DE102018102186A1

DE102018102186A1 - Prognostisches System und Verfahren für eine elektrische Kühlmittelpumpe

Info

Publication number: DE102018102186A1
Application number: DE102018102186.0A
Authority: DE
Inventors: Shiming Duan; Christopher H. Knieper
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-02-02
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2018-08-02
Anticipated expiration: 2038-02-01
Also published as: US10273867B2; CN108386351A; CN108386351B; DE102018102186B4; US20180216517A1

Abstract

Ein Thermomanagementsystem beinhaltet eine elektrische Kühlmittelpumpe, eine Energiequelle und eine Steuerung. Die Pumpe steht in Fluidverbindung mit einer Wärmequelle und einem Kühler und weist Pumpsensoren für das Ermitteln einer Pumpspannung, einer Drehzahl und eines Stroms auf. Die Batterie versorgt die Sensoren mit Strom. Die Steuerung empfängt die Spannung, die Drehzahl und den Strom von den Sensoren, ermittelt eine Leistung der Pumpe über mehrere Betriebsbereiche, berechnet einen nummerischen Gesundheitszustand (SOH), der den Schweregrad der Verschlechterung für jede einer Vielzahl von Pumpencharakteristiken über die Bereiche quantifiziert und führt eine Steuerungsmaßnahme aus, wenn der berechnete nummerische SOH für einen Bereich kleiner als ein kalibrierter SOH-Schwellenwert ist. Die Pumpencharakteristiken beinhalten Pumpenschaltreisstatus, Leck-/Verstopfungsstatus, Lagerstatus und Motorstatus. Ein Fahrzeug enthält einen Motor oder eine andere Wärmequelle, einen Kühler und das Thermomanagementsystem. Die Steuerung kann ein prognostisches Verfahren für die elektrische Kühlmittelpumpe in dem Fahrzeug ausführen.

Description

EINLEITUNG
Fahrzeuge und andere Systeme können einen Verbrennungsmotor als drehmomenterzeugende Vorrichtung verwenden. Da Verbrennungsmotoren während des Betriebs intensive Wärme erzeugen, werden Wärmemanagementtechniken verwendet, um die Motortemperatur innerhalb eines gewünschten Temperaturbereichs zu halten. Die Kühlung des Motors und der angeschlossenen Komponenten kann erreicht werden, indem Wasser, Frostschutzmittel oder ein anderes geeignetes Kühlmittel zu einem Zylinderkopf und Motorblock des Motors zirkuliert wird, wo Motorwärme abgeführt wird. Das erwärmte Kühlmittel wird dann in einen Kühler eingeleitet und von diesem, unterstützt durch Umgebungsluft und einen Kühlventilator, gekühlt, bevor es erneut in den Motor eintritt.
Kühlmittelpumpen, umgangssprachlich als Wasserpumpen bekannt, sind die besonderen Pumpvorrichtungen, die zum Zirkulieren von Kühlmittel in einer geschlossenen Fluidleitungsschleife verwendet werden. In der Pumpe bewegen rotierende Flügel das Kühlmittel durch den Pumpenkörper und hinaus zum Motor. Mechanische Kühlmittelpumpen werden typischerweise bei Motordrehzahl durch einen umlaufenden Riemen und motorbetriebene Riemenscheiben angetrieben. Alternativ ermöglicht eine elektrisch angetriebene Kühlmittelpumpe, dass die Drehzahl eines Pumpenmotors unabhängig von der Motordrehzahl elektrisch gesteuert wird, z. B. unter Verwendung einer temperaturbasierten Rückkopplungssteuerung. Elektrische Kühlmittelpumpen sind somit in der Lage, parasitäre Leistungsverluste zu eliminieren, die Kraftstoffeinsparung zu verbessern und das Komponentengewicht im Vergleich zu mechanischen motorgetriebenen Kühlmittelpumpen zu reduzieren.
KURZDARSTELLUNG
Hierin wird ein System und Verfahren für das Durchführen einer vorausschauenden Prognose eines Thermomanagementsystems mit einer elektrischen Kühlmittelpumpe offenbart. Eine nicht einschränkende exemplarische Ausführungsform eines Top-Level-Systems, das von dem offenbarten Ansatz profitieren kann, ist ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor. Die hierin dargelegte Methodik soll die Schätzung eines nummerischen Gesundheitszustands (State of Health, SOH) des Thermomanagementsystems und seiner Bestandteile unter Verwendung verfügbarer Kühlmittelpumpen-Sensormessungen erleichtern. Die Pumpe wirkt somit als ein „intelligentes Stellglied“ aufgrund verfügbarer elektrischer Rückkopplungs- und sensorgestützter Steuersignale, beispielsweise von einem Motorsteuerungsprozessor, der sich in der Kühlmittelpumpe befindet. Der vorliegende Ansatz, der über eine Offboard- und/oder Onboard-Steuerung in verschiedenen Ausführungsformen implementiert werden kann, kann verwendet werden, um Fehler des Entwicklungssystems zu identifizieren und zu isolieren und ihren relativen Schweregrad zu quantifizieren, bevor ein harter Ausfall eintreten kann.
Ein laufender Pumpenstatusmodus, der von den Steuerungen diagnostiziert wird, kann eine Kühlmittelströmungsrate beinhalten. Eine niedrige Kühlmittelströmungsrate kann aus einem Kühlmittelleck resultieren, das an den Pumpenlagern oder anderen mechanischen Elementen des Kühlmittelkreislaufs entwickelt wird, oder einer Kühlerdruckkappe, die wegen hoher Betriebstemperaturen und eines hohen Drucks oder wegen Unterfüllung des Kühlmittels während der Installation oder Wartung offen ist. Mit der Zeit können niedrigere als erwartete Kühlmittelströmungsraten eine Überhitzung des Motors oder der angeschlossenen Systemkomponenten, eine Kavitation der Pumpe und andere mögliche Probleme verursachen. Der vorliegende Ansatz bietet eine Möglichkeit, bestimmte Nichtlinearitäten und Komplexitäten der Kühlmittelströmung zu erfassen, elektrische Sensorsignale von der Kühlmittelpumpe mit sich entwickelnden Fehlermodi zu korrelieren und Leistungsschwankungen über mehrere unterschiedliche Pumpenbetriebsbereiche hinweg zu berücksichtigen. Dies wiederum ermöglicht es den Steuereinheiten, den nummerischen SOH der verschiedenen Komponenten des Thermomanagementsystems in Echtzeit quantitativ zu schätzen und die SOH-Daten zu fusionieren, um dadurch die sich entwickelnden Fehlermodi des Thermomanagementsystems zu identifizieren.
