die erste Störung diagnostizieren, wenn die gemessene Ventilposition angibt, dass das Kühlmittelventil 160 an der Endposition 204 vorbeigedreht ist (d.h. an dem Kontaktpunkt zwischen dem ersten Endanschlag 308 und der ersten Anschlagfläche 318 vorbei). Beispielsweise kann das Ventildiagnosemodul 604 bestimmen, dass die erste Kammer 216 von dem Schaft 304 getrennt ist und/oder dass der erste Endanschlag 308 von der ersten Kammer 216 getrennt ist. Das Ventildiagnosemodul 604 kann einen ersten DTC setzen und/oder den Wartungsanzeiger 194 aktivieren, wenn die erste Störung diagnostiziert ist.
Zusätzlich kann das Ventildiagnosemodul 604 das Pumpensteuermodul 606 anweisen, die Kapazität der Kühlmittelpumpe 132 zu erhöhen, wenn die erste Störung diagnostiziert ist. Das Pumpensteuermodul 606 kann die Kapazität der Kühlmittelpumpe 132 durch Erzeugen eines Kühlmittelpumpen-(CP)-Signals 610 einstellen. Beispielsweise kann das CP-Signal 610 ein Spannungssignal sein, und das Pumpensteuermodul 606 kann die Kapazität der Kühlmittelpumpe 132 durch Einstellen der Größe und/oder Polarität des CP-Signals 610 einstellen.
Das Ventildiagnosemodul 604 kann eine zweite Störung, die der zweiten Kammer 220 des Kühlmittelventils 160 zugeordnet ist, dadurch diagnostizieren, dass das Ventilsteuermodul 602 angewiesen wird, das Kühlmittelventil 160 in der zweiten Richtung 320 zu drehen. Seinerseits kann das Ventilsteuermodul 602 das Kühlmittelventil 160 in der zweiten Richtung 320 mit der ersten Geschwindigkeit drehen.
Wenn die gemessene Ventilposition in dem ersten Bereich der Endposition 208 liegt, kann das Ventilsteuermodul 602 die Geschwindigkeit des Kühlmittelventils 160 auf die zweite Geschwindigkeit verringern, während eine Drehung des Kühlmittelventils 160 in der zweiten Richtung 320 fortgesetzt wird. Der zweite Endanschlag 310 an der zweiten Kammer 220 kann nahe der zweiten Anschlagfläche 322 an dem Gehäuse 306 liegen, wenn die gemessene Ventilposition innerhalb des ersten Bereiches der Endposition 208 liegt. Das Ventilsteuermodul 602 kann die Geschwindigkeit des Kühlmittelventils 160 auf die zweite Geschwindigkeit vermindern, wenn der zweite Endanschlag 310 nahe der zweiten Anschlagfläche 322 liegt, um ein Trennen des zweiten Endanschlags 310 von der zweiten Kammer 220 zu vermeiden.
Das Ventildiagnosemodul 604 kann die zweite Störung diagnostizieren, wenn die gemessene Ventilposition angibt, dass das Kühlmittelventil 160 an der Endposition 208 vorbeigedreht ist (d.h. an dem Kontaktpunkt zwischen dem zweiten Endanschlag 310 und der zweiten Anschlagfläche 322 vorbei). Beispielsweise kann das Ventildiagnosemodul 604 bestimmen, dass die zweite Kammer 220 von dem Schaft 304 getrennt ist und/oder dass der zweite Endanschlag 310 von der zweiten Kammer 220 getrennt ist. Das Ventildiagnosemodul 604 kann einen zweiten DTC setzen und/oder die Wartungsanzeige 194 aktivieren, wenn die zweite Störung diagnostiziert ist. Zusätzlich kann das Ventildiagnosemodul 604 das Pumpensteuermodul 606 anweisen, die Kapazität der Kühlmittelpumpe 132 zu erhöhen, wenn die zweite Störung diagnostiziert wird.
