[发明专利]用于监测冷却系统的方法和系统

说明书

本发明涉及用于监测冷却系统的方法和系统。提供用于确定冷却剂系统健康的方法和系统。在一个示例中，方法包括基于在散热器的出口处的估计的冷却剂温度的振荡预测冷却剂系统中的劣化。该方法可基于估计的冷却剂温度进一步控制发动机。

技术领域

本说明书主要涉及用于基于在散热器核心的端部(end)与散热器下部软管(lowerhose)和加热器核心输出管线的接合点之间的位置处估计的冷却剂温度来监测冷却系统健康(health)的方法和系统。

背景技术

在汽车热管理中，冷却系统中的冷却剂温度被严格控制，以改善发动机效率和排放。冷却系统可包括作为主要热交换器的散热器和用于控制通过散热器的冷却剂流的恒温器。例如，在一个恒温器位置处，冷却剂流可绕过散热器，使得可利用废热来预热发动机。在另一个恒温器位置处，冷却剂流可通过散热器用于最大的排热。冷却系统的劣化(诸如恒温器劣化)可使发动机燃料消耗和排放恶化。

用于监测冷却系统的其他尝试包括将估计的发动机冷却剂温度与测量的发动机冷却剂温度进行比较。Davison等人在U.S.6302065 B1中示出一个示例性方法。其中，经由冷却剂温度模型估计发动机冷却剂温度。基于恒温器位置，使用高冷却剂温度模型或低冷却剂温度模型来估计发动机冷却剂温度。如果估计的和测量的发动机冷却剂温度之间的差大于阈值，然后能够确定冷却剂温度传感器和恒温器的劣化。

发明内容

然而，本文发明人已经认识到此类方法的潜在问题。作为一个示例，冷却系统中的冷却剂温度响应于恒温器的位置而振荡。冷却剂温度的振荡可导致系统劣化。例如，散热器中的冷却剂温度的振荡可导致散热器的不同部分的膨胀和收缩，并且可导致散热器故障，诸如泄漏。除冷却剂泄漏之外，散热器故障还可导致发动机过热和对车辆系统的严重损坏。此外，当将热的发动机冷却剂引入散热器中的冷的大量冷却剂时，由于热的冷却剂和冷的冷却剂之间的粘度差，形成停滞的流动袋(pocket)。由于热应变和疲劳引起的散热器故障更可能发生在由流动停滞或间歇流动引起的高温变化区域附近。

在一个示例中，上述问题可通过一种方法来解决，所述方法包括：用恒温器调节冷却剂流；基于恒温器位置，估计在散热器核心的端部与散热器下部软管和加热器核心输出管线的接合点之间的位置处的冷却剂温度；以及基于估计的冷却剂温度来指示冷却系统健康。这样，可在发生系统劣化之前评估冷却系统健康，使得可采取程序来防止未来的系统故障。

作为一个示例，方法可基于散热器出口处估计的冷却剂温度来确定散热器故障和恒温器劣化。散热器出口被限定为散热器壳体上的开口，下部软管联接到该开口。冷却剂温度可被估计为散热器出口处的冷却剂流速的数学函数。散热器出口处的冷却剂流动的方向取决于恒温器位置。恒温器可处于第一位置，以停止低温冷却剂从恒温器到散热器，并且可处于第二位置，以允许高温冷却剂从恒温器到散热器。与散热器出口流体连通的冷却剂泵可将冷却剂泵送到气缸体。在散热器旁路模式中，当没有冷却剂从恒温器流到散热器入口时，操作冷却剂泵可从延伸到散热器出口的泵入口产生低压条件。低压条件可经由散热器排出管将热的冷却剂从加热器核心抽到散热器出口。因此，散热器出口处的冷却剂温度可受从加热器核心抽出的反向的热的冷却剂流影响。通过将反向的冷却剂流并入到模型中，可精确地模拟冷却系统中的冷却剂温度振荡。该模型还可用于估计其他发动机操作参数，诸如发动机温度和散热器温度，用于改善的发动机控制。通过评估冷却剂温度的估计振荡，散热器故障可以实时预测，而不需要额外的硬件。通过将估计的冷却剂温度与散热器出口处测量的冷却剂温度进行比较，也可确定恒温器劣化。

应当理解，提供上述发明内容是为以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由随附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1A示意性地示出用于发动机的冷却系统的示例性实施例，其中，恒温器在第一位置处。