[发明专利]节温器诊断方法及系统、发动机冷却系统及电子控制器

说明书

本发明提供了一种节温器诊断方法，对于节温器未打开前第二路水温传感器温度上升比较明显的车辆，即使发动机热管理系统在设计上可能存在一定缺陷，在不改变现有热管理系统结构和不增加硬件成本的条件下，本发明提供的诊断方法通过计算一路水温和二路水温的差异对节温器进行诊断，既提高了诊断的可靠性，也节省了更改发动机热管理系统的成本和工作量，对不同的发动机热管理系统适用性强。另外，现有诊断策略限制第二路水温传感器安装在散热器上，安装不便，安装成本高，而本发明第二路水温传感器只需安装在第二冷却管路邻接节温器之位置，安装方便且成本低。

技术领域

本发明涉及发动机散热技术领域，特别涉及一种节温器诊断方法及系统、发动机冷却系统及电子控制器。

背景技术

根据GB 18352.6—2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》的法规要求，对装有节温器的车辆，OBD(On Board Diagnostics，车载自动诊断)系统应监测节温器的工作状态是否正常。节温器是控制发动机冷却液流动路径的阀门，通过改变冷却液循环的范围来调节冷却系统的散热能力，保证发动机在合适的温度范围内工作。

如图1所示，一种双水温发动机冷却系统包括：第一冷却管路11、第二冷却管路12、散热器13和节温器14，其中，第一冷却管路11贯穿发动机15，第二冷却管路12的入水管121和出水管122分别和散热器13的两接口端相连，且第一冷却管路11的出水管111和第二冷却管路12的入水管121相连，两者之间的连通和断开通过节温器14来控制，节温器14打开时，两者便会连通，节温器14关闭时，两者便会断开，另外，第一冷却管路11的入水管112和第二冷却管路12的出水管122连通。其工作过程为：节温器14在发动机15的冷却液温度还没有达到暖机温度前处在关闭状态，发动机15的冷却液经水泵返回发动机15进行发动机15内小循环(通过第一冷却管路11实现，如图1中虚线箭头所示路径)，起到让发动机15快速升温的作用；在冷却液温度超过一定值后节温器14开启，冷却液进行大循环(通过第二冷却管路12和散热器13实现，如图1中实线箭头所示路径)从而快速散热。当节温器14有故障时(非正常开启或关闭不严泄漏)，冷却液会泄漏到第二冷却管路12，散热器13的散热作用会导致同等工况下冷却液的温度上升缓慢，特别是在低温冷起动和暖机阶段，会导致发动机15磨损、油耗和排放污染物的显著增加，因此有必要对节温器14故障进行诊断。

目前对节温器故障的诊断，一般有单水温和双水温两种方案。单水温方案需要建立无故障状态下的发动机冷却液温度模型，通过比较模拟预期温度变化曲线与实际传感器水温曲线来诊断节温器，该方法的优点是无需新增硬件，缺点是预测温度模型值的难度大，匹配工作量大、周期长、开发成本高，故单水温方案无法适应于如AGS(Active GrilleShutter，主动进气格栅)、EGR(Exhaust Gas Recirculation，废气再循环)、电控水泵和智能热管理系统等复杂发动机热管理系统的挑战，因此，目前大部分车辆选择采用双水温方案来进行节温器诊断。

常规的双水温方案需要在冷却液大循环中安装第二路水温传感器(ECT2)16，利用节温器未打开前两路水温存在明显的温度差来进行诊断，如图2所示，L11和L12分别为在正常情况下第一冷却管路11的一路水温(简称一路水温)和第二冷却管路12的二路水温(简称二路水温)随发动机起动时间T的变化曲线，L13和L14分别为在节温器14出现故障的情况下一路水温和二路水温随发动机起动时间T的变化曲线，因此，节温器14未开前第二路水温传感器16测量的二路水温应保持不变或有较小的温升，与第一路水温传感器(ECT1)17测量的一路水温存在明显的温度差，当第二路水温传感器16测得的二路水温达到一定值时进行判定：若此时二路水温高于过阈值，判定节温器14正常；若此时一路水温一直低于此阈值，则报出节温器14故障。该方法虽然新增一个水温传感器硬件(即ECT2)，但能够较为精确的诊断节温器14，适用于越来越复杂的发动机热管理系统，且匹配工作量小、周期短、开发成本低，两级水温传感器诊断节温器14的方法是越来越多的整车厂的选择。