СПОСОБ ДЛЯ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2017 года по МПК F01P7/14 B60H1/04 F01P11/14 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящая заявка относится к способам и системам охлаждения двигателя для изменения температуры хладагента, считываемой в термостате.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Транспортные средства могут включать в себя системы охлаждения, выполненные с возможностью уменьшения перегрева двигателя посредством передачи тепла в окружающий воздух. Здесь, хладагент циркулирует через блок цилиндров двигателя для перемещения тепла из прогретого двигателя, и нагретый хладагент затем циркулирует через радиатор около передней части транспортного средства. Нагретый хладагент также может циркулировать через теплообменник для нагрева пассажирского салона. Поток хладагента через различные компоненты системы транспортного средства управляется на основании температуры хладагента, считываемой в термостате.

Один примерный подход для управления системой охлаждения показывается автором Ap и другими в заявке на патент США US20050000473. Здесь, главная линия хладагента соединяется с одним или более вторичными контурами хладагента с помощью различных перепускных каналов и клапанов. Позиция клапанов и, соответственно, поток хладагента через систему двигателя основаны по меньшей мере на состоянии нагрузки на двигатель. В частности, когда нагрузка на двигатель является низкой, и охлаждение двигателя не является приоритетом, хладагент отклоняется от главной линии во вторичные контуры для способствования охлаждению вторичных компонентов.

Тем не менее, авторы изобретения в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы такого подхода. В качестве одного примера, поскольку на поток хладагента через различные компоненты системы охлаждения оказывает влияние температура хладагента, считываемая в термостате, даже если двигатель обходится, температура хладагента, влияющая на термостат, может быть высокой, и может быть инициировано регулирование температуры хладагента в главной линии. Результирующая регулируемая температура хладагента в главной линии может быть меньше регулируемой температуры хладагента, требуемой для лучшей производительности двигателя.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном примере, некоторые из вышеизложенных проблем могут быть по меньшей мере частично разрешены способом для системы охлаждения двигателя, содержащим этап, на котором в ответ на условие работы двигателя регулируют каждый из перепускного запорного клапана и запорного клапана обогревателя системы охлаждения для задерживания первого количества хладагента в блоке цилиндров двигателя при циркуляции второго количества хладагента в термостате.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором первое количество хладагента задерживают в первом контуре системы охлаждения и в котором второе количество хладагента циркулирует во втором контуре системы охлаждения, причем второй контур включает в себя сердцевину обогревателя выше по потоку от термостата.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором состояние работы двигателя включает в себя состояние холодного запуска двигателя.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором регулирование включает в себя, во время состояния холодного запуска двигателя, этап, на котором закрывают перепускной запорный клапан и открывают запорный клапан обогревателя для увеличения первого количества хладагента, задержанного в блоке цилиндров двигателя, относительно второго количества хладагента, циркулирующего в термостате.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором этап регулирования выполняют в течение периода времени для повышения первой температуры хладагента первого количества задержанного хладагента выше пороговой температуры, при этом вторая температура хладагента второго количества хладагента остается ниже пороговой температуры в течение этого периода времени.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором период времени основан на скорости вращения двигателя, требуемом крутящем моменте и запросе на обогрев салона транспортного средства.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором в то время как перепускной запорный клапан закрыт, вторую температуру хладагента оценивают температурным датчиком в термостате и первую температуру хладагента оценивают на основании каждой из скорости вентилятора радиатора, скорости транспортного средства, температуры окружающего воздуха и второй температуры хладагента.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, дополнительно содержащий, после того как период времени истек, этап, на котором открывают перепускной запорный клапан при поддержании запорного клапана обогревателя открытым, так что первое количество хладагента также циркулирует в термостате.

В одном из вариантов осуществления предложен способ для системы охлаждения двигателя, содержащий этап, на котором во время состояния холодного запуска двигателя закрывают каждый из первого клапана в первом контуре хладагента и второго клапана во втором контуре хладагента между двигателем и термостатом для задерживания более теплого хладагента в двигателе при циркуляции более прохладного хладагента в термостате.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором задерживание более теплого хладагента в двигателе при циркуляции более прохладного хладагента в термостате включает в себя этап, на котором прерывают протекание хладагента в радиаторе.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором этап регулирования выполняют в течение определенного периода времени для повышения первой температуры хладагента, задержанного в двигателе, выше пороговой температуры при поддержании второй температуры хладагента, циркулирующего в термостате, ниже пороговой температуры, причем период времени основан на каждом из температуры окружающего воздуха, скорости вращения двигателя и запроса на обогрев салона транспортного средства.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, дополнительно содержащий, при задерживании хладагента в двигателе в течение периода времени, этап, на котором периодически открывают первый клапан в ответ на давление в первом контуре хладагента, превышающее пороговое давление.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, дополнительно содержащий, после того как период времени истек, этап, на котором открывают первый клапан, так что хладагент, задержанный в первом контуре, циркулирует в термостате.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, дополнительно содержащий, в ответ на запрос на обогрев салона, этап, на котором открывают второй клапан, так что хладагент, задержанный во втором контуре, циркулирует в термостате.

В одном из вариантов осуществления предложен способ, в котором циркуляция хладагента, задержанного во втором контуре и/или в первом контуре в термостате, включает в себя этап, на котором обеспечивают протекание хладагента в радиаторе.

В одном из вариантов осуществления предложена система транспортного средства, содержащая блок цилиндров двигателя; систему охлаждения двигателя, соединенную с блоком цилиндров двигателя через каждый из первого контура и второго контура, при этом первый контур включает в себя первый клапан, второй контур включает в себя второй клапан, причем первый и второй контуры пересекаются в термостате; контроллер с машиночитаемыми инструкциями во время холодного запуска двигателя закрытия одного или более из первого и второго клапанов для задерживания хладагента в двигателе и повышения первой температуры хладагента в двигателе выше второй температуры хладагента в термостате.

В одном из вариантов осуществления предложена система, в которой система охлаждения дополнительно включает в себя радиатор, имеющий вентилятор, и в которой первая температура хладагента в двигателе логически выводится на основании каждой из скорости вентилятора радиатора, скорости транспортного средства, температуры окружающего воздуха и второй температуры хладагента.

В одном из вариантов осуществления предложена система, в которой контроллер включает в себя дополнительные инструкции, после того как первая температура хладагента становится выше пороговой температуры, для открытия по меньшей мере первого клапана для предоставления возможности хладагенту при первой температуре хладагента циркулировать в термостате, причем пороговая температура основана на температуре выпускного катализатора.

В одном из вариантов осуществления предложена система, в которой контроллер включает в себя дополнительные инструкции, после того как первая температура хладагента становится выше пороговой температуры, для открытия второго клапана в ответ на запрос на обогрев салона транспортного средства.

В одном из вариантов осуществления предложена система, в которой контроллер включает в себя дополнительные инструкции, в то время как первая температура хладагента становится ниже пороговой температуры, для периодического открытия первого клапана в ответ на давление хладагента в двигателе первого контура, превышающее пороговое давление.

В качестве примера, во время холодного запуска двигателя, один или более клапанов системы охлаждения могут быть закрыты, чтобы изменять количество хладагента, задержанного в блоке цилиндров двигателя, также изменяя количество хладагента, циркулирующего в термостате. Например, перепускной запорный клапан в первом перепускном контуре между двигателем и термостатом может быть закрыт, чтобы задерживать хладагент в блоке цилиндров двигателя. Дополнительно или необязательно, запорный клапан обогревателя во втором нагревательном контуре между двигателем и термостатом, ниже сердцевины обогревателя, может быть закрыт, чтобы задерживать хладагент в двигателе и сердцевине обогревателя.

В связи с этим, относительно меньшее количество задержанного хладагента в блоке цилиндров двигателя может способствовать ускорению прогрева двигателя во время холодного запуска двигателя. Относительно большое количество хладагента, циркулирующего и считываемого в термостате, затем может быть использовано для того, чтобы регулировать температуру хладагента. Например, относительно более высокая регулируемая температура может достигаться посредством закрытия перепускного запорного клапана и открытия запорного клапана обогревателя, поскольку термостат может считывать температуру на выпуске масляного охладителя. Напротив, относительно более низкая регулируемая температура может достигаться посредством закрытия запорного клапана обогревателя и открытия перепускного запорного клапана, поскольку термостат может считывать температуру хладагента головки блока цилиндров.

Таким образом, посредством избирательного подвергания термостата воздействию нагретого хладагента из различных областей системы охлаждения на фактическую результирующую температуру хладагента при измерении температуры (например, через ECT- или CHT-датчик) может оказываться влияние, и она может управляться. Другими словами, может управляться предел регулирующей температуры хладагента системы охлаждения. За счет этого переменная и управляемая температура хладагента двигателя может достигаться посредством использования существующего набора клапанов системы охлаждения. Посредством предоставления возможности изменения температуры двигателя относительно температуры, считываемой в термостате, могут достигаться преимущества с точки зрения производительности двигателя в выбранных условиях работы.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления с упрощенной формой подборки понятий, которые дополнительно описаны в подробном описании изобретения. Оно не идентифицирует ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает схематичное изображение системы транспортного средства, включающей в себя систему охлаждения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 показывает примерный вариант осуществления системы охлаждения по фиг. 1.

Фиг. 3 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа работы системы охлаждения фиг. 1-2 для задерживания количества хладагента в двигателе.

Фиг. 4 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа диагностирования запорного клапана обогревателя системы охлаждения.

Фиг. 5 показывает примерную карту тепловых взаимосвязей, которая может быть использована в процедуре по фиг. 4, чтобы диагностировать ухудшение работы запорного клапана обогревателя.