In einer exemplarischen Ausführungsform ist ein Thermomanagementsystem für das Kühlen einer Wärmequelle über einen Kühler offenbart. Das Thermomanagementsystem beinhaltet eine elektrisch angetriebene Kühlmittelpumpe, eine Energiequelle und eine Steuerung. Die Kühlmittelpumpe, die in Fluidverbindung mit dem Kühler steht, weist mehrere Sensoren für das Messen einer Spannung und eines elektrischen Stromabfalls der Kühlmittelpumpe auf. Die Batterie ist elektrisch mit der Kühlmittelpumpe verbunden und erregt die Kühlmittelpumpe und die Sensoren, d. h. die Kühlmittelpumpe ist nicht motorbetrieben, sondern wird nur durch Elektrizität mit einer Pumpengeschwindigkeit angetrieben, die in Echtzeit durch die Steuerung ermittelt wird.
Die Steuerung in dieser speziellen Ausführungsform ist so programmiert, dass sie die gemessene Spannung und den gemessenen Strom von den Pumpsensoren sowie eine Kühlmitteltemperatur von einem Temperatursensor empfängt. Die Steuerung klassifiziert die Leistung der Kühlmittelpumpe über mehrere unterschiedliche Pumpenbetriebsbereiche, d. h. bei unterschiedlichen Pumpendrehzahlen, Kühlmitteltemperaturen, Pumpenlasten usw., unter Verwendung der empfangenen Spannung und des Stroms und berechnet für jeden einen nummerischen SOH des Thermomanagementsystems Pumpbetriebsbereich, wie ein verbleibender Prozentsatz der Gesundheit/Restlebensdauer oder eine ganze Zahl, die ein bestimmtes Gesundheitsniveau darstellt.
Die Steuerung ist ebenfalls programmiert, um vor dem Einstellen eines Diagnosefehlercodes, der einen tatsächlichen/harten Fehler angibt, eine Steuermaßnahme in Bezug auf das Thermomanagementsystem auszuführen, wenn der nummerische SOH für einen gegebenen Pumpenbetriebsbereich kleiner als ein kalibrierter SOH-Schwellenwert für diesen Bereich ist. Auf diese Weise wird ein Bediener des Thermomanagementsystems, beispielsweise ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs, auf einen Entwicklungsfehlermodus aufmerksam gemacht, bevor der Fehlermodus eine Gelegenheit hat, sich als ein tatsächlicher Fehler zu materialisieren, wodurch genügend Zeit zur präventiven Wartung des Thermomanagementsystems gegeben ist. Beispielhafte Steueraktionen können das Übermitteln einer Textnachricht an einen Bediener eines Fahrzeugs und/oder an die externe Steuerung beinhalten, wobei der nummerische SOH und/oder der zugehörige Fehlermodus angezeigt wird, die Wartung des Thermomanagementsystems automatisch geplant wird oder ein oder mehrere Steuerparameter der Kühlmittelpumpe eingestellt werden, um den SOH einer bestimmten Komponente des Thermomanagementsystems zu berücksichtigen.
Ein Fahrzeug enthält eine Wärmequelle, einen Kühler und das oben zusammengefasste Thermomanagementsystem.
Es wird ebenfalls ein prognostisches Verfahren für eine elektrische Kühlmittelpumpe in einem Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einer elektrischen Kühlmittelpumpe und einem Kühler offenbart. In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren das Empfangen einer gemessenen Spannung und eines gemessenen Stroms von einer Vielzahl von Pumpensensoren der Kühlmittelpumpe über eine Steuerung und das Ermitteln eines Leistungsniveaus der Kühlmittelpumpe über mehrere Pumpenbetriebsbereiche unter Verwendung der empfangenen Spannung und des Stroms. Das Verfahren beinhaltet das Berechnen eines nummerischen SOH des Thermomanagementsystems, das einen relativen Schweregrad der Verschlechterung für jeder der Vielzahl von Pumpencharakteristiken über mehrere Pumpenbetriebsbereiche quantifiziert. Eine Steuermaßnahme wird dann ausgeführt, wenn der berechnete nummerische SOH für einen beliebigen der Pumpenbetriebsbereiche kleiner als ein kalibrierter SOH-Schwellenwert ist, wobei die Pumpencharakteristiken einen Pumpenschaltkreisstatus, einen Pumpenteck/Verstopfungsstatus, einen Pumpenlagerstatus und einen Pumpenmotorstatus beinhalten, wie oben beschrieben.
Die oben aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsform/en und der besten Art/en zum Ausführen der beschriebenen Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und beigefügten Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist eine schematische perspektivische Ansichtsdarstellung eines exemplarischen Fahrzeugs mit einem Thermomanagementsystem mit nummerischen Gesundheitszuständen auf Komponenten- und Systemebene, die wie hierin dargelegt, ermittelt werden.
2 ist ein schematisches Ablaufdiagramm, das den Betrieb einer Steuerung beschreibt, die mit dem Thermomanagementsystem von 1 verwendbar ist.
3 ist ein schematisches Ablaufdiagramm, das ein auf einer Steuerung basierendes Verfahren für das Durchführen einer Gesundheitszustandsprognose des in 1 gezeigten exemplarischen Thermomanagementsystems beschreibt.
4 ist ein schematisches Ablaufdiagramm, das ein Verfahren der regionalen Klassifizierung des Gesundheitszustands der Komponenten über das in 3 dargestellte Verfahren beschreibt.
4A ist eine exemplarische grafische Darstellung von nominalen und ausfallindikativen Leistungsverläufen auf einer logarithmischen Skala, wobei der Logarithmus der Pumpleistung auf der vertikalen Achse und der Logarithmus der Pumpendrehzahl auf der horizontalen Achse dargestellt sind.
5 ist ein schematisches Ablaufdiagramm, das eine Pumpenmotor-Gesundheitsschätzung als Teil des Verfahrens von 3 beschreibt.
