專利名稱：確定發(fā)動機(jī)中的冷卻劑流量的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，并且尤其涉及用于確定經(jīng)過發(fā)動機(jī)的冷卻劑流量的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
此處的背景資料描述是為了大概介紹本發(fā)明的背景。目前署名的發(fā)明人的工作，在背景資料章節(jié)做了一定程度的描述，還有那些在申請時不可稱作現(xiàn)有技術(shù)的方面，這些都既不明顯又不隱含地認(rèn)作相對于本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。通常，發(fā)動機(jī)水泵是帶傳動的離心泵，其使冷卻劑循環(huán)經(jīng)過發(fā)動機(jī)以冷卻發(fā)動機(jī)。經(jīng)由位于泵中心附近的進(jìn)口接收冷卻劑，泵中的葉輪迫使冷卻劑離開泵。從散熱器接收冷卻劑，離開泵的冷卻劑在返回散熱器之前流過發(fā)動機(jī)機(jī)體和氣缸蓋。 在傳統(tǒng)的水泵中，葉輪總是與帶傳動的帶輪接合。因此，每當(dāng)發(fā)動機(jī)開動時，泵就使冷卻劑循環(huán)經(jīng)過發(fā)動機(jī)。相反地，可切換水泵包括離合器，其接合和分離葉輪以相應(yīng)地接通泵和切斷泵。當(dāng)發(fā)動機(jī)最開始起動時，可以切斷泵以減少發(fā)動機(jī)暖機(jī)所需要的時間并且提高燃料經(jīng)濟(jì)性。然而，葉輪可能不按指令分離，因?yàn)?，例如，離合器卡在接合位置中。

發(fā)明內(nèi)容
一種系統(tǒng)包括溫度確定模塊和流量確定模塊。該溫度確定模塊基于從發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度傳感器收到的輸入確定發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度并且基于從發(fā)動機(jī)材料溫度傳感器收到的輸入確定發(fā)動機(jī)材料溫度。該發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度是發(fā)動機(jī)中的冷卻劑的溫度，該發(fā)動機(jī)材料溫度是發(fā)動機(jī)機(jī)體和氣缸蓋中的至少一者的溫度。該流量確定模塊基于發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度和發(fā)動機(jī)材料溫度選擇性地確定經(jīng)過發(fā)動機(jī)的冷卻劑流量。通過下文提供的詳細(xì)描述，本發(fā)明的更多適用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。應(yīng)當(dāng)理解，詳細(xì)描述和特定例子僅僅意圖用于說明并且不意圖限制發(fā)明范圍。本發(fā)明還提供了以下方案
I. 一種系統(tǒng)，包括
溫度確定模塊，其基于從發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度傳感器收到的輸入確定發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度并且基于從發(fā)動機(jī)材料溫度傳感器收到的輸入確定發(fā)動機(jī)材料溫度,其中，所述發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度是發(fā)動機(jī)中的冷卻劑的溫度，并且，所述發(fā)動機(jī)材料溫度是發(fā)動機(jī)機(jī)體和氣缸蓋中的至少一者的溫度；和
流量確定模塊，其基于所述發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度和所述發(fā)動機(jī)材料溫度選擇性地確定經(jīng)過所述發(fā)動機(jī)的冷卻劑流量。2.如方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述流量確定模塊在與所述發(fā)動機(jī)流體連通的可切換水泵被指令關(guān)閉時確定所述冷卻劑流量。3.如方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述流量確定模塊在所述發(fā)動機(jī)起動且所述發(fā)動機(jī)材料溫度小于預(yù)定溫度時確定所述冷卻劑流量。