Фиг. 6 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для диагностирования перепускного запорного клапана системы охлаждения.

Фиг. 7 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа диагностирования клапана охлаждения трансмиссии и клапана обогрева трансмиссии системы охлаждения.

Фиг. 8 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для диагностирования системы заслонок решетки радиатора системы охлаждения.

Фиг. 9 показывает примерную карту тепловых взаимосвязей, которая может быть использована в процедуре по фиг. 8, чтобы диагностировать ухудшение работы системы заслонок решетки радиатора.

Фиг. 10 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа диагностирования термостата системы охлаждения.

Фиг. 11 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа регулирования открытия запорного клапана обогревателя на основании различных условий работы двигателя.

Фиг. 12 показывает примерную карту тепловых взаимосвязей, которая может быть использована в процедуре по фиг. 11, чтобы определять то, открывать или закрывать запорный клапан обогревателя.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предложены способы и системы работы системы охлаждения (к примеру, системы охлаждения по фиг. 1), соединенной с двигателем, трансмиссией и пассажирским салоном системы транспортного средства (к примеру, системы транспортного средства по фиг. 1). На основании условий работы двигателя, положение одного или более клапанов системы охлаждения может регулироваться для задерживания количества хладагента в одной области системы охлаждения при циркуляции оставшегося количества хладагента через термостат системы охлаждения. За счет этого могут быть созданы перепады температур в различных областях системы охлаждения, чтобы предоставлять функциональные преимущества двигателя. Помимо этого, идентичные перепады могут быть использованы для того, чтобы диагностировать различные компоненты системы охлаждения. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнения управляющих процедур, к примеру, процедуры по фиг. 3, чтобы регулировать положение различных клапанов во время холодного запуска двигателя для задерживания хладагента в двигателе, тем самым ускоряя нагрев хладагента в ближайшей связи с камерой сгорания. Контроллер также может регулировать различные клапаны, чтобы выполнять диагностические процедуры, к примеру, процедуры, показанные на фиг. 4, 6-8 и 10. Примерные карты тепловых взаимосвязей, которые могут быть использованы для того, чтобы помогать в диагностировании различных компонентов системы охлаждения, показаны на фиг. 5 и 9. Контроллер также может выполнять управляющую процедуру, к примеру, процедуру по фиг. 11, с помощью тепловой карты, такой как карта по фиг. 12, чтобы определять то, когда открывать клапан системы охлаждения, на основании условий работы двигателя. Посредством изменения количества хладагента, который задерживается в блоке цилиндров двигателя, могут достигаться преимущества с точки зрения экономии топлива и производительности двигателя.

Фиг. 1 показывает примерный вариант осуществления системы 100 транспортного средства, включающей в себя систему 101 охлаждения транспортного средства в автомобиле 102. Транспортное средство 102 имеет ведущие колеса 106, пассажирский салон 104 (в материалах настоящего описания также называемый пассажирской кабиной) и подкапотный отсек 103. Подкапотный отсек 103 может размещать различные подкапотные компоненты под капотом (не показан) автомобиля 102. Например, подкапотный отсек 103 может размещать двигатель 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 внутреннего сгорания имеет камеру сгорания, которая может принимать всасываемый воздух через впускной канал 44 и может выпускать выхлопные газы через выпускной канал 48. Двигатель 10, как проиллюстрировано и описано в материалах настоящего описания, может быть включен в такое транспортное средство, как безрельсовый автомобиль из других типов транспортных средств. Хотя примерные варианты применения двигателя 10 описываются в отношении транспортного средства, следует понимать, что могут быть использованы различные типы двигателей и двигательных установок транспортного средства, включающие в себя легковые автомобили, грузовики и т.д.

Подкапотный отсек 103 дополнительно может включать в себя систему 101 охлаждения, которая обеспечивает циркуляцию хладагента через двигатель 10 внутреннего сгорания, чтобы поглощать выработанное тепло, и распределяет нагретый хладагент в радиатор 80 и/или сердцевину 90 обогревателя через линии 82 и 84 (или контуры) хладагента, соответственно. В одном примере, как проиллюстрировано, система охлаждения 101 может соединяться с двигателем 10 и может обеспечивать циркуляцию хладагента двигателя из двигателя 10 в радиатор 80 через водяной насос 86 с приводом от двигателя и обратно в двигатель 10 через линию 82 хладагента. Водяной насос 86 с приводом от двигателя может соединяться с двигателем через привод 36 навесного оборудования в передней части автомобиля (FEAD) и вращаться пропорционально скорости вращения двигателя через ремень, цепь и т.д. В частности, насос 86 с приводом от двигателя может обеспечивать циркуляцию хладагента через каналы в блоке цилиндров, в головке блока цилиндров двигателя и т.д., чтобы поглощать тепло двигателя, которое затем передается через радиатор 80 в окружающую атмосферу. В одном примере, в котором насос 86 является центробежным насосом, давление (и результирующий поток), сформированное посредством насоса, может быть увеличено с повышением числа оборотов коленчатого вала, которое в примере по фиг. 1 может быть непосредственно связано со скоростью вращения двигателя. В некоторых примерах, насос 86 с приводом от двигателя может работать для обеспечения циркуляции хладагента через обе линии 82 и 84 хладагента.

Температура хладагента может регулироваться посредством термостата 38. Термостат 38 может включать в себя термочувствительный элемент 238, расположенный на пересечении линий 82, 85 и 84 охлаждения. Дополнительно, термостат 38 может включать в себя клапан 240 термостата, расположенный в линии 82 охлаждения. Как подробнее представлено на фиг. 2, клапан термостата остается закрытым до тех пор, пока хладагент не достигнет пороговой температуры, тем самым ограничивая поток хладагента через радиатор до тех пор, пока не будет достигнута пороговая температура.

Хладагент может протекать через линию 84 хладагента в сердцевину 90 обогревателя, в которой тепло может передаваться в пассажирский салон 104. Затем, хладагент протекает обратно в двигатель 10 через клапан 122. В частности, сердцевина 90 обогревателя, которая сконфигурирована как воздушно-водяной теплообменник, может обмениваться теплом с циркулирующим хладагентом и передавать тепло в пассажирский салон 104 транспортного средства на основании потребностей в обогреве от водителя. В связи с этим, сердцевина обогревателя также может соединяться с HVAC-системой транспортного средства (или системой обогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха), которая включает в себя другие компоненты, к примеру, вентилятор обогревателя и кондиционер (не показаны). На основании запроса на обогрев/охлаждение салона, принимаемого от водителя, HVAC-система может нагревать воздух в салоне с использованием нагретого хладагента в сердцевине обогревателя, чтобы повышать температуру в салоне и обеспечивать обогрев салона. В общем, приоритет нагрева может включать в себя сначала удовлетворение потребностей в обогреве салона, после чего удовлетворение потребностей в обогреве камеры сгорания, после чего удовлетворение потребностей в нагреве жидкости/смазки силовой передачи. Тем не менее, различные состояния могут изменять этот общий приоритет. В идеале, тепло не должно отводиться посредством радиатора до тех пор, пока все вышеуказанные компоненты не будут находиться в состоянии полной рабочей температуры. В связи с этим, ограничения теплообменника снижают эффективность системы.

Хладагент также может циркулировать из двигателя 10 в термостат 38 при прохождении через первый перепускной контур 85 через первый перепускной запорный клапан 121. Как конкретно представлено в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 2-3, в выбранном состоянии, к примеру, в состоянии холодного запуска двигателя, перепускной запорный клапан 121 может быть закрыт для задерживания (небольшого) количества хладагента в перепускном контуре 85 в блоке цилиндров двигателя и в головках блока цилиндров. Посредством изоляции хладагента в блоке цилиндров двигателя может предотвращаться поток хладагента мимо термочувствительного элемента 238 термостата, тем самым задерживая открытие термостатического клапана 240, предоставляющего возможность протекания в радиатор. Другими словами, циркуляция хладагента обеспечивается в первом перепускном контуре 85, когда закрыт клапан 240 термостата, закрыт перепускной запорный клапан 121, и скорость работы насоса для подачи хладагента высокая. Эта циркуляция хладагента ограничивает давление хладагента и кавитацию в насосе. В целом, прогрев двигателя может ускоряться за счет уменьшения потока тепловых потерь за пределами двигателя и за счет недопущения восприятия посредством термочувствительного элемента 238 потока горячего хладагента из двигателя. Хладагент может циркулировать из сердцевины 90 обогревателя в термостат 38 через запорный клапан 122 обогревателя. В состоянии холодного запуска двигателя, запорный клапан обогревателя также может быть закрыт для задерживания небольшого количества хладагента в линии 84 (или контуре) охлаждения. Это также дает возможность хладагенту задерживаться в блоке цилиндров двигателя, сердцевине обогревателя и головках блока цилиндров, дополнительно способствуя нагреву двигателя и трансмиссии. Более подробная информация касательно работы различных клапанов и компонентов системы 101 охлаждения конкретно представлена на фиг. 2.

Следует понимать, что хотя вышеприведенный пример показывает задержанный хладагент в двигателе посредством регулирования положения одного или более клапанов, в альтернативных вариантах осуществления, к примеру, при использовании электроприводного насоса хладагента/нагревающей жидкости, задерживание хладагента в двигателе также может достигаться посредством управления скоростью работы насоса до нуля.

