[发明专利]用于监测热交换器性能的系统和方法

说明书

一种机器具有动力源和冷却系统，该冷却系统被配置为在动力源和热交换器之间循环冷却剂。该冷却系统具有第一传感器和第二传感器，第一传感器被配置为感测环境温度并提供指示环境温度的第一信号，第二传感器被配置为感测冷却剂的实际温度并提供指示实际的冷却剂温度的第二信号。冷却系统具有与第一传感器和第二传感器通信以接收第一信号和第二信号的控制器。该控制器被配置为基于环境温度和热交换器的模型计算预测的冷却剂温度，并且将预测的冷却剂温度与实际的冷却剂温度进行比较。该控制器还被配置为至少部分地基于所述比较来提供警报。

技术领域

本发明涉及一种具有冷却系统的机器，更具体地，涉及用于监测冷却系统的热交换器的性能的系统和方法。

背景技术

在诸如拖运卡车、平地机、采矿卡车或挖掘机等场所上进行工作的机器通常具有内燃机或在操作期间可能过热的其他部件。过热可能降低机器部件的使用寿命，损坏部件或机器，和/或导致故障时间，从而损害生产率。为了防止过热，这些机器通常具有从易于过热的部件带走热量的冷却系统。

例如，典型的冷却系统可以使诸如空气、油或水的流体冷却剂循环通过机器发动机的通道。冷却剂可从发动机吸收热量，从而冷却发动机并防止其过热。冷却剂然后可以通过热交换器，例如散热器。风扇推动或拉动空气通过热交换器的通道，其从冷却剂中去除热量，使得其可以再循环以继续冷却发动机。

然而，冷却系统有时会发生故障，导致上述与过热相关的问题。Lin等人的美国专利No.8,370,052(“’052申请”)描述了一种用于诊断冷却系统中的故障的算法。“’052申请”的算法将发动机启动过程中的实际的冷却剂温度与预测的冷却剂温度进行比较(如果不存在冷却系统错误的话，则应该发生)，以识别冷却系统故障情况。如果检测到故障，则算法将运行风扇，并检查冷却剂温度是否显著改变，’052申请认为这种变化允许将恒温器错误与车辆配置错误区分开。

尽管’052申请的技术可以帮助识别冷却系统的问题，但是它可能是有缺陷的。例如，某些类型的冷却系统故障可能不会在启动时出现，而是在其他操作条件下出现。并且虽然’052申请算法可以检测恒温器的错误，但是可能出现算法不能检测到的其他类型的冷却系统故障。

例如，随着时间推移，污垢、灰尘和其他碎屑可能积聚在热交换器的通道内，特别是在诸如垃圾填埋场、矿山或挖掘场所的含尘环境中操作的机器上。碎屑的积聚可能降低机器冷却系统的性能，使得机器更可能过热。如果未检查足够长的时间，则热交换器的通道和/或芯部可能被堵塞，从而防止环境空气循环通过通道并从冷却剂移除热量。碎屑最终可能变硬并且变得难以去除，这需要更昂贵的维护或更换热交换器，如果较早发现堵塞，这些热交换器可能仍会保留使用寿命。

本发明旨在克服用于监测冷却系统的性能的现有系统和方法的上述一个或多个问题和/或其他问题。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种机器，该机器包括动力源和被配置为在动力源和热交换器之间循环冷却剂的冷却系统。冷却系统可包括第一传感器，该第一传感器被配置为感测环境温度并提供指示环境温度的第一信号。该冷却系统可包括第二传感器，该第二传感器被配置为感测冷却剂的实际温度并且提供指示实际的冷却剂温度的第二信号。冷却系统还可包括与第一传感器和第二传感器通信以接收第一信号和第二信号的控制器。该控制器可以被配置为基于环境温度并且基于热交换器的模型来计算预测的冷却剂温度，并且将预测的冷却剂温度与实际的冷却剂温度进行比较。该控制器还可以被配置为至少部分地基于所述比较来提供警报。

本发明的另一方面涉及一种用于监测具有动力源的机器的冷却系统的热交换器的性能的方法。该方法可包括通过冷却系统使冷却剂在动力源和热交换器之间循环。该方法还可以包括感测环境温度和感测冷却剂的实际温度。该方法还可包括与冷却系统相关联的控制器，该控制器基于环境温度和热交换器的模型计算预测的冷却剂温度。该方法还可以包括将预测的冷却剂温度与实际的冷却剂温度进行比较。该方法还可以包括至少部分地基于所述比较来提供警报。