4.如方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述流量確定模塊在所述發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時段大于預(yù)定時段時確定所述冷卻劑流量，其中，所述運(yùn)轉(zhuǎn)時段開始于所述發(fā)動機(jī)初始起動的時候。5.如方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述流量確定模塊基于所述發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度與所述發(fā)動機(jī)材料溫度之間的差值確定所述冷卻劑流量。6.如方案I所述的系統(tǒng)，其中，所述流量確定模塊基于所述發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度與所述發(fā)動機(jī)材料溫度在第一時間的第一差值和所述發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度與所述發(fā)動機(jī)材料溫度在第二時間的第二差值確定所述冷卻劑流量。7.如方案6所述的系統(tǒng)，其中，所述流量確定模塊基于在所述第一時間與所述第二時間之間的時段期間輸入所述發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)中的能量的量確定所述冷卻劑流量。8.如方案7所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步地包括能量估計模塊，其基于所述發(fā)動機(jī)的指示功率估計所述輸入能量。
9.如方案7所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述第一差值與所述第二差值之間的第三差值與所述輸入能量的比率小于或等于預(yù)定值時，所述流量確定模塊確定冷卻劑流過所述發(fā)動機(jī)。10.如方案9所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步地包括指示器啟用模塊，其在冷卻劑流過所述發(fā)動機(jī)時觸發(fā)故障指示燈。11 一種方法，包括
基于從發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度傳感器收到的輸入確定發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度，其中，所述發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度是發(fā)動機(jī)中的冷卻劑的溫度；
基于從發(fā)動機(jī)材料溫度傳感器收到的輸入確定發(fā)動機(jī)材料溫度,其中，所述發(fā)動機(jī)材料溫度是發(fā)動機(jī)機(jī)體和氣缸蓋中的至少一者的溫度；和
基于發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度和所述發(fā)動機(jī)材料溫度選擇性地確定經(jīng)過發(fā)動機(jī)的冷卻劑流量。12.如方案11所述的方法，進(jìn)一步地包括，在與所述發(fā)動機(jī)流體連通的可切換水泵被指令關(guān)時確定所述冷卻劑流量。13.如方案11所述的方法，進(jìn)一步地包括，在所述發(fā)動機(jī)起動且所述發(fā)動機(jī)材料溫度小于預(yù)定溫度時確定所述冷卻劑流量。14.如方案11所述的方法，進(jìn)一步地包括，在所述發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時段大于預(yù)定時段時確定所述冷卻劑流量，其中，所述運(yùn)轉(zhuǎn)時段開始于所述發(fā)動機(jī)初始起動的時候。15.如方案11所述的方法，進(jìn)一步地包括，基于所述發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度與所述發(fā)動機(jī)材料溫度之間的差值確定所述冷卻劑流量。16.如方案11所述的方法，進(jìn)一步地包括，基于所述發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度與所述發(fā)動機(jī)材料溫度在第一時間的第一差值和所述發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度與所述發(fā)動機(jī)材料溫度在第二時間的第二差值確定所述冷卻劑流量。17.如方案16所述的方法，進(jìn)一步地包括，基于在所述第一時間與所述第二時間之間的時段期間輸入所述發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)中的能量的量確定所述冷卻劑流量。18.如方案17所述的方法,進(jìn)一步地包括基于所述發(fā)動機(jī)的指示功率估計所述輸入能量。19.如方案17所述的方法，進(jìn)一步地包括，當(dāng)所述第一差值與所述第二差值之間的第三差值與所述輸入能量的比率小于或等于預(yù)定值時確定冷卻劑流過所述發(fā)動機(jī)。20.如方案19所述的方法，進(jìn)一步地包括，在冷卻劑流過所述發(fā)動機(jī)時觸發(fā)故障指示燈。


通過詳細(xì)描述和附圖將更完整地理解本發(fā)明，其中