Один или более нагнетателей воздуха (не показаны) и охлаждающих вентиляторов могут быть включены в систему 101 охлаждения, чтобы предоставлять усиление воздушного потока и дополнять охлаждающий воздушный поток через подкапотные компоненты. Например, охлаждающий вентилятор 92, соединенный с радиатором 80, может работать с возможностью предоставлять усиление охлаждающего воздушного потока через радиатор 80. Охлаждающий вентилятор 92 может вовлекать охлаждающий воздушный поток в подкапотный отсек 103 через отверстие в передней части транспортного средства 102, например, через систему 112 заслонок решетки радиатора. Такой охлаждающий воздушный поток затем может быть использован посредством радиатора 80 и других подкапотных компонентов (например, компонентов топливной системы, аккумуляторов и т.д.), чтобы поддерживать двигатель и/или трансмиссию прохладными. Дополнительно, воздушный поток может быть использован для того, чтобы отводить тепло из системы кондиционирования воздуха транспортного средства. Также дополнительно, воздушный поток может быть использован для того, чтобы улучшать производительность двигателя с турбонагнетателем/турбонаддувом, который оснащается промежуточными охладителями, которые уменьшают температуру воздуха, который поступает во впускной коллектор/двигатель. В одном примере, система 112 заслонок решетки радиатора может быть сконфигурирована с множеством задвижек (либо ребер, лопаток или заслонок), при этом контроллер может регулировать положение задвижек, чтобы управлять воздушным потоком через систему заслонок решетки радиатора.

Охлаждающий вентилятор 92 может соединяться и приводиться в действие посредством двигателя 10 через генератор 72 переменного тока и аккумулятор 74 системы. Охлаждающий вентилятор 92 также может механически соединяться с двигателем 10 через необязательную муфту (не показана). В ходе работы двигателя сформированный двигателем крутящий момент может быть передан в генератор 72 переменного тока вдоль ведущего вала (не показан). Сформированный крутящий момент может быть использован посредством генератора 72 переменного тока, чтобы вырабатывать электроэнергию, которая может накапливаться в устройстве накопления электроэнергии, таком как аккумулятор 74 системы. Аккумулятор 74 затем может быть использован для того, чтобы управлять электромотором 94 охлаждающего вентилятора.

Система 100 транспортного средства дополнительно может включать в себя трансмиссию 40 для передачи мощности, вырабатываемой в двигателе 10, на колеса 106 транспортного средства. Трансмиссия 40, включающая в себя различные шестерни и муфты, может быть выполнена с возможностью снижать высокую скорость вращения двигателя до более низкой скорости вращения колеса при увеличении крутящего момента в процессе. Чтобы обеспечивать регулирование температуры различных компонентов трансмиссии, система 101 охлаждения также может функционально соединяться с системой 45 охлаждения трансмиссии. Система 45 охлаждения трансмиссии включает в себя масляный охладитель 125 трансмиссии (или водомасляный теплообменник трансмиссии), расположенный внутренним или неразъемным образом с трансмиссией 40, например, в области поддона трансмиссии в местоположении ниже и/или смещенном от вращающихся элементов трансмиссии. Масляный охладитель 125 трансмиссии может иметь множество пластинчатых или ребристых элементов для целей максимальной теплопередачи. Хладагент из линии 84 хладагента может сообщаться с масляным охладителем 125 трансмиссии через трубопровод 46 и клапан 123 обогрева трансмиссии. В частности, клапан 123 обогрева трансмиссии может быть открыт, чтобы принимать нагретый хладагент из линии 84 хладагента, чтобы нагревать трансмиссию 40. В сравнении, хладагент из линии 82 хладагента и радиатора 80 может сообщаться с масляным охладителем 125 трансмиссии через трубопровод 48 и клапан 124 охлаждения трансмиссии. В частности, клапан 124 охлаждения трансмиссии может быть открыт, чтобы принимать охлажденный хладагент из радиатора 80 для охлаждения трансмиссии 40.

Фиг. 1 дополнительно показывает систему 14 управления. Система 14 управления может функционально соединяться с различными компонентами двигателя 10, чтобы выполнять управляющие процедуры и действия, описанные в материалах настоящего описания. Например, как показано на фиг. 1, система 14 управления может включать в себя электронный цифровой контроллер 12. Контроллер 12 может быть микрокомпьютером, включающим в себя микропроцессор, порты ввода-вывода, электронный носитель хранения данных для выполняемых программ и значений, используемых для калибровки, оперативное запоминающее устройство, энергонезависимое запоминающее устройство и шину данных. Как проиллюстрировано, контроллер 12 может принимать входной сигнал из множества датчиков 16, которые могут включать в себя пользовательские входные сигналы и/или показания датчиков (такие как положение передачи трансмиссии, входной сигнал педали газа, входной сигнал тормоза, положение рычага переключения передач трансмиссии, скорость транспортного средства, скорость вращения двигателя, массовый расход воздуха через двигатель, температура окружающей среды, температура всасываемого воздуха и т.д.), датчики системы охлаждения (такие как температура хладагента, температура нагрева цилиндров, скорость вентилятора, температура пассажирского салона, влажность окружающей среды, выходной сигнал термостата и т.д.) и т.п. Дополнительно, контроллер 12 может сообщаться с различными приводами 18, которые могут включать в себя привода двигателя (такие как топливные форсунки, дроссельная заслонка для всасываемого воздуха с электронным управлением, свечи зажигания и т.д.), привода системы охлаждения (такие как различные клапаны системы охлаждения) и т.п. В некоторых примерах, носитель хранения данных может программироваться с помощью машиночитаемых данных, представляющих инструкции, выполняемые посредством процессора для осуществления способов, описанных ниже, а также других вариантов, которые предполагаются, но не перечислены конкретно.

Теперь обращаясь к фиг. 2, она показывает примерный вариант 200 осуществления системы охлаждения по фиг. 1 с различными клапанами, контурами и теплообменниками.

Хладагент может циркулировать через термостат 38 из различных контуров. В связи с этим, термостат 38 сконфигурирован с термочувствительным элементом 238 для оценки температуры хладагента, циркулирующей через термостат, в то время как клапан 240 термостата, функционально соединенный с термочувствительным элементом, выполнен с возможностью открывания только тогда, когда температура выше порогового значения. В одном примере, клапан 240 термостата может быть механически приводимым в действие клапаном, таким как парафиновая пробка для силы приведения в действие/смещения, которая открывается, когда хладагент, считываемый в термочувствительном элементе (парафине), выше пороговой температуры.

Хладагент может циркулировать вдоль первого перепускного контура 220 из двигателя 10 в термостат 38. Оттуда хладагент может закачиваться обратно в двигатель посредством насоса 86. Первый перепускной контур 220 включает в себя первый перепускной запорный клапан 121. Хладагент также может циркулировать вдоль второго нагревательного контура 222 из двигателя 10 через сердцевину 90 обогревателя и масляный охладитель 225 двигателя в термостат 38. Оттуда хладагент может закачиваться обратно в двигатель посредством насоса 86. Второй нагревательный контур включает в себя второй запорный клапан 122 обогревателя. Хладагент также может циркулировать из двигателя 10, через радиатор 80, через третий контур 224, в термостат 38 на основании состояния клапана 240 термостата. В частности, когда клапан 240 термостата является открытым, хладагент может циркулировать через радиатор 80 и затем через клапан 240 термостата. Поток хладагента через радиатор может давать возможность рассеяния тепла из циркулирующего нагретого хладагента в окружающий воздух посредством вентилятора радиатора. После протекания через клапан термостата хладагент может закачиваться обратно в двигатель посредством насоса 86.

Один или более температурных датчиков могут соединяться с системой охлаждения на выпуске горячей воды из двигателя, чтобы оценивать температуру хладагента. Например, температура хладагента может быть оценена посредством датчика температуры хладагента двигателя (ECT), размещаемого с возможностью контакта с нагретым хладагентом. Альтернативно, температура хладагента может быть оценена посредством датчика температуры головки блока цилиндров (CHT), размещаемого на блоке цилиндров двигателя, например, размещаемого в нескольких миллиметрах слоя алюминия от протекающего хладагента двигателя в головке блока цилиндров.

В связи с этим, клапан 240 термостата может быть открытым в состоянии, в котором температура хладагента, циркулирующего в термочувствительном элементе 238, выше пороговой температуры. Этот циркулирующий хладагент может исходить из одного или более из первого перепускного контура 220 и второго нагревательного контура 222. Таким образом, на температуру хладагента, циркулирующего через термостат, оказывает влияние температура двигателя (т.е. количество тепла, передаваемого из двигателя в хладагент), а также запрошенная степень обогрева салона (т.е. количество тепла, извлекаемого из хладагента в сердцевине обогревателя, чтобы нагревать пассажирский салон). Как конкретно представлено на фиг. 3, посредством изменения положения запорного клапана обогревателя и перепускного запорного клапана может изменяться соотношение хладагента, циркулирующего через термостат, который протекает из двигателя, и хладагента, который протекает из сердцевины обогревателя, тем самым изменяя температуру хладагента в термостате и, соответственно, регулируемую температуру хладагента.

В сравнении, когда закрыт клапан 240 термостата, фактически невозможен поток хладагента через радиатор 80. При отсутствии потока хладагента через радиатор тепло не может рассеиваться в окружающий воздух через вентиляторы радиатора. В связи с этим, клапан 240 термостата может быть закрыт в состоянии, в котором температура хладагента, циркулирующего в термочувствительном элементе 238, ниже пороговой температуры, при этом циркулирующий хладагент исходит из одного или более из первого перепускного контура 220 и второго нагревательного контура 222.