6 ist eine exemplarische Nachschlagetabelle, die verschiedene mögliche Fehlerzustände für das Thermomanagementsystem von 1 darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten beziehen, bietet 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 10 mit einem Thermomanagementsystem 12, das für das Regeln einer Temperatur einer Wärmequelle betreibbar ist, die als ein exemplarischer Verbrennungsmotor (E) 14 mit einem Motorblock 14B gezeigt ist. Im Betrieb stellt der Motor 14 ein Motordrehmoment (Pfeil T₁₄) an ein Getriebe (T) 16 bereit, das an einem Antriebssystem 18 zusammen mit dem Motor 14 angeordnet ist, wobei der Motor 14 und das Getriebe 16 über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler oder eine Eingangskupplung (nicht dargestellt) miteinander gekoppelt sind. Ein Eingangselement 16I des Getriebes 16 wird somit mit einem Eingangsdrehmoment (Pfeil T_I), das wahlweise bei Bedarf durch einen Elektromotor (nicht dargestellt) in optionalen Hybridausführungsformen unterstützt werden kann. Innerhalb des Getriebes 16 übertragen ein oder mehrere Zahnradsätze und zusätzliche Kupplungen (nicht dargestellt) das Eingangsdrehmoment (Pfeil T_I) zu einem Ausgangselement 16O, um dadurch ein Abtriebsdrehmoment (Pfeil T_O) an einen Satz von Antriebsrädern 20 über eine oder mehrere Antriebsachsen 21 anzulegen.
Das Thermomanagementsystem 12 beinhaltet eine elektrisch angetriebene Kühlmittelpumpe (P_C) 30. Die Kühlmittelpumpe 30 steht über Kühlmitteleinlass- und - auslassschläuche 13 und 17 mit einem Kühler (R) 22 in Fluidverbindung, wobei Umgebungsluft (Pfeile A) über den Betrieb eines Kühlventilators 24 in den Kühler 22 eingezogen wird. Erhitztes Kühlmittel (Pfeil F_H), wie z. B. Frostschutzmittel oder Wasser, wird von dem Motorblock 14B durch den Kühlmitteleinlassschlauch 13 in den Kühler 22 zirkuliert, während das abgekühlte Kühlmittel (Pfeil Fc) über den Kühlmittelauslassschlauch 17 zu der Kühlmittelpumpe 30 zurückgeführt wird. Ein Drehventil 27 wird gesteuert, um den Kühlmittelfluss zu dem Kühler 22 basierend auf der Kühlmitteltemperatur zu verteilen (Pfeil T_C). Das heißt, wenn der Motor 14 heiß ist, strömt über die Betätigung des Ventils 27 mehr Kühlmittel zu dem Kühler 22. In ähnlicher Weise kann, wenn der Motor 14 relativ kühl ist, mehr Kühlmittel den Kühler 22 über einen Bypass-Zweig 29 umgehen, um zu ermöglichen, dass sich der Motor 14 schneller aufheizt.
Die Kühlmittelpumpe 30 enthält eine Vielzahl von Pumpensensoren 32, die für das Messen oder anderweitige Ermitteln einer entsprechenden Pumpenspannung (V_p), Pumpendrehzahl (ω_P) und Pumpstrom (ip) betreibbar sind. In Bezug auf die Pumpendrehzahl können die Pumpsensoren 32 dazu konfiguriert sein, ein Positions-/Geschwindigkeitssignal zu melden, z. B. über eine CAN-Bus-Nachrichtenübermittlung oder eine andere Niederspannungssignalübertragung. Der Pumpenmotor kann wahlweise als ein Wechselstrommotor oder ein bürstenloser Gleichstrommotor ausgeführt sein, wobei ein ortsfester Motorsteuerungsprozessor der Kühlmittelpumpe 32 oder eine separate Steuerung die Pumpendrehzahl (ω_P) basierend auf der gemessenen Pumpspannung (V_p) und dem Pumpstrom (i_P) ermittelt. So kann beispielsweise eine Position eines Rotors der Kühlmittelpumpe 30 über einen Resolver oder einen Encoder gemessen werden, wobei die Änderungsgeschwindigkeit der gemessenen Position der Pumpendrehzahl (ω_P) oder Pumpphasenströme und -spannungen verwendet werden können, um eine entsprechende Geschwindigkeit zu berechnen, z. B. unter Verwendung eines kalibrierten Verhältnisses, wie es in der Technik bekannt ist.
Das Thermomanagementsystem 12 beinhaltet auch eine Energiequelle 19, z. B. eine Batterie (B), die elektrisch mit der Kühlmittelpumpe 30 verbunden ist und die den Betrieb der Kühlmittelpumpe 30 und der Pumpensensoren 32 anregt. Da die Kühlmittelpumpe 30 elektrisch angetrieben wird, ist eine Steuerung (C) 50, wie zum Beispiel ein Motorsteuermodul, in Verbindung mit der Kühlmittelpumpe 30 und den Pumpensensoren 32 angeordnet, um die Drehzahl von (nicht dargestellten) Flügeln der Kühlmittelpumpe 30 zu steuern. Die Drehzahlsteuerung kann unter Verwendung von Pumpensteuersignalen (Pfeil CC_P) unabhängig von der Motordrehzahl erzielt werden, wobei die Kühlmittelpumpe 30 dadurch als ein intelligentes Stellglied in dem Thermomanagementsystem 12 wirkt, wie es oben anderweitig angemerkt wurde.
Wie weiter unten unter Bezugnahme auf die FIG. 2-6 näher erläutert wird, ist die Steuerung 50 von 1 programmiert, um elektrische Signale 23 von der Kühlmittelpumpe 30, einschließlich der gemessenen Pumpenspannung (Pfeil V_P), Pumpendrehzahl (Pfeil ω_P) und Pumpenstrom (Pfeil ip) von den Pumpensensoren 32, und eine Kühlmitteltemperatur (Pfeil T_C) von einem oder mehreren in dem Kühlmittelstrom und/oder dem Motor 14 positionierten Temperatursensoren (S_T) empfangen. Die Steuerung 50 empfängt oder berechnet basierend auf der Thermostatposition oder der Drehventilposition auch einen Durchflussbegrenzungsfaktor. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, einen nummerischen Gesundheitszustand (SOH) der Kühlmittelpumpe 30 über mehrere unterschiedliche Betriebsbereiche der Kühlmittelpumpe 30 unter Verwendung der empfangenen Pumpspannung und des Stroms zu klassifizieren (Pfeile Vp und ip).
Im Rahmen ihrer beabsichtigten Betriebsfunktion kann die Steuerung 50 so programmiert sein, dass sie, wie in 4A gezeigt, ein kalibriertes Grundlinienverhältnis 55 zwischen der Pumpendrehzahl und der Pumpleistungsaufnahme unter Verwendung einer nichtlinearen oder logarithmischen Skala speichert, wobei ein nicht einschränkendes Beispiel nachfolgend unter Bezugnahme auf 4A beschrieben wird. Die Steuerung 50 kann ferner einen stationären Betriebszustand der Kühlmittelpumpe 30 erfassen, die Pumpendrehzahl und die Leistungsaufnahme der Kühlmittelpumpe 30 überwachen und ein Betriebsverhältnis zwischen der Pumpendrehzahl und der Leistungsaufnahme in Echtzeit abschätzen.