圖I是根據(jù)本發(fā)明原理的示例發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的原理框 圖2是根據(jù)本發(fā)明原理的示例控制系統(tǒng)的原理框 圖3是流程圖，說明根據(jù)本發(fā)明原理的示例控制方法；
圖4是曲線圖，說明當(dāng)切斷可切換水泵時發(fā)動機(jī)暖機(jī)時段期間的示例發(fā)動機(jī)溫度；和 圖5是曲線圖，說明當(dāng)沒有切斷可切換水泵時發(fā)動機(jī)暖機(jī)時段期間的示例發(fā)動機(jī)溫度。
具體實(shí)施例方式下面的描述本質(zhì)上僅僅是說明性的，并且決不意圖限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。為了清楚起見，圖中將使用相同的附圖標(biāo)記表示相似的元件。本文所用的措詞"A、B和C中的至少一個〃應(yīng)當(dāng)解釋成意味著使用非專用邏輯〃或〃的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解，方法內(nèi)的步驟可以以不同順序執(zhí)行，只要不改變本發(fā)明的原理。本文所用的術(shù)語〃模塊〃可以指的是、屬于或包括專用集成電路(ASIC)；電子電路；組合邏輯電路；現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA);執(zhí)行代碼的處理器(共用的、專用的或組);其它的提供所述功能的適當(dāng)部件；或上述的一些或全部的組合，例如在單片系統(tǒng)中。術(shù)語"模塊〃可以包括存儲由處理器執(zhí)行的代碼的存儲器(共用的、專用的或組)。上面所用的術(shù)語〃代碼〃可以包括軟件、固件和/或微代碼，并且可以指的是程序、例行程序、函數(shù)、類和/或?qū)ο?。上面所用的措詞"共用的"意味著來自多個模塊的一些或全部代碼可以使用單個(共用的)處理器來執(zhí)行。此外，來自多個模塊的一些或全部代碼可以由單個(共用的)存儲器來存儲。上面所用的措詞〃組〃意味著來自單個模塊的一些或全部代碼可以使用一組處理器來執(zhí)行。例如，處理器的多個芯和/或多個螺紋可以看做是執(zhí)行發(fā)動機(jī)。在不同實(shí)施中，執(zhí)行發(fā)動機(jī)可以在處理器、在多處理器和很多處理器中分組成多個位置，例如并行處理布置中的多個服務(wù)器。此外，來自單個模塊的一些或全部代碼可以使用一組存儲器來存儲。本文所述裝置和方法可以通過由一個或多個處理器執(zhí)行的一個或多個計算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)。計算機(jī)程序包括存儲在非暫時性有形計算機(jī)可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。計算機(jī)程序還可以包括存儲數(shù)據(jù)。非暫時性有形計算機(jī)可讀介質(zhì)的非限制性例子是非易失性存儲器、磁存儲器和光存儲器。根據(jù)本發(fā)明的一種系統(tǒng)和方法測量發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度(ECT)和發(fā)動機(jī)材料溫度(EMT)并且基于ECT和EMT確定冷卻劑是否流入發(fā)動機(jī)。EMT是制造發(fā)動機(jī)的材料的溫度。雖然發(fā)動機(jī)是在發(fā)動機(jī)起動之后暖機(jī)的，但是，當(dāng)冷卻劑流入發(fā)動機(jī)時，ECT和EMT可以以大致相同的速度升高。相反地，當(dāng)冷卻劑沒有流入發(fā)動機(jī)時，EMT可以以比ECT更大的速度升高。因此，可以在沒有冷卻劑流量傳感器的情況下確定冷卻劑流量，降低車輛成本。
現(xiàn)在參照圖I，給出示例發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的原理框圖。發(fā)動機(jī)102為車輛產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。雖然把發(fā)動機(jī)102示為且將論述為火花點(diǎn)火式，但是，發(fā)動機(jī)102可以是其它適當(dāng)類型的發(fā)動機(jī)，例如壓縮點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)。經(jīng)由進(jìn)氣歧管104把空氣吸入發(fā)動機(jī)102中。使用節(jié)氣門106可以改變進(jìn)入發(fā)動機(jī)102的空氣流量。一個或多個燃料噴射器例如燃料噴射器110把燃料與空氣混合以形成空氣/燃料混合物?？諝?燃料混合物在發(fā)動機(jī)102的氣缸例如氣缸110內(nèi)燃燒。雖然把發(fā)動機(jī)102描寫成包括單個氣缸,但是發(fā)動機(jī)102可以包括一個以上的氣缸。