Хладагент также может циркулировать через различные клапаны управления температурой трансмиссии, чтобы тем самым охлаждать или нагревать трансмиссию (к примеру, трансмиссию 40 по фиг. 1). Например, охлажденный хладагент может вытекать из радиатора 80 через клапан 124 охлаждения трансмиссии в масляный охладитель 125 трансмиссии, чтобы охлаждать трансмиссию. Если клапан термостата является открытым, охлажденный хладагент может возвращаться в третий контур 224, откуда хладагент может закачиваться обратно в двигатель через насос 86. Альтернативно, если термостат является закрытым, охлажденный хладагент может быть выполнен с возможностью обмена тепла в масляном охладителе 125 трансмиссии (TOC) и масляном охладителе 225 двигателя (EOC) и затем возвращаться во второй контур 222. Оттуда хладагент может закачиваться обратно в двигатель через насос 86.

Когда требуется обогрев трансмиссии, нагретый хладагент из второго контура 222 может циркулировать через клапан 123 обогрева трансмиссии в масляный охладитель 125 трансмиссии, чтобы нагревать трансмиссию. Оттуда хладагент может возвращаться во второй контур 222 в местоположении выше по потоку от масляного охладителя 225 двигателя и запорного клапана 122 обогревателя. Оттуда хладагент может закачиваться обратно в двигатель через насос 86. Аналогично, в системах транспортного средства, сконфигурированных с устройствами повышения давления, таких как турбонагнетатель 206, часть хладагента может циркулировать из нагревательного контура 222 через корпус турбонагнетателя 206, чтобы обеспечивать охлаждение устройства повышения давления. После прохождения через турбонагнетатель хладагент может дегазироваться при прохождении через баллон-дегазатор 208. Дегазированный и нагретый хладагент затем может возвращаться во второй нагревательный контур 222, выше по потоку от запорного клапана 122 обогревателя. Оттуда хладагент может закачиваться обратно в двигатель через насос 86.

Авторы изобретения в материалах настоящего описания выяснили, что посредством регулирования положения различных клапанов системы охлаждения хладагент в различных областях или контурах системы охлаждения может поддерживаться по меньшей мере временно при различных температурах хладагента. Посредством изменения температуры хладагента, циркулирующего через термостат, в таком случае может управляться состояние открытия клапана термостата, который в свою очередь управляет потоком хладагента через радиатор. Различные преимущества могут достигаться посредством этой конфигурации.

Например, если открыт только клапан 121, термостат наблюдает самый теплый хладагент, и клапан радиатора открывается раньше всего во время нагрева. По сути, это может быть преимущественным в состоянии высоких температур окружающей среды. В сравнении, если клапан 240 закрыт, клапан радиатора имеет тенденцию оставаться закрытым, поскольку клапан 240 не допускает приложения теплого хладагента к термочувствительному элементу 238. При дополнительном сравнении, хладагент, вытекающий из клапана 122, не является настолько горячим, как хладагент, вытекающий из клапана 220, и, следовательно, имеет эффект между другими двумя.

Дополнительные примеры поясняются в материалах настоящего описания. Например, как конкретно представлено на фиг. 3, хладагент может задерживаться в двигателе, чтобы давать возможность повышения температуры хладагента в двигателе, в то время как температура хладагента, циркулирующего через термостат, может сохраняться более низкой. Фактически, достигается поведение, аналогичное поведению более дорогого и сложного регулируемого термостата, и, соответственно, в результате получаются преимущества, ассоциированные с переменной регулирующей температурой хладагента. Таким образом, даже если температура хладагента в двигателе является более высокой за счет поддержания закрытым клапана термостата, поток хладагента через радиатор (и, следовательно, тепловые потери в радиаторе) может быть временно недоступным. Посредством дополнительного регулирования положения различных клапанов нагретый хладагент затем может быть направлен в компоненты транспортного средства, требующие тепла (например, в трансмиссию, требующую обогрева трансмиссии для оптимального функционирования, в сердцевину обогревателя для направления тепла в пассажирский салон и т.д.), при одновременном исключении тепловых потерь через радиатор. Затем, когда все компоненты достаточно нагреты, положения различных клапанов системы охлаждения дополнительно могут регулироваться таким образом, чтобы обеспечивать циркуляцию нагретого хладагента через термостат (в частности, в термочувствительном элементе 238), тем самым приводя к открытию клапана 240 термостата и обеспечению потока хладагента через радиатор.

В качестве примера, в состоянии холодного запуска двигателя, один или более из первого перепускного запорного клапана и второго запорного клапана обогревателя (например, каждый из первого перепускного запорного клапана и второго запорного клапана обогревателя), соединенного между первым и вторым контурами системы охлаждения, может регулироваться (например, приводиться в действие для закрытия) для задерживания количества хладагента в блоке цилиндров двигателя (например, в первом контуре выше первого клапана и во втором контуре выше второго клапана) и повышать первую температуру хладагента в блоке цилиндров двигателя в первом контуре до значения выше второй температуры хладагента оставшегося количества хладагента, циркулирующего через термостат.

Затем, после того, как двигатель прогрет в достаточной степени, один или более из первого перепускного запорного клапана и второго запорного клапана обогревателя может приводиться в действие для открытия, чтобы давать возможность ранее задержанному и теперь нагретому хладагенту достигать термостата. Например, после того, как двигатель прогрет в достаточной степени, в ответ на запрос на обогрев трансмиссии (для улучшенной производительности двигателя) может быть закрыт только перепускной запорный клапан, в то время как запорный клапан обогревателя поддерживается открытым. Как результат, нагретый хладагент, задержанный во втором контуре, может циркулировать через клапан обогрева трансмиссии, чтобы нагревать трансмиссию. Одновременно, нагретый хладагент, ранее задержанный в первом контуре, может втекать через термостат, но поскольку температура хладагента не может быть достаточно высокой для того, чтобы открывать клапан термостата, хладагент не может протекать через радиатор. Как результат, нагретый хладагент может быть преимущественно использован для того, чтобы ускорять обогрев двигателя и трансмиссии, и тепло не может бесполезно рассеиваться в окружающую среду.

В качестве другого примера, в ответ на запрос на увеличенный обогрев салона, может быть открыт перепускной запорный клапан, в то время как закрыт клапан обогрева трансмиссии, и открыт запорный клапан обогревателя. Как результат, нагретый хладагент, задержанный во втором контуре, может циркулировать через сердцевину обогревателя, чтобы нагревать пассажирский салон. Одновременно, нагретый хладагент, ранее задержанный в первом контуре, может циркулировать через термостат, но поскольку температура хладагента не может быть достаточно высокой для того, чтобы открывать клапан термостата, хладагент не может протекать через радиатор. Как результат, нагретый хладагент может быть преимущественно использован для того, чтобы нагревать салон, и тепло не может бесполезно рассеиваться в окружающую среду.

В качестве другого примера, после того, как двигатель и трансмиссия и/или салон транспортного средства нагреты в достаточной степени, может быть открыт каждый из перепускного запорного клапана и запорного клапана обогревателя. Как результат, нагретый хладагент, задержанный в каждом из первого и второго контуров, может циркулировать через термостат, и температура хладагента может быть достаточно высокой, чтобы открывать клапан термостата. Затем, нагретый хладагент может протекать через радиатор, и избыточное тепло может рассеиваться в окружающую среду. При настройке для идеального случая, тепло не отводится в окружающую среду до тех пор, пока все элементы полностью не нагреются. На практике, интенсивности теплопередачи в моторное масло или трансмиссионную жидкость могут требовать некоторого потока в радиаторе до того, как все элементы полностью нагреты.

Следует понимать, что при задерживании хладагента в двигателе в течение любого периода времени, контроллер может быть выполнен с возможностью прерывистого открытия первого перепускного запорного клапана в ответ на давление в первом контуре хладагента (или в блоке цилиндров двигателя), превышающее пороговое давление. Таким образом, перепускной запорный клапан может использоваться для сброса давления.

Регулирование положений различных клапанов подробнее представлено в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 3 и 11. В связи с этим, до регулирования положения клапанов, контроллер двигателя может выполнять диагностические процедуры, чтобы подтверждать функциональность различных клапанов. Как конкретно представлено на фиг. 4-10, диагностические процедуры также могут использовать преимущество того факта, что изменяющиеся перепады температур могут быть сформированы в различных областях/контурах системы охлаждения посредством изменения состояния одного или более клапанов системы охлаждения. Таким образом, посредством изменения положения клапанов и сравнения наблюдаемой тенденции изменения температуры хладагента с ожидаемой тенденцией может быть определено ухудшение работы клапана.

Теперь обращаясь к фиг. 3, показан примерный способ 300 регулирования положения множества клапанов системы охлаждения по фиг. 2 с тем, чтобы изменять количество хладагента, который задерживается в двигателе в то время, когда оставшееся количество циркулирует. При этом может изменяться температура хладагента, который прикладывается к клапану термостата. Поскольку клапан термостата регулируется таким образом, чтобы ограничивать температуру хладагента посредством регулирования различных клапанов системы охлаждения, может достигаться переменная и управляемая температура хладагента двигателя для хладагента, циркулирующего через термостат. Положение множества клапанов может регулироваться после подтверждения того, что каждый из клапанов функционирует ожидаемым образом. Соответственно, различные диагностические процедуры могут быть выполнены для того, чтобы подтверждать функциональность каждого из компонентов системы охлаждения на основании тепловых перепадов, созданных в различных областях или контурах системы охлаждения.

На этапе 302 могут оценивать и/или измерять условия работы двигателя. Они могут включать в себя, например, скорость вращения двигателя, температуру двигателя, температуру хладагента, температуру катализатора, окружающие условия (к примеру, температуру, давление, влажность окружающей среды), потребности в обогреве салона, требуемые крутящие моменты, скорость транспортного средства, скорость вентилятора радиатора и т.д. На этапе 304 могут подтверждать состояние холодного запуска двигателя. Это может включать в себя, например, то, что температура катализатора для нейтрализации выхлопных газов ниже температуры для отключения лампы указания, и/или то, что пороговый период времени истек с момента предыдущего запуска двигателя, то, что температура хладагента или металла двигателя ниже порогового значения и т.д.