Nun Bezug nehmend auf 7 beginnt ein beispielhaftes Verfahren zum Diagnostizieren von Störungen in einem unterteilten Kühlmittelventil bei 702. Das Kühlmittelventil kann ein Ventil mit mehreren Eingängen und mehreren Ausgängen aufweisen und kann drehbar sein, um eine Kühlmittelströmung in und aus dem Kühlmittelventil zu steuern. Das Kühlmittelventil kann eine erste Kammer, eine zweite Kammer und eine Abteilung aufweisen, die zwischen der ersten und zweiten Kammer angeordnet ist und diese trennt. Die erste und zweite Kammer können an einer gemeinsamen Welle fixiert sein und mit dieser drehen. Ein erster Endanschlag kann an einer Außenumfangsfläche der ersten Kammer angeordnet sein, und ein zweiter Endanschlag kann an einer Außenumfangsfläche der zweiten Kammer angeordnet sein.
Bei 704 dreht das Verfahren das Kühlmittelventil in einer ersten Richtung mit einer ersten Geschwindigkeit. Die erste Geschwindigkeit kann eine vorbestimmte Geschwindigkeit (z.B. 180 Grad pro Sekunde) sein und kann eine maximale Geschwindigkeit des Kühlmittelventils sein. Wenn das Kühlmittelventil in der ersten Richtung gedreht wird, nähert sich das Kühlmittelventil einer ersten Position an, in der der erste Endanschlag an der ersten Kammer mit einer ersten Anschlagfläche an einem Gehäuse des Kühlmittelventils in Kontakt tritt.
Bei 706 bestimmt das Verfahren, ob eine gemessene Position des Kühlmittelventils innerhalb eines ersten Bereiches der ersten Position liegt. Wenn die gemessene Ventilposition innerhalb des ersten Bereiches der ersten Position liegt, fährt das Verfahren mit 708 fort und verringert die Geschwindigkeit des Kühlmittelventils auf eine zweite Geschwindigkeit, während eine Drehung des Kühlmittelventils in der ersten Richtung fortgesetzt wird. Ansonsten setzt das Verfahren eine Drehung des Kühlmittelventils in der ersten Richtung mit der ersten Geschwindigkeit fort. Die zweite Geschwindigkeit kann eine vorbestimmte Geschwindigkeit (z.B. 30 Grad pro Sekunde) sein und kann kleiner als die erste Geschwindigkeit sein.
Bei 710 bestimmt das Verfahren, ob die gemessene Ventilposition angibt, dass das Kühlmittelventil vor einer Drehung an der ersten Position vorbei eine Drehung gestoppt hat. Mit anderen Worten bestimmt das Verfahren, ob das Kühlmittelventil eine Drehung unterbrochen hat, wenn die gemessene Ventilposition angibt, dass der erste Endanschlag an der ersten Kammer mit der ersten Anschlagfläche an dem Gehäuse in Kontakt getreten ist. Wenn die gemessene Ventilposition angibt, dass das Kühlmittelventil vor einer Drehung an der ersten Position vorbei eine Drehung gestoppt hat, fährt das Verfahren direkt mit 712 fort. Ansonsten fährt das Verfahren mit 714 fort und diagnostiziert eine Störung, die der ersten Kammer zugeordnet ist. Beispielsweise kann das Verfahren bestimmen, dass die erste Kammer von dem Schaft getrennt ist und/oder dass der erste Endanschlag von der ersten Kammer getrennt ist. Das Verfahren kann dann mit 712 fortfahren.
Bei 712 dreht das Verfahren das Kühlmittelventil in einer zweiten Richtung mit der ersten Geschwindigkeit. Die zweite Richtung kann der ersten Richtung entgegengesetzt sein. Wenn das Kühlmittelventil in der zweiten Richtung gedreht wird, nähert sich das Kühlmittelventil einer zweiten Position an, in der der zweite Endanschlag an der zweiten Kammer mit einer zweiten Anschlagfläche an dem Gehäuse des Kühlmittelventils in Kontakt tritt.