氣缸110包括與曲軸112機(jī)械連接的活 塞(未示出)。氣缸114內(nèi)的一個燃燒循環(huán)可以包括四個階段進(jìn)氣階段、壓縮階段、燃燒階段和排氣階段。在進(jìn)氣階段期間，活塞朝著最低位置移動并且把空氣吸入氣缸110中。在壓縮階段期間，活塞朝著最高位置移動并且壓縮氣缸110內(nèi)的空氣或空氣/燃料混合物。在燃燒階段期間，來自火花塞114的火花點(diǎn)燃空氣/燃料混合物。空氣/燃料混合物的燃燒驅(qū)動活塞回至最低位置，并且活塞驅(qū)動曲軸112的旋轉(zhuǎn)。得到的廢氣經(jīng)由排氣歧管116排出氣缸110而完成排氣階段和燃燒循環(huán)。發(fā)動機(jī)102經(jīng)由曲軸112輸出轉(zhuǎn)矩給變速器(未示出)。發(fā)動機(jī)102的冷卻系統(tǒng)118包括散熱器120和水泵122。散熱器120冷卻流過散熱器120的冷卻劑，水泵122使冷卻劑循環(huán)經(jīng)過發(fā)動機(jī)102和散熱器120。冷卻劑從散熱器120流向水泵122，從水泵122經(jīng)進(jìn)水軟管124流向發(fā)動機(jī)102，并且，從發(fā)動機(jī)102經(jīng)出水軟管126流回散熱器120。水泵122可以是離心泵，其包括與由連接到曲軸112的傳動帶(未示出)驅(qū)動的帶輪接合的葉輪。冷卻劑可以經(jīng)由位于水泵122的中心附近的進(jìn)口進(jìn)入水泵122，并且，葉輪可以把冷卻劑沿徑向向外推到位于水泵122外側(cè)的出口。水泵122可以是可切換水泵，其包括在水泵122切斷和接通時相應(yīng)地使葉輪與帶輪分離和接合的離合器。替代地，該水泵可以是電動泵。發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM) 128基于從點(diǎn)火開關(guān)130和一個或多個傳感器收到的輸入控制節(jié)氣門106、燃料噴射器108和火花塞114以及水泵122。點(diǎn)火開關(guān)130可以是駕駛員轉(zhuǎn)動或按壓以起動發(fā)動機(jī)102的鑰匙或按鈕。ECM128可以基于收到的輸入觸發(fā)故障指示燈(MIU132。當(dāng)觸發(fā)時，MIL 132通知駕駛員發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100有故障。例如，如果水泵122是可切換水泵，ECM128可以觸發(fā)MIL 132以在水泵122卡住的時候通知駕駛員。雖然MIL132稱作燈，但是，MIL 132可以使用除燈以外的媒介例如聲音和振動通知駕駛員有故障。傳感器可以包括發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度(ECT)傳感器134、發(fā)動機(jī)材料溫度(EMT)傳感器136和曲軸位置(CPS)傳感器138。ECT傳感器134測量發(fā)動機(jī)102中的冷卻劑的溫度。ECT傳感器134可以位于發(fā)動機(jī)102出口附近的冷卻劑中。EMT傳感器136測量制造發(fā)動機(jī)102的材料(例如鋼)的溫度。EMT傳感器126可以位于包含在發(fā)動機(jī)102中的發(fā)動機(jī)機(jī)體或氣缸蓋的材料中。CPS傳感器138測量曲軸112的位置。ECM 128可以基于曲軸112的排量確定發(fā)動機(jī)102的轉(zhuǎn)速。現(xiàn)在參照圖2，ECMl28包括溫度確定模塊202、能量估計模塊204和運(yùn)轉(zhuǎn)時間確定模塊206。溫度確定模塊202基于從ECT傳感器134和EMT傳感器136收到的輸入確定發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度和發(fā)動機(jī)材料溫度。溫度確定模塊202輸出發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度和發(fā)動機(jī)材料溫度。能量估計模塊204估計輸入冷卻系統(tǒng)118中的能量數(shù)量。能量估計模塊204可以基于發(fā)動機(jī)102的指示功率、環(huán)境溫度和/或車速估計輸入能量。能量估計模塊204可以基于指示轉(zhuǎn)矩和從CPS傳感器138收到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速確定指示功率。能量估計模塊204可以基于進(jìn)氣流量、火花正時、燃料流量和/或發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速估計指示功率。能量估計模塊204輸出該輸入能量。能量估計模塊204可以以迭代原則估計輸入能量并且把控制回路迭代之間的輸入能量相加以獲得總輸入能量。例如，能量估計模塊204可以估計前一迭代與當(dāng)前迭代之間的輸入能量，并且把這些迭代之間的輸入能量加到前一總輸入能量上以獲得當(dāng)前總輸入能量。能量估計模塊204可以在發(fā)動機(jī)起動時開始估計輸入能量并且在發(fā)動機(jī)暖機(jī)時段期間繼續(xù)累計輸入能量?？刂苹芈返g的時段可以是I秒。因此，能量估計模塊204可以每隔I秒估計輸入能量。