Если не подтверждается состояние холодного запуска двигателя, например, если катализатор для нейтрализации выхлопных газов уже нагрет в достаточной степени, то в способе могут переходить к этапу 316, чтобы регулировать положение различных клапанов системы охлаждения на основании преобладающих условий работы двигателя, как конкретно представлено на фиг. 11.

Это может включать в себя, например, то, что поддерживают открытым перепускной запорный клапан, чтобы давать возможность термостату поддерживать регулирующую температуру. Альтернативно, чтобы регулировать температуру воды на выпуске, может измеряться ECT (или CHT), и может быть открыт перепускной запорный клапан, при том что вода в противном случае является слишком горячей.

Если подтверждается состояние холодного запуска двигателя, то на этапе 306 могут подтверждать то, что не ухудшается работа клапанов системы охлаждения. Как конкретно представлено на фиг. 4-9, различные диагностические процедуры могут быть выполнены для того, чтобы диагностировать состояние различных клапанов системы охлаждения. Например, клапаны могут быть последовательно (и по отдельности) открыты и закрыты в течение определенного периода времени, и может быть определено ухудшение работы клапана на основании изменения температуры хладагента в течение периода времени открытия и закрытия. Различные диагностируемые клапаны могут включать в себя, например, запорный клапан обогревателя, перепускной запорный клапан и клапан охлаждения трансмиссии. Если какой-либо из клапанов диагностируется как нефункциональный, то на этапе 307 ухудшение работы клапана может указываться посредством задания диагностического кода. Например, могут задаваться диагностические коды неисправностей (DTC). В некоторых вариантах осуществления, могут предприниматься дополнительные компенсирующие действия. Например, если определяется, что перепускной запорный клапан остается в закрытом состоянии, может быть открыт запорный клапан обогревателя, и наоборот. В качестве другого примера, если определяется, что клапан обогрева трансмиссии остается в открытом состоянии, может быть открыт клапан охлаждения трансмиссии, чтобы уравновешивать это, и наоборот. В качестве дополнительного примера, если как перепускной запорный клапан, так и запорный клапан обогревателя остаются в закрытом состоянии, может быть ограничена скорость вращения двигателя. Также дополнительно, если температура хладагента двигателя (ECT) или температура головки блока цилиндров (CHT) начинают подъем выше порогового значения, двигатель может быть охлажден изнутри с помощью воздуха через выемку вращающегося инжектора.

После подтверждения того, что работают различные клапаны системы охлаждения, процедура переходит к этапу 308, на котором может подтверждаться то, что работа термостата системы охлаждения не ухудшается. Это может включать в себя то, что подтверждают то, что работа клапана термостата не ухудшается и/или работа термочувствительного элемента термостата не ухудшается. Как конкретно представлено на фиг. 10, различные диагностические процедуры могут быть выполнены для того, чтобы диагностировать состояние термостата системы охлаждения. Если термостат диагностируется как нефункциональный, то на этапе 309 ухудшение работы термостата может указываться посредством задания диагностического кода, к примеру, диагностического кода неисправности. В некоторых вариантах осуществления, могут предприниматься дополнительные компенсирующие действия. Например, если определено, что клапан термостата остается в открытом состоянии, ничего нельзя сделать. Тем не менее, если определено, что клапан термостата остается в закрытом состоянии, двигатель может быть изнутри охлажден с помощью воздуха через выемку вращающегося инжектора.

Затем на этапе 310, в ответ на состояние холодного запуска двигателя, положение каждого из перепускного запорного клапана и запорного клапана обогревателя может регулироваться для задерживания количества хладагента (например, первое количество хладагента) в блоке цилиндров двигателя при циркуляции оставшегося количества хладагента (например, второго количества хладагента) через термостат системы охлаждения. В связи с этим, если водитель транспортного средства не запрашивает обогрев салона, хладагент может преимущественно задерживаться в двигателе до тех пор, пока температура хладагента двигателя (ECT), считываемая посредством ECT-датчика, не равна или немного выше порогового значения (например, около точки кипения). Затем, горячий хладагент может быть высвобожден из выпуска горячей воды. После того, как ECT достигает пороговой температуры, горячий хладагент может втекать в обогреватель трансмиссии. Чтобы нагревать трансмиссию, могут быть открыты клапан 123 обогрева трансмиссии и запорный клапан 122 обогревателя. После того, как трансмиссия нагрета до требуемой температуры, либо если ECT выше порогового значения, перепускной запорный клапан открывается, чтобы давать возможность очень горячему хладагенту прикладываться к термочувствительному элементу термостата, тем самым позволяя открываться клапану термостата и вытекать потоку хладагента через радиатор. Таким образом, тепло из горячего хладагента может предоставляться в различные компоненты системы двигателя в следующем порядке приоритета нагрева: 1) сначала в HVAC, если водитель транспортного средства требует обогрева салона, 2) в головку блока цилиндров, чтобы прогревать двигатель, и 3) в завершение, в трансмиссию. После того, как все компоненты двигателя достигают требуемых температур (или диапазонов температур), и если температура хладагента по-прежнему выше порогового значения, избыточное тепло может быть рассеяно в окружающую среду через радиатор.

Примерные регулирования теперь представлены более конкретно. Например, первое количество хладагента может задерживаться в первом перепускном контуре системы охлаждения, в то время как второе количество хладагента циркулирует во втором нагревательном контуре системы охлаждения (причем второй контур включает в себя сердцевину обогревателя выше термостата). Регулирования клапанов могут включать в себя, например, закрытие запорного клапана обогревателя, в то время как открыт перепускной запорный клапан, закрытие перепускного запорного клапана, в то время как открыт запорный клапан обогревателя, или закрытие каждого из запорного клапана обогревателя и перепускного запорного клапана. Как конкретно представлено в материалах настоящего описания и на фиг. 11, посредством закрытия одного или более перепускного запорного клапана и запорного клапана обогревателя, хладагент может быть изолирован в блоке цилиндров двигателя и/или сердцевине обогревателя и может не иметь возможности циркулировать через радиатор. Как результат, меньшее количество задержанного хладагента может быть быстро нагрет через тепло, выработанное в блоке цилиндров двигателя и/или в головке блока цилиндров. Посредством недопущения рассеивания тепла из области, окружающей блок цилиндров двигателя, как следует ожидать, локальная температура может быстро и временно повышаться с тем, чтобы ускорять прогрев двигателя и/или обогрев трансмиссии в состоянии холодного запуска. Примерные регулирования положения запорного клапана обогревателя на основании различных условий работы двигателя (например, скорости вращения двигателя, запроса на обогрев салона, крутящего момента и т.д.) проиллюстрированы в материалах настоящего описания на фиг. 11.

Следует понимать, что при задерживании хладагента в двигателе в течение любого периода времени, контроллер может быть сконфигурирован с возможностью прерывистого открытия первого перепускного запорного клапана в ответ на давление в первом контуре хладагента (или в блоке цилиндров двигателя), превышающее пороговое давление. Таким образом, перепускной запорный клапан также может использоваться для сброса давления.

На этапе 312 контроллер может логически выводить температуру хладагента в блоке цилиндров двигателя или в головке блока цилиндров (T1) на основании состояния двигателя при регулировании температуры хладагента в системе охлаждения на основании температуры хладагента (T2), циркулирующего через термостат. Например, в то время как хладагент задерживается в блоке цилиндров двигателя, температура хладагента двигателя, циркулирующего через термостат (T2), может измеряться или считываться посредством термочувствительного элемента термостата или температурного датчика, размещаемого в системе охлаждения около термостата (например, температурного датчика на выходе радиатора или в головке блока цилиндров). Одновременно, температура хладагента, задержанного в блоке цилиндров двигателя (T1), может быть оценена на основании скорости транспортного средства, скорости вентилятора радиатора, температуры окружающей среды (T_amb) и температуры хладагента в термостате (T2). Альтернативно, температура хладагента может быть оценена из ожидаемой кривой ECT в зависимости от времени, которая основана на начальной ECT-оценке и интеграции уровня расхода топлива двигателя. Это обусловлено тем, что примерно 20% энергии топлива поступает в хладагент.

Запорные клапаны обогревателя и перепускные запорные клапаны могут поддерживаться в выбранных состояниях для задерживания хладагента в блоке цилиндров двигателя в течение определенного периода времени до тех пор, пока температура хладагента в блоке цилиндров двигателя (T1) не выше порогового значения. Это пороговое значение может соответствовать температуре, выше которой не может подтверждаться состояние холодного запуска двигателя. Таким образом, на этапе 314 может быть определено, выше или нет температура хладагента в блоке цилиндров двигателя (как логически выведено на этапе 312) порогового значения. После подтверждения на этапе 316 может регулироваться положение различных клапанов системы охлаждения, включающих в себя запорные клапаны обогревателя и перепускные запорные клапаны. Например, запорный клапан 122 обогревателя может быть открыт, как только температура хладагента двигателя (считываемая посредством ECT- или CHT-датчика) является высокой (например, выше пороговой температуры). В связи с этим, если запорный клапан обогревателя является открытым, может не быть необходимости открывать перепускной запорный клапан 121 при условии, что температура хладагента двигателя (ECT) ниже пороговой температуры. В частности, перепускной запорный клапан может быть открыт, только если ECT ниже пороговой температуры, водитель не требует предоставления обогрева салона, и скорость вращения двигателя является достаточно высокой (например, выше пороговой скорости). Иными словами, нормально закрытый перепускной запорный клапан открывается, чтобы помогать в сбросе давления, если скорость работы насоса является высокой, в то время как запорный клапан обогревателя закрыт. В выбранном состоянии, также может быть открыт перепускной запорный клапан, чтобы понижать ECT. Как также конкретно представлено на фиг. 11, положение запорного клапана обогревателя также может регулироваться на основании различных условий работы двигателя (например, скорости вращения двигателя, запроса на обогрев салона, крутящего момента и т.д.), чтобы уменьшать задерживание хладагента в двигателе и увеличивать циркуляцию хладагента через радиатор.