Unter Verwendung dieser gesammelten Information kann die Steuerung 50 das Vorhandensein eines Kühlmittellecks und/oder einer Behinderung des Kühlmittelflusses basierend auf einer Abweichung zwischen dem kalibrierten Grundlinienverhältnis 55 und dem tatsächlichen Betriebsverhältnis erfassen. Zusätzlich ist die Steuerung 50 speziell dazu konfiguriert, einen nummerischen Gesundheitszustand (SOH) des Thermomanagementsystems 12 für jeden Pumpenbetriebsbereich zu berechnen und schließlich eine Steuermaßnahme in Bezug auf das System 12 auszuführen, einschließlich des Identifizierens des nummerischen SOH von Leistungsfähigkeitsmerkmalen mehrerer Pumpen. Dies geschieht vor dem Einstellen eines Diagnosefehlercodes oder eines Fehlercodes, der einen tatsächlichen/harten Fehler des Thermomanagementsystems 12 oder einer Komponente davon anzeigt.
Das heißt, wenn der berechnete nummerische SOH für einen gegebenen Betriebsbereich kleiner als ein kalibrierter SOH-Schwellenwert für diesen Bereich ist, z. B. 50 % eines kalibrierten neuen/ordnungsgemäß funktionierenden SOH, kann der nummerische SOH an den Bediener des Thermomanagementsystems 12 gemeldet werden, wodurch der Bediener ausreichend gewarnt wird und dem Bediener ermöglicht wird, präventiv einen bevorstehenden oder sich langsam entwickelnden Ausfall zu warten, bevor ein totaler Ausfall auftritt. Eine Anzeigevorrichtung 28, wie ein Nachrichtenlicht oder ein Textnachrichtenbildschirm, der auf Ausgangssignale (Pfeil CCo) von der Steuerung 50 anspricht, kann verwendet werden, um einen Bediener auf den nummerischen SOH aufmerksam zu machen.
Optional kann der nummerische SOH mit einer externen Steuerung (C_EXT) 150 teilweise oder vollständig offline/offboard ermittelt werden. Die externe Steuerung 150 kann in Fernkommunikation mit der Steuerung 50 über eine Telematikeinheit 25, z. B. einen Transceiver/Transponder, eine Antenne oder ein Mobilfunkgerät platziert sein und kann somit in einem beträchtlichen Abstand von dem Thermomanagementsystem 12 angeordnet sein. Telematiksignale (Pfeil TT) können an die externe Steuerung 150 übertragen werden. Die Verwendung der externen Steuerung 150 kann ermöglichen, dass die externe Steuerung 150 ähnliche Daten von anderen Thermomanagementsystemen 12 verwendet, beispielsweise über eine Flotte von Fahrzeugen 10, und/oder um andere programmierte Grundkalibrierungen in einer solchen Flotte einfach zu aktualisieren.
Die Steuerung 50 und die optionale externe Steuerung 150 können als eine oder mehrere Computervorrichtungen ausgeführt sein. Während die Steuerung 150 aus Gründen der Einfachheit der Darstellung weggelassen ist, sind die Steuerung 50 und 150 mit dem erforderlichen Speicher (M) und einem Prozessor (P) sowie der zugehörigen Hardware und Software, z. B. einem Taktgeber oder einem Timer, Eingabe-/Ausgabeschaltkreis usw. ausgestattet. Der Speicher (M) enthält ausreichende Mengen eines Nur-Lese-Speichers, beispielsweise eines magnetischen oder optischen Speichers, auf dem computerlesbare Anweisungen 100 aufgezeichnet sind, die die hierin beschriebenen Verfahren verkörpern.
Die Steuerung 50 und/oder die externe Steuerung 150 führen die Anweisungen 100 über die Pumpenprognoselogik 60 aus, um den nummerischen SOH des Thermomanagementsystems 12 zu erzeugen, wobei der spezielle Entwicklungsfehlermodus, z. B. ein Fluidleck, ein verschlissenes oder defektes Lager oder ein elektrischer Ausfall des Pumpenmotors identifiziert wird. Unabhängig von der vorausschauenden SOH-Funktion der Steuerung 50 oder 150 kann die Steuerung 50 auch einen erkannten Fehler (Pfeil F₃₀), der einen tatsächlichen (d. h. nicht bevorstehenden oder sich entwickelnden) harten Fehler oder Ausfall der Kühlmittelpumpe 30 als Teil der fortlaufenden Betriebsfunktion der Steuerung 50 anzeigen, wobei die Kühlmittelpumpe 30 möglicherweise solche Fehler als Teil einer programmierten Selbstdiagnosefunktionalität meldet. Als ein Beispiel kann die Pumpspannung (V_P) außerhalb eines kalibrierten zulässigen Spannungsbereichs liegen, der einen Kurzschluss oder Leerlaufzustand anzeigt, oder ein Überstrom oder Unterstromzustand kann erfasst werden, oder die Temperatur des Motors 14 kann über eine maximal zulässige Temperatur ansteigen, von denen jeder eine Generierung des erkannten Fehlers (Pfeil F₃₀) auslösen kann.
Als Teil des Thermomanagementsystems 12 von 1 kann die Steuerung 50 und/oder 150 auch mit einem nominalen Widerstandswert, einer Induktivität und einem Wirkungsgrad für die Kühlmittelpumpe 30 programmiert sein, die in dem Speicher (M) gespeichert sein kann und auf die der Prozessor (P) nach Bedarf zugreifen kann. Die Steuerung 50 kann auch für das Schätzen eines Pumpenwiderstandes (R_P), einer Pumpeninduktivität (L_P) und einer Pumpeneffizienz (ε_P) für die Kühlmittelpumpe 30 in Echtzeit, z. B. unter Verwendung von Modellierung oder Berechnung, wie es in der Technik bekannt ist, betreibbar sein. Die Steuerung 50 und/oder 150 klassifiziert dann die Leistung der Kühlmittelpumpe 30 über jeden der mehreren unterschiedlichen Pumpenbetriebsbereiche unter Verwendung einer Differenz zwischen den nominalen und geschätzten Werten.