運(yùn)轉(zhuǎn)時間確定模塊206確定發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間。發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間是發(fā)動機(jī)102的運(yùn)轉(zhuǎn)時段，其在發(fā)動機(jī)102最開始起動時開始并且一直延續(xù)到發(fā)動機(jī)102停止。運(yùn)轉(zhuǎn)時間確定模塊206可以基于從點(diǎn)火開關(guān)130收到的輸入確定發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間。例如，運(yùn)轉(zhuǎn)時間確定模塊206可以在駕駛員起動發(fā)動機(jī)102時開始增加發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間并且在駕駛員停下發(fā)動機(jī)102時停止增加發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間。運(yùn)轉(zhuǎn)時間輸出該模塊206輸出該發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間。泵啟用模塊208通過命令水泵122開和關(guān)相應(yīng)地啟用和停用水泵122。泵啟用模塊208可以基于發(fā)動機(jī)材料溫度、發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度、發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間和/或其它參數(shù)例如加熱換氣空調(diào)(HVAC系統(tǒng))產(chǎn)生的請求啟用和停用水泵122。當(dāng)發(fā)動機(jī)102最開始起動且發(fā)動機(jī)材料溫度小于預(yù)定溫度時，泵啟用模塊208可以停用水泵122。當(dāng)發(fā)動機(jī)材料溫度大于預(yù)定溫度時，栗啟用t旲塊208可以啟用水栗122。泵啟用模塊208可以以基本模式操作，在這種模式下，在剩余行程中，水泵122保持啟用(例如直到發(fā)動機(jī)102停止)。替代地，泵啟用模塊208可以以高級模式操作，在這種模式下，在整個行程中，水泵122是停用和啟用的。泵啟用模塊208輸出信號，指示水泵122是啟用還是停用。流量確定模塊210基于發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度和發(fā)動機(jī)材料溫度確定經(jīng)過發(fā)動機(jī)102的冷卻劑流量。流量確定模塊210可以確定冷卻劑是否流過發(fā)動機(jī)102和/或流過發(fā)動機(jī)102的冷卻劑數(shù)量。當(dāng)發(fā)動機(jī)102起動時，和/或，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間大于預(yù)定時段(例如20秒至30秒之間)，流量確定模塊210可以確定命令水泵122關(guān)時的冷卻劑流量。該預(yù)定時段可以允許冷卻劑循環(huán)經(jīng)過發(fā)動機(jī)102，允許燃燒以加熱發(fā)動機(jī)材料并且允許傳感器134、136達(dá)到使它們的輸出精確的溫度。流量確定模塊210可以基于發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度與發(fā)動機(jī)材料溫度之間的差值的比確定冷卻劑流量。這個比可以基于下式確定
(I)
r = [(EMT - ECT) — {EMF^ ECT0 )]I EfiergyK
式中，r是比，EMT是當(dāng)前時間的發(fā)動機(jī)材料溫度，ECT是當(dāng)前時間的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度，EMTtl是前一時間的發(fā)動機(jī)材料溫度，ECTtl是前一時間的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度，Energy是輸入能量，k是常數(shù)。前一時間可以是發(fā)動機(jī)102最開始起動時。Energy可以是在前一時間與當(dāng)前時間之間的時段期間輸入冷卻系統(tǒng)118中的能量數(shù)量。常數(shù)k可以是預(yù)先確定的，以在冷卻劑沒有流過發(fā)動機(jī)102時生成具有恒定數(shù)值的比率r。在這方面，比率r可以稱為標(biāo)準(zhǔn)化比率。當(dāng)冷卻劑流過發(fā)動機(jī)102時，比率r可以減小。