В качестве первого примера, в состоянии холодного запуска двигателя контроллер может закрывать перепускной запорный клапан и открывать запорный клапан обогревателя, чтобы увеличивать первое количество хладагента, задержанного в блоке цилиндров двигателя, относительно второго количества хладагента, циркулирующего через термостат. Регулирование может быть выполнено в течение определенного периода времени с тем, чтобы повышать первую температуру хладагента первого количества задержанного хладагента (в блоке цилиндров двигателя и в головке блока цилиндров) выше пороговой температуры (например, температуры для отключения лампы указания работы катализатора для нейтрализации выхлопных газов), в то время как вторая температура хладагента второго количества хладагента поддерживается ниже пороговой температуры в течение периода времени. В материалах настоящего описания, период времени может быть основан на скорости вращения двигателя, требуемом крутящем моменте и запросе на обогрев салона транспортного средства.

В связи с этим, когда закрыт перепускной запорный клапан, и открыт запорный клапан обогревателя, термостат наблюдает температуру на выходе масляного охладителя и регулирует ее до данной температурной настройки. Температура хладагента в головке блока цилиндров и в блоке цилиндров двигателя становится зависящей от падения температуры в сердцевине обогревателя, масляном охладителе трансмиссии и масляном охладителе двигателя. В связи с этим, чем больше падение температуры, тем в большей степени температура головки блока цилиндров выше настройки термостата. С использованием температуры хладагента, скорости вентилятора обогревателя салона, температуры в салоне, положения клапана обогрева трансмиссии и температуры трансмиссионного масла могут быть оценены эти тепловые потери. Таким образом, в то время как закрыт первый перепускной запорный клапан, вторая температура хладагента может быть оценена посредством температурного датчика в термостате, в то время как первая температура хладагента может логически выводиться на основании каждой из скорости вентилятора радиатора, скорости транспортного средства, температуры окружающего воздуха и оцененной второй температуры хладагента. Альтернативно, ECT (или CHT) может непосредственно измеряться на выходе горячей воды из двигателя (или в головке блока цилиндров). Иными словами, логический вывод ECT используется для того, чтобы доказать, что все клапаны системы охлаждения находятся в положениях, в которых они управляются. Затем, после того как истек период времени, контроллер может открывать перепускной клапан при поддержании открытым клапана обогревателя, так что первое количество хладагента теперь также циркулирует через термостат.

В альтернативном примере, может быть открыт перепускной запорный клапан, в то время как закрыт запорный клапан обогревателя. Теперь, термостат наблюдает температуру на выходе радиатора и регулирует ее до данной температурной настройки. Температура хладагента в головке блока цилиндров и в блоке цилиндров двигателя становится зависящей от падения температуры в радиаторе.

В связи с этим, поскольку на открытие клапана термостата влияет температура хладагента, циркулирующего через термостат, посредством изменения количества хладагента, задержанного в первом и втором контурах, может изменяться температура, затрагиваемая в термостате. Это, в свою очередь, влияет на поток хладагента через радиатор, поскольку поток через радиатор блокируется, когда закрыт клапан термостата.

В другом примере, в состоянии холодного запуска двигателя контроллер может закрывать каждый из первого перепускного запорного клапана в первом контуре хладагента и второго запорного клапана обогревателя во втором контуре хладагента, при этом каждый из первого и второго контуров хладагента размещается между двигателем и термостатом для задерживания более теплого хладагента в двигателе при циркуляции более прохладного хладагента через термостат. В материалах настоящего описания, задерживание более теплого хладагента в двигателе при циркуляции более прохладного хладагента через термостат приводит к прекращению потока хладагента в радиаторе. Регулирование выполняется в течение определенного периода времени, чтобы повышать первую температуру хладагента для хладагента, задержанного в двигателе, выше пороговой температуры при поддержании второй температуры хладагента для хладагента, циркулирующего через термостат, ниже пороговой температуры. Период времени может быть основан на каждом из температуры окружающего воздуха, скорости вращения двигателя и запроса на обогрев салона транспортного средства. Затем, после того как истек период времени, контроллер может открывать первый клапан, так что хладагент, задержанный в первом контуре, теперь циркулирует через термостат. Дополнительно, в ответ на запрос на обогрев салона, контроллер может открывать второй клапан, так что хладагент, задержанный во втором контуре, теперь циркулирует через термостат. В материалах настоящего описания, посредством циркуляции хладагента, который до этого задерживается во втором контуре и/или первом контуре (и, следовательно, теперь нагрет в достаточной степени), через термостат может обеспечиваться поток хладагента в радиаторе.

Таким образом, посредством избирательного подвергания термочувствительного элемента термостата регулирования температуры хладагента (или термоструйного клапана термостата) воздействию нагретого хладагента на фактическую результирующую температуру хладагента при измерении температуры (например, через ECT- или CHT-датчик) может оказываться влияние, и она может управляться. Другими словами, предел температуры хладагента регулирования системы охлаждения может управляться с использованием существующего набора клапанов хладагента. Поскольку температура, затрагиваемая в термостате, изменяется на основании того, принимается хладагент из первого перепускного контура через перепускной запорный клапан или из второго нагревательного контура через сердцевину обогревателя и запорный клапан обогревателя, посредством изменения количества хладагента, циркулирующего через термостат, и изменения источника/начала циркулирующего хладагента (например, из перепускного или нагревательного контура) может быть изменена результирующая регулируемая температура хладагента.

Обращаясь теперь к фиг. 4-10, множество диагностических способов проиллюстрировано для того, чтобы подтверждать, что различные клапаны системы охлаждения и заслонки решетки радиатора функционируют надлежащим образом. Авторы изобретения в материалах настоящего описания выяснили, что по меньшей мере для некоторых компонентов системы охлаждения может быть более важным проводить диагностику, ассоциированную с определением теплового состояния компонента (или области) системы охлаждения, не предназначенной для приема теплого хладагента, чем посредством определения теплового состояния компонента (или области) системы охлаждения, предназначенной для приема теплого хладагента. Например, диагностическая процедура по терморегулированию может быть выполнена с возможностью определения того, вытекает или нет из радиатора во время прогрева двигателя теплый хладагент, который не должен быть направлен в радиатор во время прогрева двигателя. В этом примере, если в радиаторе наблюдается температура хладагента двигателя выше порогового значения нагрева, далее может быть определено то, что клапан, выполненный с возможностью обеспечения протекания хладагента через радиатор при этих условиях, не функционирует надлежащим образом.

В качестве другого примера, диагностическая процедура по терморегулированию может определять то, вытекает или нет из системы трансмиссии во время прогрева двигателя теплый хладагент, который не должен быть направлен в систему трансмиссии во время прогрева двигателя. В этом примере, если температура хладагента двигателя выше порогового значения нагрева наблюдается в трансмиссии, далее может быть определено то, что клапан, выполненный с возможностью обеспечения протекания хладагента через трансмиссию при этих условиях, не функционирует надлежащим образом. Как конкретно представлено в материалах настоящего описания, чтобы диагностировать различные клапаны, контроллер может по отдельности закрывать и открывать каждый из множества клапанов системы охлаждения для задерживания количества хладагента в секции системы охлаждения при подвергании термостата системы охлаждения воздействию оставшегося количества хладагента и затем диагностировать каждый из множества клапанов на основании изменения температуры хладагента, считываемой в термостате во время отдельного закрытия и открытия. В связи с этим, перепускная схема или нагревательная схема имеют аналогичные неравномерности подъема температуры после начального открытия клапана. Тем не менее, нагревательная схема имеет большее количество хладагента, чем перепускная схема. Следовательно, если скорость работы насоса становится высокой до того, как достигается пороговое значение ECT, то открывается перепускной запорный клапан, и возникает неравномерность подъема температуры. В одном примере, последовательное закрытие может включать в себя избирательное закрытие первого клапана в течение первого периода времени, в то время как оставшиеся из множества клапанов поддерживаются открытыми, и после диагностирования первого клапана, избирательное закрытие второго клапана в течение второго периода времени, в то время как оставшиеся из множества клапанов поддерживаются открытыми. Затем, после диагностирования второго клапана, избирательное закрытие третьего клапана в течение третьего периода времени, в то время как оставшиеся из множества клапанов поддерживаются открытыми.

В качестве примера, диагностирование первого клапана (например, запорного клапана обогревателя, соединенного между сердцевиной обогревателя и термостатом) на основании изменения температуры хладагента может включать в себя диагностирование первого клапана на основании изменения температуры хладагента в течение первого периода времени относительно изменения температуры хладагента после открытия первого клапана и указание ухудшения работы первого клапана, если температура хладагента повышается больше первой пороговой величины в течение первого периода времени и не падает на первую пороговую величину после открытия первого клапана. В качестве другого примера, диагностирование второго клапана (например, перепускного запорного, соединенного между двигателем и термостатом в перепускном контуре) на основании изменения температуры хладагента может включать в себя диагностирование второго клапана на основании изменения температуры хладагента в течение второго периода времени относительно изменения температуры хладагента после открытия второго клапана и указание ухудшения работы второго клапана, если температура хладагента не изменяется более чем на вторую пороговую величину в течение второго периода времени и не изменяется на вторую пороговую величину после открытия второго клапана.