Bei 716 bestimmt das Verfahren, ob die gemessene Ventilposition innerhalb des ersten Bereiches der zweiten Position liegt. Wenn die gemessene Ventilposition innerhalb des ersten Bereiches der zweiten Position liegt, fährt das Verfahren mit 718 fort und vermindert die Geschwindigkeit des Kühlmittelventils auf die zweite Geschwindigkeit, während eine Drehung des Kühlmittelventils in der zweiten Richtung fortgesetzt wird. Ansonsten fährt das Verfahren mit einer Drehung des Kühlmittelventils in der zweiten Richtung mit der ersten Geschwindigkeit fort.
Bei 720 bestimmt das Verfahren, ob die gemessene Ventilposition angibt, dass das Kühlmittelventil vor einer Drehung vorbei an der zweiten Position eine Drehung gestoppt hat. Mit anderen Worten bestimmt das Verfahren, ob das Kühlmittelventil eine Drehung unterbrochen hat, während die gemessene Ventilposition angibt, dass der zweite Endanschlag an der zweiten Kammer mit der zweiten Anschlagfläche an dem Gehäuse in Kontakt steht. Wenn die gemessene Ventilposition angibt, dass das Kühlmittelventil vor einer Drehung an der zweiten Position vorbei seine Drehung gestoppt hat, fährt das Verfahren direkt mit 722 fort und endet. Ansonsten fährt vor einer Fortsetzung mit 722 das Verfahren mit 724 fort und diagnostiziert eine Störung, die der zweiten Kammer zugeordnet ist. Beispielsweise kann das Verfahren bestimmen, dass die zweite Kammer von dem Schaft getrennt ist und/oder dass der zweite Endanschlag von der zweiten Kammer getrennt ist.
Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Obgleich diese Offenbarung bestimmte Beispiele enthält, soll der wahre Umfang der Offenbarung somit nicht darauf beschränkt sein, da andere Änderungen beim Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche hervorgehen. Wie die Formulierung wenigstens eines von A, B und C hier verwendet ist, soll sie ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht ausschließenden logischen ODER bedeuten. Selbstverständlich können einer oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in einer anderen Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern.
In dieser Anmeldung einschließlich in den folgenden Definitionen kann der Begriff Modul durch den Begriff Schaltung ersetzt sein. Der Begriff Modul kann sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung; eine Kombinationslogikschaltung; ein feldprogrammierbare logische Anordnung (FPGA); auf einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der Code ausführt; auf Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der durch einen Prozessor ausgeführten Code speichert; auf andere geeignete Hardwarekomponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder auf eine Kombination einiger oder aller der Obigen wie etwa in einem Ein-Chip-System beziehen, ein Teil davon sein oder sie enthalten.
Der Begriff Code, wie er oben verwendet ist, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode enthalten und kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte beziehen. Der Begriff gemeinsam genutzter Prozessor umfasst einen einzelnen Prozessor, der einen Teil des Codes oder allen Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff Gruppenprozessor umfasst einen Prozessor, der einen Teil oder allen Code von einem oder von mehreren Modulen zusammen mit zusätzlichen Prozessoren ausführt. Der Begriff gemeinsam genutzter Speicher umfasst einen einzelnen Speicher, der einen Teil oder allen Code von mehreren Modulen speichert. Der Begriff Gruppenspeicher umfasst einen Speicher, der einen Teil oder allen Code von einem oder von mehreren Modulen zusammen mit zusätzlichen Speichern speichert. Der Begriff Speicher kann eine Teilmenge des Begriffs computerlesbares Medium sein. Der Begriff computerlesbares Medium umfasst keine vorübergehenden elektrischen und elektromagnetischen Signale, die sich durch ein Medium ausbreiten, und kann somit als konkret und nichtflüchtig angesehen werden. Nichteinschränkende Beispiele eines nicht vorübergehenden konkreten computerlesbaren Mediums enthalten nichtflüchtigen Speicher, flüchtigen Speicher, eine magnetische Ablage und eine optische Ablage.