流量確定模塊210可以在該比率大于預(yù)定值時確定冷卻劑沒有流過發(fā)動機(jī)102。相反地，流量確定模塊210可以在該比率小于或等于該預(yù)定值時確定冷卻劑流過發(fā)動機(jī)102。該預(yù)定值可以是基于在發(fā)動機(jī)102暖機(jī)且冷卻劑流過發(fā)動機(jī)102的同時的測試期間觀測到的最大比率。流量確定模塊210可以在每個控制回路迭代中確定該比率。正如上面論述的，控制回路迭代之間的時段可以是I秒。因此，流量確定模塊210可以在經(jīng)過發(fā)動機(jī)102的冷卻劑流量的變化實(shí)際發(fā)生時的一秒內(nèi)識別該變化。流量確定模塊210輸出信號，指示冷卻 劑是否流過發(fā)動機(jī)102。指示器啟用模塊212基于冷卻劑是否流過發(fā)動機(jī)102而觸發(fā)MIL 132。正如上面論述的，當(dāng)發(fā)動機(jī)102最開始起動時，泵啟用模塊208可以停用水泵122。泵啟用模塊208可以停用水泵122以提高燃料經(jīng)濟(jì)性。然而，水泵122可能不按指令切斷，因?yàn)椋?，卡在使水?22的葉輪分離的離合器中的碎片。指示器啟用模塊212可以在冷卻劑流過發(fā)動機(jī)102時觸發(fā)MIL 13，指示水泵122卡住了。當(dāng)觸發(fā)時，MIL 132提供對水泵122卡住的通告。接下來，可以修理或更換水泵122，由停用水泵122而獲得的燃料經(jīng)濟(jì)性改善可以重新得到實(shí)現(xiàn)。因此，上述的控制系統(tǒng)在沒有冷卻劑流量傳感器的附加成本的情況下實(shí)現(xiàn)對水泵故障的識別。另外，因?yàn)樵摌?biāo)準(zhǔn)化比率是基于物理學(xué)的，識別的故障可以直接與冷卻劑流量有相互關(guān)系。雖然該控制系統(tǒng)可以包括識別水泵控制模塊例如泵啟用模塊208的輸出驅(qū)動器中的電路故障的一個或多個模塊，但是，控制系統(tǒng)還可以識別水泵中的故障。雖然該控制系統(tǒng)是參照可切換水泵進(jìn)行描述的，但是，該控制系統(tǒng)可以用來識別常規(guī)水泵中的故障。例如，該控制系統(tǒng)可以確定冷卻劑流量何時小于預(yù)期，指示常規(guī)水泵中的故障。另外，該控制系統(tǒng)可以在冷卻劑流量小于預(yù)期的時候通知駕駛員、降低發(fā)動機(jī)輸出功率和/或停止發(fā)動機(jī)?，F(xiàn)在參照圖3，一種用于確定發(fā)動機(jī)中的冷卻劑流量的方法開始于302。確定發(fā)動機(jī)中的冷卻劑流量可以包括確定冷卻劑是否流過發(fā)動機(jī)和/或確定流過發(fā)動機(jī)的冷卻劑數(shù)量。在304，該方法確定是否命令可切換水泵關(guān)。如果304為真，該方法繼續(xù)。如果304為假，該方法繼續(xù)確定是否命令該可切換水泵關(guān)。在306，該方法確定發(fā)動機(jī)材料溫度是否小于預(yù)定溫度。該方法可以基于發(fā)動機(jī)暖機(jī)時段期間發(fā)動機(jī)材料溫度的升高確定冷卻劑流量。因此，該預(yù)定溫度可以確保發(fā)動機(jī)材料溫度的升高足以滿足冷卻劑流量的確定。如果306為真，該方法繼續(xù)到308。如果306為假，該方法在310結(jié)束。在308，該方法估計輸入發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的能量的量。該方法可以基于發(fā)動機(jī)的指示功率、環(huán)境溫度和/或車速估計該輸入能量。該方法可以基于進(jìn)氣流量、火花正時、燃料流量和/或發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速估計該指示功率。
在312，該方法計算發(fā)動機(jī)材料溫度與發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度之間差值與該輸入能量的標(biāo)準(zhǔn)化比率。該方法可以分別在第一和第二時間計算發(fā)動機(jī)材料溫度與發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度的第一和第二差值。該標(biāo)準(zhǔn)化比率可以是該第一差值與該第二差值之間的第三差值與輸入能量自乘標(biāo)準(zhǔn)化常數(shù)的冪的比率。在314，該方法確定該標(biāo)準(zhǔn)化比率是否大于預(yù)定值。該預(yù)定值可以是基于發(fā)動機(jī)暖機(jī)時段期間在冷卻劑流過發(fā)動機(jī)的同時觀測到的最大比率。如果314為真，該方法繼續(xù)到316。如果314為假，該方法繼續(xù)到318。在316，該方法增加樣本數(shù)。在320，該方法確定該樣本數(shù)是否大于或等于樣本數(shù)限值(例如200)。如果320為真，該方法在310結(jié)束。如果320為假，該方法繼續(xù)到308。在318，該方法增加失效數(shù)。在322，該方法確定該失效數(shù)是否小于失效數(shù)限值(例如100)。如果322為真，該方法繼續(xù)到316。如果322為假，該方法在324指示泵故障。因此，當(dāng)在樣品數(shù)大于或等于樣品數(shù)限值之前失效數(shù)大于或等于失效數(shù)限值時，該方法指示泵故障。