В качестве также дополнительного примера, диагностирование третьего клапана (например, клапана охлаждения или обогрева трансмиссии, соединенного между радиатором и масляным охладителем трансмиссии) на основании изменения температуры хладагента может включать в себя диагностирование третьего клапана на основании изменения температуры хладагента в течение третьего периода времени относительно изменения температуры трансмиссионного масла в течение третьего периода времени и указание ухудшения работы второго клапана, если изменение температуры хладагента в течение третьего периода времени меньше третьей пороговой величины, в то время как изменение температуры трансмиссионного масла в течение третьего периода времени превышает третью пороговую величину. Таким образом, контроллер может постепенно приводить в циркуляцию новые схемы более прохладной воды в попытке доказать, что клапан системы охлаждения переходит из закрытого в открытое состояние.

В ответ на указание отсутствия ухудшения работы каждого из множества клапанов системы охлаждения, контроллер может регулировать каждый из множества клапанов для задерживания более горячего хладагента в двигателе при подвергании термостата системы охлаждения воздействию более прохладного хладагента.

В некоторых вариантах осуществления, контроллер может быть выполнен с возможностью выбора условий работы системы охлаждения (на этапах 310 и/или 316) на основании условий работы двигателя, при этом каждое условие работы соответствует конкретной комбинации положений клапанов системы охлаждения. Различные режимы могут преобразовываться в форму карты и сохраняться в запоминающем устройстве контроллера, и к ним может осуществляться доступ через таблицу поиска. Режимы могут быть выбраны на основании требуемой температуры головки блока цилиндров (или регулируемой температуры хладагента). Датчик температуры хладагента может считывать температуру головки блока цилиндров и предоставлять дополнительное управление с обратной связью.

Например, система охлаждения может работать в первом режиме (режиме A) с закрытым каждым из запорного клапана обогревателя и перепускного запорного клапана. В этом режиме, термочувствительный элемент термостата может считывать температуру задержанного хладагента. Результирующая регулируемая температура может приводить к конечному перегреву. Тем не менее, посредством мониторинга ECT/CHT перегрев уменьшается посредством начала открытия клапанов системы охлаждения, когда ECT становится выше порогового значения. В качестве другого примера, система охлаждения может работать во втором режиме (режиме B) с открытым запорным клапаном обогревателя и закрытым перепускным запорным клапаном. В этом режиме, термочувствительный элемент термостата может считывать температуру на выходе масляного охладителя двигателя. Результирующая регулируемая температура может быть выше настройки термостата, когда большое тепло доставляется в салон (через HVAC-систему). Например, регулируемая температура может составлять 250°F.

В качестве еще одного другого примера, система охлаждения может работать в третьем режиме (режиме C) с закрытым запорным клапаном обогревателя и открытым перепускным запорным клапаном. В этом режиме, термочувствительный элемент термостата может считывать температуру хладагента головки блока цилиндров. Результирующая регулируемая температура может соответствовать настройке термостата (например, 200°F). В качестве еще одного другого примера, система охлаждения может работать в четвертом режиме (режиме D) с открытыми запорным клапаном обогревателя и перепускным запорным клапаном. В этом режиме, термочувствительный элемент термостата может считывать температуру, которая находится между температурой на выходе масляного охладителя двигателя и температурой хладагента головки блока цилиндров (т.е. между температурами, считываемыми в режимах B и C). Результирующая регулируемая температура может находиться между настройками термостата для режимов B и C, т.е. между 200-250°F. Например, настройка термостата может составлять 215°F.

В другом примере, система охлаждения может работать в пятом режиме (режиме E) с открытым запорным клапаном обогревателя и управляемым согласно рабочему циклу перепускным запорным клапаном. В этом режиме, термочувствительный элемент термостата может считывать температуру, которая находится между температурой на выходе масляного охладителя двигателя и температурой хладагента головки блока цилиндров (т.е. между температурами, считываемыми в режимах B и C). Результирующая регулируемая температура может находиться между настройками термостата для режимов B и C, т.е. между 200-250°F. Например, настройка термостата может составлять 215°F.

В дополнительном примере, система охлаждения может работать в шестом режиме (режиме F) с закрытым запорным клапаном обогревателя и управляемым согласно рабочему циклу перепускным запорным клапаном. В этом режиме, термочувствительный элемент термостата может считывать температуру, которая находится между температурой задержанного хладагента и температурой на выходе масляного охладителя двигателя (т.е. между температурами, считываемыми в режимах A и B). Результирующая регулируемая температура может быть между настройками термостата для режимов A и B. Например, настройка термостата может составлять 235°F.

Обращаясь теперь к фиг. 4, проиллюстрирована первая диагностическая процедура 400 диагностирования запорного клапана обогревателя системы охлаждения по фиг. 2. В частности, запорный клапан обогревателя может быть последовательно открыт и закрыт в течение определенного периода времени после холодного запуска двигателя, и изменение температуры хладагента для последовательного открытия и закрытия может быть использовано для того, чтобы диагностировать состояние запорного клапана обогревателя.

На этапе 402, аналогично этапу 302, может оцениваться и/или измеряться условия работы двигателя. Затем, на этапе 404 способ включает в себя то, что закрывают один или более клапан системы циркуляции хладагента для задерживания количества хладагента. В частности, на этапе 404 может быть закрыт запорный клапан обогревателя, чтобы изолировать или задерживать количество нециркулирующего хладагента около области сердцевины обогревателя системы охлаждения. Дополнительно, первая температура хладагента (ECT1) может быть оценена в начале диагностической процедуры. Например, первое значение температуры хладагента может быть температурой, измеряемой посредством температурного датчика, ассоциированного с системой циркуляции хладагента. Один температурный датчик может быть датчиком, расположенным рядом с местом, где вода становится горячей, к примеру, с головкой блока цилиндров (для CHT) или на выпуске воды (для ECT).

В некоторых вариантах осуществления, запорный клапан обогревателя может допускать закрытое положение по умолчанию в отключенном двигателе. Таким образом, запорный клапан обогревателя может уже быть закрыт при запуске двигателя. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления, запорный клапан обогревателя может приводиться в действие для закрытия при запуске двигателя или через небольшое время после запуска двигателя.

На этапе 406 могут подтверждать то, истек или нет выбранный период d1 времени. В связи с этим, данный период d1 времени может соответствовать периоду времени, в течение которого запорный клапан обогревателя остается закрытым, чтобы давать возможность достаточного повышения температуры хладагента, как описано выше. После подтверждения того, что указанный период d1 времени истек, на этапе 408 может быть открыт запорный клапан обогревателя. Дополнительно, может быть оценена вторая температура хладагента (ECT2) после открытия клапана. Например, второе значение ECT также может быть температурой, измеряемой посредством температурного датчика, ассоциированного с системой циркуляции хладагента.

Следует понимать, что хотя проиллюстрированный пример показывает подтверждение того, что выбранный период времени истек на этапе 406, в альтернативных вариантах осуществления, может подтверждаться то, что температура хладагента выше пороговой температуры или в пределах пороговой разности от выбранной температуры хладагента двигателя или температуры головки блока цилиндров. В связи с этим, в первый раз, когда открывается клапан в нагревательной схеме, при условии, что ECT достаточно высокая в это время, температура практически холодного хладагента может быть оценена в термостате, и это внезапное падение является характеристикой, которая используется для того, чтобы подтверждать работу клапана обогревателя.

На этапе 410 могут определять, возникает или нет падение ECT. Например, если второе значение температуры хладагента (ECT2) меньше первого значения температуры хладагента (ECT1) на пороговую величину, далее может быть определено то, что ECT-падение возникает. Тем не менее, если второе значение ECT не меньше первого значения ECT на пороговую величину, далее может быть определено то, что ECT-падение не возникает.

Если возникает ECT-падение, то на этапе 412 могут определять отсутствие ухудшения работы запорного клапана обогревателя, и это может указываться посредством вывода успешно прошедшей диагностики для запорного клапана обогревателя системы циркуляции хладагента. В материалах настоящего описания, успешно прошедшая диагностика может указывать то, что запорный клапан обогревателя является функционирующим. Дополнительно, следует понимать, что успешно прошедшая диагностика может быть сохранена в базе данных контроллера.

Если ECT-падение не возникает, то на этапе 414 может быть определено ухудшение работы запорного клапана обогревателя, и это может указываться посредством вывода неудачно прошедшей диагностики для запорного клапана обогревателя системы циркуляции хладагента. В материалах настоящего описания, неудачно прошедшая диагностика может указывать то, что запорный клапан обогревателя является нефункционирующим. Дополнительно, следует понимать, что неудачно прошедшая диагностика может быть сохранена в базе данных контроллера. Помимо этого, может загораться лампа указания неисправности, чтобы предупреждать водителя транспортного средства относительно неудачно прошедшей диагностики. После диагностирования запорного клапана обогревателя процедура переходит к этапу 416 и фиг. 6, чтобы диагностировать следующий клапан системы охлаждения.

В связи с этим, традиционные способы проведения диагностики для системы циркуляции хладагента сравнивают скорость изменения моделированной ECT со скоростью измеренной ECT. Согласно этому способу, когда моделированная ECT нагревается до 20° ниже регулирующей температуры термостата, измеренная ECT (т.е. фактическая ECT) сравнивается с моделированной ECT. Если фактическая ECT меньше моделированной ECT на пороговую величину, то диагностика выводит ответ с неудачным завершением. Такая диагностика представляет проблему с протекающими термостатами и термостатами с ранним открытием, которая может служить признаком ложной неудачно прошедшей диагностики. Дополнительно, HVAC-система вводит неисчисляемую изменчивость, которая не принимается во внимание в моделированной ECT. Например, моделированная ECT существенно изменяется относительно измеренной ECT вследствие неизвестной выходной мощности обогрева салона.