Claims

Verfahren, umfassend: Drehen eines Kühlmittelventils (160) in einer ersten Richtung (316) und in einer zweiten Richtung (320), die der ersten Richtung (316) entgegengesetzt ist, wobei das Kühlmittelventil (160) eine erste Ventilkammer (216), eine zweite Ventilkammer (220), eine Abteilung (302), die zwischen der ersten und zweiten Ventilkammer (216, 220) angeordnet ist, einen ersten Endanschlag (308), der an einer ersten Außenumfangsfläche (312) der ersten Ventilkammer (216) angeordnet ist, und einen zweiten Endanschlag (310) aufweist, der an einer zweiten Außenumfangsfläche (314) der zweiten Ventilkammer (220) angeordnet ist; und Diagnostizieren einer Störung in dem Kühlmittelventil (160) auf Grundlage einer gemessenen Position des Kühlmittelventils (160), wenn das Kühlmittelventil (160) in der ersten und zweiten Richtung (320) gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem Diagnostizieren einer ersten Störung, die der ersten Ventilkammer (216) zugeordnet ist, auf Grundlage der gemessenen Position des Kühlmittelventils (160), wenn das Kühlmittelventil (160) in der ersten Richtung (316) gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem Diagnostizieren einer zweiten Störung, die der zweiten Ventilkammer (220) zugeordnet ist, auf Grundlage der gemessenen Position des Kühlmittelventils (160), wenn das Kühlmittelventil (160) in der zweiten Richtung (320) gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit einem Diagnostizieren einer Störung in dem Kühlmittelventil (160) auf Grundlage dessen, ob die gemessene Position des Kühlmittelventils (160) in einem ersten vorbestimmten Bereich liegt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei: das Kühlmittelventil (160) ein Gehäuse (306) aufweist, das eine erste Anschlagfläche (318) und eine zweite Anschlagfläche (322) besitzt; die erste Anschlagfläche (318) mit dem ersten Anschlag (308) in Eingriff tritt, wenn das Kühlmittelventil (160) in der ersten Richtung (316) gedreht wird; und die zweite Anschlagfläche (322) mit dem zweiten Anschlag (310) in Eingriff tritt, wenn das Kühlmittelventil (160) in der zweiten Richtung (320) gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der erste vorbestimmte Bereich zwischen einer ersten Ventilposition und einer zweiten Ventilposition definiert ist, wobei die erste Ventilposition einem Kontakt zwischen dem ersten Endanschlag (308) und der ersten Anschlagfläche (318) entspricht und die zweite Ventilposition einem Kontakt zwischen dem zweiten Endanschlag (310) und der zweiten Anschlagfläche (322) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend: Drehen des Kühlmittelventils (160) mit einer ersten Geschwindigkeit, wenn die gemessene Position des Kühlmittelventils (160) außerhalb eines zweiten vorbestimmten Bereiches der ersten und zweiten Ventilposition liegt; und Drehen des Kühlmittelventils (160) mit einer zweiten Geschwindigkeit, wenn die gemessene Position des Kühlmittelventils (160) in dem zweiten vorbestimmten Bereich der ersten und zweiten Ventilposition liegt, wobei die zweite Geschwindigkeit kleiner als die erste Geschwindigkeit ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die erste und zweite Ventilkammer (216, 220) an einem gemeinsamen Schaft (304) fixiert sind, wobei das Verfahren ferner ein Drehen des Schafts (304) umfasst, um das Kühlmittelventil (160) zu drehen.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner mit einem Bestimmen, dass die erste Ventilkammer (216) von dem Schaft (304) getrennt ist, wenn die gemessene Position des Kühlmittelventils (160) angibt, dass das Kühlmittelventil (160) an der ersten Position vorbeigedreht ist.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner mit einem Bestimmen, dass die zweite Ventilkammer (220) von dem Schaft (304) getrennt ist, wenn die gemessene Position des Kühlmittelventils (160) angibt, dass das Kühlmittelventil (160) an der zweiten Position vorbeigedreht ist.