上述方法可以每個行程執(zhí)行一次，這個行程可以是駕駛員開動和停止發(fā)動機(jī)時分別開始和停止的事件。從308到320再回到308的控制回路迭代可以持續(xù)一秒。因此，如果樣品數(shù)限值是200，那么該方法可以在200秒連續(xù)地確定發(fā)動機(jī)中的冷卻劑流量?？梢哉{(diào)整樣品數(shù)限值以調(diào)整該時段為I分鐘與5分鐘之間的數(shù)值(例如3分鐘)。參照圖4，發(fā)動機(jī)材料溫度402和發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度404對應(yīng)于沒有冷卻劑流過發(fā)動機(jī)時(例如當(dāng)可切換水泵切斷時)的發(fā)動機(jī)暖機(jī)時段。X軸代表時間，Y軸代表溫度。發(fā)動機(jī)暖機(jī)時段開始于406，此時，發(fā)動機(jī)最開始起動，并且在408結(jié)束。因?yàn)闆]有冷卻劑流過發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)材料溫度402比發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度404升高的速度更快。那么，在發(fā)動機(jī)暖機(jī)時段期間，發(fā)動機(jī)材料溫度402與發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度404之間的差值增大。然而，在發(fā)動機(jī)暖機(jī)時段期間，發(fā)動機(jī)燃燒產(chǎn)生的能量數(shù)量也升高。因此，在整個發(fā)動機(jī)暖機(jī)時段，標(biāo)準(zhǔn)化比率保持恒定數(shù)值(例如I)。參照圖5，發(fā)動機(jī)材料溫度502和發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度504對應(yīng)于冷卻劑流過發(fā)動機(jī)時(例如當(dāng)可切換水泵接通或卡住時)的發(fā)動機(jī)暖機(jī)時段。X軸代表時間，Y軸代表溫度。發(fā)動機(jī)暖機(jī)時段開始于506，此時，發(fā)動機(jī)最開始起動，并且在508結(jié)束。因?yàn)槔鋮s劑流過發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)材料溫度402和發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度404升高的速度大致相同。那么，在發(fā)動機(jī)暖機(jī)時段期間，發(fā)動機(jī)材料溫度502與發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度504之間的差值相對恒定。因?yàn)樵诎l(fā)動機(jī)暖機(jī)時段期間發(fā)動機(jī)燃燒產(chǎn)生的能量數(shù)量升高，所以在整個發(fā)動機(jī)暖機(jī)時段，標(biāo)準(zhǔn)化比率減小。能夠以多種形式實(shí)施本發(fā)明的寬泛教導(dǎo)。因此，盡管本發(fā)明包含特定例子，但是本發(fā)明的真實(shí)范圍不應(yīng)當(dāng)受此限制，因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員一旦研讀附圖、說明書和下列權(quán)利要求，其它改型將變得顯而易見。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括 溫度確定模塊，其基于從發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度傳感器收到的輸入確定發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度并且基于從發(fā)動機(jī)材料溫度傳感器收到的輸入確定發(fā)動機(jī)材料溫度,其中，所述發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度是發(fā)動機(jī)中的冷卻劑的溫度，并且，所述發(fā)動機(jī)材料溫度是發(fā)動機(jī)機(jī)體和氣缸蓋中的至少一者的溫度；和 流量確定模塊，其基于所述發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度和所述發(fā)動機(jī)材料溫度選擇性地確定經(jīng)過所述發(fā)動機(jī)的冷卻劑流量。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述流量確定模塊在與所述發(fā)動機(jī)流體連通的可切換水泵被指令關(guān)閉時確定所述冷卻劑流量。