Bezugnehmend auf 2 ist die externe Steuerung (C_EXT) 150 in schematischer Form dargestellt, um einen möglichen Logikfluss stromabwärts der Telematikeinheit 25 von 1 darzustellen. Die Telematikdaten (Pfeil TT) können durch die Telematikeinheit 25 an die externe Steuerung 150 übertragen werden. In anderen Ausführungsformen kann die Steuerung 50 von 1 dazu konfiguriert sein, die Funktionen der Steuerung 150, wie oben erwähnt, auszuführen. Wie es in der Technik bekannt ist, kann das Fahrzeug 10 von 1, stromaufwärts von der Telematikeinheit 25, digitale Signalverarbeitungsfunktionen ausführen, wie zum Beispiel das Filtern von Signalrauschen von den empfangenen unbehandelten Pumpenspannungs- und Stromsignalen (Pfeile V_P, i_P von 1) z. B. mittels Hochpass-, Tiefpass- und/oder Bandpassfilterung. Fließgleichgewichtmerkmale können aus den gefilterten Daten extrahiert werden, wobei die extrahierten Merkmale in dem Speicher (M) der Steuerungen 50 und/oder 150 gespeichert und über die Zeit aktualisiert werden.
Beispielhafte Merkmale können eine berechnete Leistung und Drehzahl der Kühlmittelpumpe 30 beinhalten, wie mit dem kalibrierten Grundlinienverhältnis in 4A gezeigt und nachfolgend erläutert wird. Die extrahierten Merkmale können periodisch als Telematikdaten (Pfeil TT) über die Telematikeinheit 25 an die externe Steuerung 150 übertragen werden, z. B. nach einem Key-Off-Ereignis, bei dem eine Zündung des Fahrzeugs 10 ausgeschaltet wird. Die externe Steuerung 150, oder in anderen Ausführungsformen die in dem Fahrzeug 10 befindliche Steuerung 50, kann dann die extrahierten Merkmale über die Pumpenprognoselogik 60 verarbeiten, um als getrennte Ausgangssignale einen nummerischen SOH (Pfeil SOH_P) und einem entsprechenden Ausfallmodus (Pfeil FM) der Kühlmittelpumpe 30 zu ermitteln.
3 ist ein schematisches Ablaufdiagramm, das ein auf einer Steuerung basierendes Verfahren für das Ausführen der vorliegenden nummerischen SOH-Prognose des Thermomanagementsystems 12 von 1 beschreibt. Als Teil des Gesamtprozesses, der durch die Anweisungen 100 von 1 verkörpert ist, führt die Pumpenprognoselogik 60 der Steuerung 50 und/oder 150 individuelle Überprüfungen auf Komponentenebene 35 durch, die jeweils eine Leckprüfung (LC), eine Lagerprüfung (BC), eine Pumpenmotorprüfung (PMC) und eine Pumpenkreislaufprüfung (PCC) beinhalten, wobei die Leck- und Lagerüberprüfungen (LC und BC), die unten unter Bezugnahme auf 4 ausführlicher beschrieben sind, und die Pumpenmotorüberprüfung (PMC), die unter Bezugnahme auf 5 ausführlicher beschrieben ist, durchgeführt werden. Eine Fusion auf Systemebene (SLF) wird dann, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben ist, durchgeführt, um einen nummerischen SOH des Thermomanagementsystems 12 als Ganzes zu diagnostizieren. Somit stellen die mit LC, BC, PMC, PCC und SLF bezeichneten Blöcke programmierte Softwareblöcke der Steuerung 50 und/oder 150 dar, die unter Verwendung zugehöriger Hardwarekomponenten der Steuerung 50 und/oder 150 ausgeführt werden können.
Im Rahmen der andauernden Funktion der Steuerung 50, z. B. Onboard-Pumpenprognosefunktionen in einer Motorsteuermodul-Ausführungsform der Steuerung 50, können bestimmte Diagnosewerte geschätzt werden, einschließlich einer geschätzten Pumpenlastkurve (Pfeil P_LC) und geschätzter Pumpenmotorparameter (Pfeil P_EST), z. B. Motorwiderstand oder -induktivität, die mit dem Abbaugrad aufgrund von Oxidation, Entmagnetisierung usw. des Pumpenmotors variieren kann. Zusätzlich werden die Fehlerzustände (Pfeil F₃₀), die schematisch in 1 gezeigt sind, durch Logik oder einen Motorsteuerungsprozessor 30_M der Kühlmittelpumpe 30 an die Steuerung 50 gemeldet. Die einzelnen Überprüfungen auf Komponentenebene 35 werden dann als die oben erwähnte Leckprüfung (LC), Lagerprüfung (BC), Pumpenmotorprüfung (PMC) und Pumpenschaltkreisprüfung (PCC) durchgeführt. Quantitative Werte werden als Ausgaben von den verschiedenen Überprüfungen auf Komponentenebene 35 ausgegeben, um den Abbaugrad oder die Schwere der verschiedenen Pumpencharakteristiken einschließlich des Leck-/Verstopfungsstatus (Pfeil S_L), Pumpenlagerstatus (Pfeil S_B), Pumpenmotorstatus (Pfeil S_PM) und Pumpenschaltkreisstatus (Pfeil S_PC) zu quantifizieren. Die Fusion auf Systemebene (SLF) wird dann unter Verwendung der Ausgabe von den verschiedenen bestimmten Überprüfungen auf Komponentenebene 35 durchgeführt, wobei ein nummerischer SOH (Pfeil SOH) und ein Systemfehlermodus (Pfeil FM) schließlich als Ausgaben erzeugt werden.
4 zeigt den Verfahrensablauf für die Leck- und Lagerprüfungen, die schematisch in 3 gezeigt sind. Als Teil der erforderlichen Konfiguration ist die Steuerung 50 so programmiert, dass sie eine Mehrbereichsklassifizierung (MRC) der Leistung der Kühlmittelpumpe 30 unter Verwendung empfangener Pumpenbeladungsdaten (PLD) durchführt und den Pumpenmotorzustand (PMH) unter Verwendung solcher Klassifizierungen ermittelt. Genauer gesagt kann sich die Kühlmittelpumpe 30 bei verschiedenen Betriebsbedingungen, wie z. B. unterschiedlichen Temperaturen und unterschiedlichen Strömungseinschränkungen des Rohrsystems aufgrund der Position des Thermostaten oder des Drehventils für die Strömungsrichtungsregulierung, und daher kann die Steuerung 50 so programmiert sein, dass sie die Leistung und den nummerischen SOH der Kühlmittelpumpe 30 für jede einer ganzen Anzahl (j) verschiedener Pumpenbetriebsbereiche individuell klassifiziert, wobei die Behandlung solcher Bereiche als Klassifizierer C1, C2, ..., Cj in 4 dargestellt wird.