3.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述流量確定模塊在所述發(fā)動機(jī)起動且所述發(fā)動機(jī)材料溫度小于預(yù)定溫度時確定所述冷卻劑流量。
4.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述流量確定模塊在所述發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時段大于預(yù)定時段時確定所述冷卻劑流量，其中，所述運(yùn)轉(zhuǎn)時段開始于所述發(fā)動機(jī)初始起動的時候。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述流量確定模塊基于所述發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度與所述發(fā)動機(jī)材料溫度之間的差值確定所述冷卻劑流量。
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述流量確定模塊基于所述發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度與所述發(fā)動機(jī)材料溫度在第一時間的第一差值和所述發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度與所述發(fā)動機(jī)材料溫度在第二時間的第二差值確定所述冷卻劑流量。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述流量確定模塊基于在所述第一時間與所述第二時間之間的時段期間輸入所述發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)中的能量的量確定所述冷卻劑流量。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步地包括能量估計模塊，其基于所述發(fā)動機(jī)的指示功率估計所述輸入能量。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述第一差值與所述第二差值之間的第三差值與所述輸入能量的比率小于或等于預(yù)定值時，所述流量確定模塊確定冷卻劑流過所述發(fā)動機(jī)。
10.一種方法，包括 基于從發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度傳感器收到的輸入確定發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度，其中，所述發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度是發(fā)動機(jī)中的冷卻劑的溫度； 基于從發(fā)動機(jī)材料溫度傳感器收到的輸入確定發(fā)動機(jī)材料溫度,其中，所述發(fā)動機(jī)材料溫度是發(fā)動機(jī)機(jī)體和氣缸蓋中的至少一者的溫度；和 基于發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度和所述發(fā)動機(jī)材料溫度選擇性地確定經(jīng)過發(fā)動機(jī)的冷卻劑流量。
全文摘要
本發(fā)明涉及確定發(fā)動機(jī)中的冷卻劑流量的系統(tǒng)和方法。具體地，一種系統(tǒng)包括溫度確定模塊和流量確定模塊。該溫度確定模塊基于從發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度傳感器收到的輸入確定發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度并且基于從發(fā)動機(jī)材料溫度傳感器收到的輸入確定發(fā)動機(jī)材料溫度。該發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度是發(fā)動機(jī)中的冷卻劑的溫度，該發(fā)動機(jī)材料溫度是發(fā)動機(jī)機(jī)體和氣缸蓋中的至少一者的溫度。該流量確定模塊基于發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度和發(fā)動機(jī)材料溫度選擇性地確定經(jīng)過發(fā)動機(jī)的冷卻劑流量。
文檔編號F01P7/16GK102787901SQ20121015531
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者D.A.比亞萊斯, I.安尼洛維奇, M.布魯諾, M.比蘭恰 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司