Schematisch weist jeder Pumpenbetriebsbereich einen entsprechenden regionalen Klassifizierer auf, wobei sich der Begriff „Klassifizierer“ auf eine programmierte Klassifizierungsfunktionalität bezieht, wie sie nachfolgend dargelegt wird. Somit kann der nummerische SOH für jeden Pumpenbetriebsbereich, d. h. SOH, getrennt ermittelt werden SOH₁, SOH₂, ..., SOHj. Die Steuerung 50 kann danach die Ergebnisse der verschiedenen Klassifizierungen unter Verwendung einer gewichteten Filterung (F_w) z. B. durch Zuordnen von nummerischen Gewichtungen zu jedem Klassifizierer, um die relative Signifikanz oder Auswirkung davon auf die Gesamtgesundheit des Thermomanagementsystems 12 zu erfassen, fusionieren. Eine endgültige Fehlerschweregradschätzung (Pfeil FSE) wird dann von der Steuerung 50 als ein nummerischer Wert, z. B. als ein Prozentwert oder eine ganze Zahl, ausgegeben, die einen relativen Schweregrad darstellt, der Teil der in 1 gezeigten Ausgangssignale (Pfeil CCo) sein kann.
Zum Beispiel, wie es exemplarisch in 4A dargestellt ist, kann die Steuerung 50 verschiedene Lagerfehler (BF), nominale (NOM) und Leckfehler (LF)-Spuren auf einer logarithmischen Skala berechnen, z. B. mit dem Logarithmus der Pumpleistung (Log P_P) aufgetragen auf der Y-Achse und dem Protokoll der Pumpendrehzahl (Log N_P) aufgetragen auf der X-Achse. Die nominale Spur entspricht der oben angegebenen kalibrierten Grundlinie. Das Leistungsdrehzahlverhältnis für einen geschlossenen Fluidkreislauf kann charakterisiert werden als P_P =αN_P ^β, wobei Pp Leistung ist, die der Kühlmittelpumpe 30 zugeführt wird und Np die Drehzahl der Kühlmittelpumpe 30 ist. Die Variablen α und β sind Systemkonstanten, die sich auf Strömungseigenschaften des Thermomanagementsystems 12 beziehen. Die Umwandlung der obigen Gleichung von einem linearen Maßstab zu einem logarithmischen Maßstab ermöglicht die Darstellung des Leistungsdrehzahlverhältnis der Kühlmittelpumpe 30 als ein lineares Verhältnis. Dies kann sinnvoll sein, da die Systemkonstanten α und β dem Offset-Wert und der Neigung der Linearkurve entsprechen und somit zum Charakterisieren einer Kühlmittelflusswiderstandsfunktion verwendet werden können. Das lineare Verhältnis zwischen der Pumpleistung (Pp) und der Pumpendrehzahl (N_P), die in der Logarithmusdomäne vorhanden sind, können dargestellt werden als: $log (P_{P}) = log (α) + β log (N_{P})$
Die nominale Spur (NOM) von 4A kann als ein Referenzwert aufgezeichnet werden, der der Leistung einer normalen/gesunden/neuen Kühlmittelpumpe 30 entspricht. Austretendes Kühlmittel neigt dazu, die Pumpenleistung zu verringern, während ein Lagerfehler dazu neigt, die Pumpenleistung zu erhöhen. Somit bietet die Verwendung von linearen lokalen Klassifizierern (C1, C2, ..., Cj) von 4 eine einfache Möglichkeit, den vorliegenden Ansatz zu kalibrieren und zu implementieren. Wenn sich die Pumpenleistung relativ zu der nominalen (NOM) Spur von 4A ändert, wird die Pumpenleistung in Abhängigkeit von der Pumpenleistung des Pumpenkopfes erhöht, wie durch die Pfeile AA und BB angezeigt, die Steuerung 50 kann feststellen, ob die berichteten Daten für den ermittelten betrachteten Pumpenbetriebsbereich einen sich entwickelnden Lagerfehler oder einen Leckfehler anzeigen. Mit anderen Worten, eine zunehmende Abweichung von der nominellen Spur (NOM) von 4A kann so behandelt werden, dass sie mehr auf einen bestimmten Typ von Entwicklungsfehler, z. B. einen bestimmten Anteil von ausgetretenem Kühlmittel oder einen bestimmten Prozentsatz von abgenutzten Lagern, hindeutet, ohne dass sich der Fehler zu einem tatsächlichen harten Fehler materialisiert hat, der möglicherweise einen weiteren Betrieb des Motors 14 von 1 verhindert. Dies ermöglicht eine vorausschauende/präventive Berücksichtigung des sich entwickelnden Fehlermodus.
5 zeigt einen Ansatz für die Handhabung des Pumpenlogik-Gesundheitsdiagnoselogikablaufs, der in dem Logikblock mit der Bezeichnung PMC in 3 gezeigt ist. Ein Motorzustands-Schätzungslogikblock (MCE-Logikblock) empfängt berechnete elektrische Parameter 58 und erzeugt einen Pumpenmotor-Gesundheitszustand (Pfeil PMC) indikativ für oder als nummerischen SOH der Kühlmittelpumpe 30 von 1. Motorparameter wie Pumpenwiderstand, Induktivität, Gegen-EMK und Effizienz können aus Sensormessungen wie Geschwindigkeit, Strom, Spannung unter Verwendung kalibrierter Pumpengleichungen geschätzt und mit kalibrierten Nennwerten für eine gesunde/neue Kühlmittelpumpe 30 verglichen werden. Restwerte werden dann, wie in 5 durch die Deltafunktion (Δ-Funktion) dargestellt, berechnet, d. h. der Restwiderstand ΔR = (R_EST-R_NOM), wobei sich das Subskript „EST“ und „NOM“ auf geschätzte bzw. nominale Werte bezieht. In ähnlicher Weise berechnet die Steuerung 50 die Restinduktivität ΔL = (L_EST-L_NOM) und den Restmotorwirkungsgrad Δε = (ε_EST-ε_NOM). Die Steuerung 50 kann auch die Statussignale wie die gemessene (MEAS) Spannung und den gemessenen Strom unter einer bestimmten Betriebsdrehzahlen untersuchen und diese mit Sollwerten vergleichen, um die Restspannung ΔV = (V_|MEAS-V_NOM) und den Motorreststrom Δi = (i_MEAS-i_NOM) zu berechnen. Der MCE-Logikblock von 5 kann als eine Logik ausgeführt sein, die eine kalibrierte Mittelungsfunktion an den verschiedenen Resten durchführt, um den Gesundheitszustand des Motors zu schätzen.
Zur Veranschaulichung und nicht zur Einschränkung kann ein Beispiel für eine solche Funktion wie folgt dargestellt werden: $nummerischer SOH = A v e (\frac{R - Δ R}{R} \cdot \frac{L - Δ L}{L} \cdot \frac{ε - Δ ε}{ε} \cdot \frac{V - Δ V}{V} \cdot \frac{i - Δ i}{i}) .$
wobei R, L, ε, V und i gemessene oder berechnete tatsächliche Werte sind und die Reste Absolutwerte zwischen 0 und 1, z. B. |ΔR|< 1 sind.
6 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Nachschlagetabelle 55, d. h. einer Entscheidungstabelle, zur Verwendung bei der Fusion auf Systemebene des oben beschriebenen Verfahrens, da die einzelnen Fehler wie hierin dargelegt korreliert sein können. Unter Verwendung der einzelnen Diagnose auf Komponentenebene, die mit Bezug auf die 3-5 beschrieben sind, kann die Steuerung 50 Spalten der Nachschlagetabelle 55 füllen, die entsprechend dem Schaltkreisstatus (CS), Leckstatus (LS), Lagerstatus (BS), Pumpenmotorstatus (PMC) und einem Endergebnis (RES) organisiert sind. Eine Korrelation zu dem Endergebnis (RES) kann für jeden möglichen Pumpenstatusmodus offline ermittelt werden. Für jede Spalte wird dann ein entsprechender fehlerhafter (F), gesunder (H) oder unbestimmter/nicht erforderlicher (*) Wert als Reaktion auf die oben beschriebene SOH-Diagnose auf Komponentenebene eingegeben. Die Steuerung 50 kann mit dem entsprechenden Endergebnis (RES) programmiert werden, z. B. kann eine fehlerhafte Schaltung (FC) vorhanden sein, wenn ein Schaltungsfehler in einer Sensorschaltung erfasst wird, d. h. ein Sensor liest nicht mehr richtig, sodass seine Werte ungültig sind. Somit kann die Notation „*“ so behandelt werden, dass sie anzeigt, dass der Fehler/Gesundheitsstatus für die Bestimmung des Ergebnisses irrelevant ist.
In ähnlicher Weise kann, für Pumpencharakteristiken, in denen die Pumpensensoren 32 in Ordnung sind und somit richtig funktionieren, ein fehlerhafter Motor der Kühlmittelpumpe 30 von 1 einem Pumpenmotorfehler (FM) entsprechen. Wenn ein solcher Pumpenmotor als gesund angesehen wird, aber ein fehlerhafter Leckstatus und ein fehlerhafter Lagerstatus angezeigt werden, können die Ergebnisse nicht eindeutig (INC) sein. Ein Leckfehler (FL) kann für das Thermomanagementsystem 12 von 1 angezeigt werden, wenn der Lagerstatus fehlerfrei ist und der Leckstatus unabhängig von dem Status des Pumpenmotors fehlerhaft ist, während ein Lagerfehler angezeigt werden kann, wenn der Lagerstatus fehlerfrei ist, der Leckstatus fehlerhaft ist und der Pumpenmotorstatus fehlerfrei ist. Die Steuerung 50 kann programmiert sein, um mehr als einen Systemfehler zu diagnostizieren, z. B. kann ein Motorfehler und ein Leckfehler gleichzeitig auftreten. Somit kann die Nachschlagetabelle 55 von der Steuerung 50 verwendet werden, um schnell die Ursache des bevorstehenden Ausfalls zu identifizieren.
Unter Verwendung des oben beschriebenen Ansatzes kann ein nummerischer SOH des Thermomanagementsystems 12 von 1 als ein Mittel für das Vorhersagen der verbleibenden Restnutzungsdauer einer gegebenen Systemkomponente und/oder des Systems 12 als Ganzem ermittelt werden.
Das heißt, die Prozessorfunktionalität kann in die Steuerung 50 und/oder 150 als die in 1 gezeigten Instruktionen 100 programmiert werden, um ein prognostisches Verfahren für die elektrische Kühlmittelpumpe 30 zu implementieren. Solch ein Verfahren könnte das Empfangen der gemessenen Spannung und des Stroms (Pfeile Vp, ip), über die Steuerung 50 und/oder 150, von den Pumpsensoren 32 von 1 beinhalten, dann die Bestimmung eines Leistungsniveaus der Kühlmittelpumpe 30 über mehrere Pumpenbetriebsbereiche unter Verwendung der empfangenen Informationen. Die Steuerung 50 und/oder 150 könnte dann den nummerischen SOH berechnen, um einen relative Schweregrad der Verschlechterung für jeder der oben erwähnten Pumpencharakteristiken zu quantifizieren, und zwar über mehrere Pumpenbetriebsbereiche. Entweder kann die Steuerung 50 oder 150 danach eine Steuermaßnahme in Bezug auf das Thermomanagementsystem 12 von 1 ausführen, z. B. wenn der berechnete nummerische SOH für einen jeweiligen der Pumpenbetriebsbereiche kleiner als ein kalibrierter SOH-Schwellenwert ist.
Der offenbarte Ansatz ermöglicht die Anzeige von sich langsam entwickelnden Ausfällen, bevor solche Ausfälle tatsächlich realisiert werden. Das vorliegende Verfahren eignet sich für elektrische Vorrichtungen wie die elektrische Kühlmittelpumpe 30 von 1 aufgrund der Verfügbarkeit von elektrischen Parametern, deren Änderungen gegenüber Sollwerten systematisch bei unterschiedlichen Temperaturen oder Drehzahlen berücksichtigt werden können, um den SOH genau zu ermitteln.
Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, doch der Erfindungsumfang wird einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Arten und Weisen und weitere Ausführungsformen für die Umsetzung der Ansprüche hierin im Detail beschrieben wurden, existieren jedoch verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen. Darüber hinaus sollen die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen oder die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, nicht unbedingt als voneinander unabhängige Ausführungsformen aufgefasst werden. Vielmehr ist es möglich, dass jedes der in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale mit einem oder einer Vielzahl von anderen gewünschten Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, was andere Ausführungsformen zur Folge hat, die nicht in Worten oder durch Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben sind. Dementsprechend fallen derartige andere Ausführungsformen in den Rahmen des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche.

Claims

Thermomanagementsystem, umfassend: eine elektrische Kühlmittelpumpe in Fluidverbindung mit einer Wärmequelle und einem Kühler, und mit einer Vielzahl von Pumpensensoren, die für das Ermitteln einer Spannung, einer Drehzahl und eines Stroms der Kühlmittelpumpe betreibbar sind; eine Energiequelle, die elektrisch mit der Kühlmittelpumpe verbunden ist und zum Erregen der Kühlmittelpumpe und der Pumpensensoren betreibbar ist; und eine Steuerung, die in Kommunikation mit der Kühlmittelpumpe und den Pumpsensoren steht und programmiert ist, die Spannung, Drehzahl und den Strom von den Pumpsensoren zu empfangen, ein Leistungsniveau der Kühlmittelpumpe über mehrere Pumpenbetriebsbereiche unter Verwendung der empfangenen Spannung und des Stroms zu ermitteln, einen nummerischen Gesundheitszustand (SOH) zu berechnen, der einen Schweregrad der Verschlechterung für jede einer Vielzahl von Pumpencharakteristiken über die Pumpenbetriebsbereiche quantifiziert, und eine Steuermaßnahme in Bezug auf das Thermomanagementsystem auszuführen, wenn der berechnete nummerische SOH für einen beliebigen der Pumpenbetriebsbereiche kleiner ist als ein kalibrierter SOH-Schwellenwert; worin die Pumpencharakteristiken einen Pumpenschaltkreisstatus, einen Pumpenleck-/Verstopfungsstatus, einen Pumpenlagerstatus, und einen Pumpenmotorstatus umfassen.
Thermomanagementsystem nach Anspruch 1, worin die Steuerung mit einem Nennwiderstand und einem Nenninduktivitätswert der Kühlmittelpumpe programmiert ist, dazu konfiguriert ist, einen Widerstandswert und einen Induktivitätswert für die Kühlmittelpumpe zu schätzen, und ferner dazu konfiguriert ist, die Leistung der Kühlmittelpumpe über die Betriebsbereiche der mehreren Pumpenbetriebsbereiche hinweg zu klassifizieren, wobei jeweilige Differenzen zwischen den nominalen und geschätzten Widerstandswerten und den nominalen und geschätzten Induktivitätswerten verwendet werden.
Thermomanagementsystem nach Anspruch 1, worin die mehreren Pumpenbetriebsbereiche unterschiedliche Drehzahlen der Kühlmittelpumpe und unterschiedliche Temperaturen eines über die Kühlmittelpumpe umgewälzten Kühlmittels umfassen.
Thermomanagementsystem nach Anspruch 1, worin die Steuerung mit einem kalibrierten Grundlinienverhältnis zwischen einer Drehzahl der Kühlmittelpumpe und einer Leistungsaufnahme der Kühlmittelpumpe und für die Berechnung des nummerischen SOH unter Verwendung einer Abweichung einer tatsächlichen oder modellierten Leistung des kalibrierten Grundlinienverhältnis von dem kalibrierten Grundlinienverhältnis programmiert ist.
Thermomanagementsystem nach Anspruch 1, worin die Steuerung eine erste Steuerung beinhaltet, die so programmiert ist, dass sie die gemessene Spannung und den gemessenen Strom von den Pumpsensoren empfängt, das Leistungsniveau der Kühlmittelpumpe über die mehreren Pumpenbetriebsbereiche ermittelt und die Steuermaßnahme ausführt, und eine zweite Steuerung, die dazu konfiguriert ist, die nummerischen SOHs des Thermomanagementsystems zu berechnen, wobei das System ferner eine Telematikeinheit umfasst, worin die erste und die zweite Steuerung über die Telematikeinheit in Fernkommunikation miteinander stehen.
Thermomanagementsystem nach Anspruch 1, worin die Steuerung so programmiert ist, dass sie einen gewichteten Filter auf die berechneten nummerischen SOHs anwendet, um einen gesamten nummerischen SOH des Thermomanagementsystems zu ermitteln.
Prognostisches Verfahren für eine elektrische Kühlmittelpumpe in einem Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einer elektrischen Kühlmittelpumpe und einem Kühler, das Verfahren umfassend: das Empfangen einer gemessenen Spannung und eines Stroms von einer Vielzahl von Pumpensensoren der Kühlmittelpumpe über eine Steuerung; das Ermitteln eines Leistungsniveaus der Kühlmittelpumpe über mehrere Pumpenbetriebsbereiche unter Verwendung der empfangenen Spannung und des Stroms; das Berechnen eines nummerischen Gesundheitszustands (SOH) des Thermomanagementsystems, das einen relativen Schweregrad der Verschlechterung jeder der Vielzahl von Pumpencharakteristiken über mehrere Pumpenbetriebsbereiche quantifiziert; und das Ausführen einer Steuermaßnahme in Bezug auf das Thermomanagementsystem über die Steuerung, wenn der berechnete nummerische SOH für einen beliebigen der Pumpenbetriebsbereiche kleiner als ein kalibrierter SOH-Schwellenwert ist, worin die Pumpencharakteristiken einen Pumpenschaltkreisstatus, einen Pumpenleck /Verstopfungsstatus, einen Pumpenlagerstatus, und einen Pumpenmotorstatus beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Schätzen von Widerstands- und Induktivitätswerten für die Kühlmittelpumpe, worin das Klassifizieren der Leistung der Kühlmittelpumpe über die mehreren Pumpenbetriebsbereiche das Verwenden jeweiliger Differenzen zwischen nominalen und geschätzten Widerstandswerten und nominalen und geschätzten Induktivitätswerten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, worin die Steuerung mit einem kalibrierten Grundlinienverhältnis zwischen einer Drehzahl der Kühlmittelpumpe und einer Leistungsaufnahme der Kühlmittelpumpe programmiert ist, ferner umfassend ein Berechnen des nummerischen SOH unter Verwendung einer Abweichung von einem kalibrierten Grundlinienverhältnis einer aktuellen oder modellierten Leistung des Verhältnisses zwischen einer Drehzahl der Kühlmittelpumpe und einer Leistungsaufnahme der Kühlmittelpumpe.
Verfahren nach Anspruch 7, worin die Steuerung eine erste und eine zweite Steuerung beinhaltet, wobei das Fahrzeug ein Telematiksystem beinhaltet, wobei das Verfahren ferner das Kommunizieren des Leistungsniveaus der Kühlmittelpumpe über die mehreren Pumpenbetriebsbereiche von der ersten Steuerung zu der zweiten Steuerung unter Verwendung der Telematikeinheit beinhaltet und das Berechnen der nummerischen SOHs des Thermomanagementsystems unter Verwendung der zweiten Steuerung.