В примере, проиллюстрированном на фиг. 4, авторы изобретения выяснили, что посредством понимания максимальной скорости ECT-повышения, минимальной скорости ECT-повышения и базирования диагностики на определенном ECT-падении, влияние HVAC-системы на ECT становится нерелевантным с точки зрения проведения диагностики терморегулирования, тем самым повышая точность и надежность тепловой диагностической процедуры.

Обращаясь к фиг. 5, он показывает примерную карту 500 тепловых взаимосвязей, которая может быть использована в процедуре по фиг. 4, чтобы определять то, функционирует или нет запорный клапан обогревателя надлежащим образом. В частности, карта 500 иллюстрирует изменение температуры хладагента (ECT) (считываемой посредством ECT- или CHT-датчика) в течение периода времени, когда избирательно открывается и закрывается запорный клапан обогревателя. Посредством последовательного открытия и закрытия запорного клапана обогревателя в течение выбранного периода времени клапан может быть диагностирован на основании изменения температуры хладагента в течение выбранного периода времени. В частности, посредством анализа немонотонного характера подъема температуры (т.е. наклона линии изменения температуры в зависимости от времени) для открытия запорного клапана обогревателя или перепускного запорного клапана может быть определено ухудшение работы клапана.

Как описано выше, запорный клапан обогревателя изолирует количество хладагента от циркуляции через двигатель. Следовательно, когда закрыт запорный клапан обогревателя, поток хладагента через сердцевину обогревателя является задержанным. Следовательно, меньшее количество хладагента может быть нагрет через тепло, выработанное посредством двигателя, и дополнительно через теплопроводность в блоке цилиндров двигателя и/или в головке блока цилиндров. Количество передаваемого тепла также основано на потребностях в обогреве салона, поскольку тепло извлекается из хладагента в сердцевине обогревателя в ответ на запрос на обогрев от водителя. Как результат, температура хладагента (ECT) может увеличиваться быстрее, когда не запрошен обогрев салона.

Карта 500 по фиг. 5 иллюстрирует кривую 502 максимальной скорости, кривую 504 минимальной скорости и примерную кривую 506 измеренной скорости. Кривая 502 максимальной скорости может представлять максимальную скорость, на которой ECT может увеличиваться по температуре с запуска двигателя. Этот профиль температуры является вычисленным значением на основании расхода топлива и т.п. Промежуток между кривой максимальной скорости и кривой минимальной скорости является результатом неопределенности относительно тепловых потоков, которые не полностью известны или управляются. Например, такая скорость может быть очевидной, когда система отопления кабины не нагревает пассажирский салон (т.е. обогрев салона «выключен»). Другими словами, когда пассажир не запрашивает обогрев салона, в таком случае система циркуляции хладагента имеет возможность экономить тепло для прогрева двигателя, и тем самым температура хладагента увеличивается быстрее. Дополнительно, как описано выше может быть закрыт запорный клапан обогревателя во время прогрева двигателя, тем самым кривая 502 максимальной скорости также может представлять максимальную скорость, на которой ECT может увеличиваться по температуре с запуска двигателя вследствие того, что по меньшей мере часть хладагента является задержанной. Как показано, кривая 502 приближается к температуре регулирования (Treg) после некоторого периода времени. Например, как только ECT достигает температуры регулирования, клапан обогрева трансмиссии, клапан охлаждения трансмиссии и/или радиатор могут быть использованы для того, чтобы управлять температурой ECT. Таким образом, ECT поддерживается приблизительно при температуре регулирования.

Кривая 504 минимальной скорости может представлять минимальную скорость, на которой ECT может увеличиваться по температуре с запуска двигателя. Например, такая скорость может быть очевидной, когда система отопления кабины нагревает пассажирский салон на максимальной скорости (т.е. обогрев салона «включен»). Например, нагнетатель воздуха в струйной связи с сердцевиной обогревателя системы отопления кабины может задаваться на максимальной скорости, и тем самым пассажирский салон может принимать тепло, которое в противном случае должно экономиться для прогрева двигателя. Таким образом, кривая 504 приближается к температуре регулирования на меньшей скорости, чем кривая 502, как показано.

Таким образом, кривая 502 максимальной скорости и кривая 504 минимальной скорости представляют максимальный предел и минимальный предел, соответственно. Следовательно, фактическая скорость повышения ECT со временем может возникать где-либо между кривой максимальной скорости и кривой минимальной скорости. Фиг. 5 показывает примерную кривую 506 измеренной скорости. Если нагрев выполняется медленнее самого медленного вероятного предела, в таком случае можно сделать вывод, что некоторый клапан пропускает холодный хладагент в зону горячего хладагента.

Как показано, кривая 506 измеренной скорости включает в себя ECT-падение, указываемое, в общем, в области 508. Как упомянуто в материалах настоящего описания, ECT-падение описывает случай, в котором быстро снижается температура ECT. Такое ECT-падение может совпадать с приведением в действие клапана системы циркуляции хладагента. Например, запорный клапан обогревателя может быть открыт в t1 после предварительно определенного периода (d1) времени с момента запуска двигателя, тем самым высвобождая количество относительно более прохладного хладагента в циркуляцию, как описано выше. В качестве одного примера, предварительно определенный период времени может составлять две минуты после запуска двигателя; тем не менее, следует понимать, что запорный клапан обогревателя может быть открыт в другое время. Таким образом, определение ECT-падения может быть использовано в качестве средства диагностики запорного клапана обогревателя.

Следует понимать, что хотя пример по фиг. 5 показывает открытие клапана после временной задержки d1, в альтернативных вариантах осуществления, клапан может быть открыт после основанной на температуре задержки, при этом клапан открывается после того, как температура равна или выше температурного порогового значения T1.

Таким образом, посредством последовательного закрытия и открытия запорного клапана обогревателя и наблюдения соответствующих изменений ECT для последовательного открытия и закрытия, падение температуры хладагента может быть использовано для того, чтобы указывать то, что запорный клапан обогревателя является функционирующим.

Теперь обращаясь к фиг. 6, проиллюстрирована диагностическая процедура 600 диагностирования перепускного запорного клапана системы охлаждения по фиг. 2. В одном примере, диагностика перепускного запорного клапана может соответствовать диагностике запорного клапана обогревателя. В альтернативных вариантах осуществления, может изменяться порядок диагностирования различных клапанов системы охлаждения.

Как описано выше, перепускной запорный клапан изолирует количество хладагента в двигателе. Следовательно, когда закрыт перепускной запорный клапан, поток хладагента через двигатель является задержанным в первом перепускном контуре системы охлаждения. Следовательно, меньшее количество хладагента может быть быстро нагрет через тепло, выработанное в двигателе, и дополнительно через теплопроводность в блоке цилиндров двигателя и/или в головке блока цилиндров. Затем, когда перепускной запорный клапан открывается, нагретый хладагент может рециркулировать в системе охлаждения, и может наблюдаться внезапное увеличение температуры хладагента (ниже по потоку от термостата).

Следовательно, когда закрыт перепускной запорный клапан, поток хладагента через двигатель является задержанным в первом перепускном контуре системы охлаждения. Следовательно, меньшее количество хладагента может быть быстро нагрет через тепло, выработанное в двигателе, и дополнительно через теплопроводность в блоке цилиндров двигателя и/или в головке блока цилиндров. Затем, когда перепускной запорный клапан открывается, нагретый хладагент может рециркулировать в системе охлаждения, и может наблюдаться внезапное увеличение температуры хладагента (ниже по потоку от термостата).

Авторы изобретения выяснили, что если запорный клапан обогревателя выключается, приведение в действие перепускного запорного клапана влияет на регулируемую температуру хладагента двигателя. Тем не менее, если перепускной запорный клапан сохраняет состояние, приведение в действие перепускного запорного клапана не изменяет регулируемую температуру хладагента. Таким образом, посредством последовательного открытия и закрытия каждого из множества клапанов системы охлаждения в течение выбранного периода времени и в указанном порядке, каждый клапан может быть диагностирован на основании изменений температуры хладагента в течение выбранного периода времени.

На этапе 602 процедура включает в себя то, что выключают запорный клапан обогревателя. В материалах настоящего описания, этап выключения запорного клапана обогревателя включает в себя то, что выключают связанный соленоидный клапан, чтобы тем самым открывать запорный клапан обогревателя. Первая температура хладагента (ECT1) может измеряться в начале диагностической процедуры. Затем, на этапе 604 перепускной запорный клапан могут приводить в действие в течение выбранного периода времени. В материалах настоящего описания, этап приведения в действие перепускного запорного клапана включает в себя то, что включают связанный соленоидный клапан, чтобы тем самым закрывать перепускной запорный клапан. Вторая температура хладагента (ECT2) могут измерять после приведения в действие перепускного запорного клапана.

На этапе 606 могут определять, возникает или нет изменение температуры хладагента. В частности, могут определять, возникает или нет падение температуры хладагента. Как конкретно представлено выше, при выключенном запорном клапане обогревателя, приведение в действие перепускного запорного клапана предположительно может приводить к тому, что холодный хладагент регистрируется в термостате. Таким образом, если снижение температуры хладагента наблюдается (например, если разность между ECT2 и ECT1 превышает пороговую величину), то на этапе 608 может быть определено, что не возникает ухудшения работы перепускного запорного клапана, и может указываться выходной сигнал «успешно прошедшей диагностики».

В сравнении, если работа перепускного запорного клапана ухудшается, например, он остается в открытом состоянии, затем при выключенном запорном клапане обогревателя приведение в действие перепускного запорного клапана не может изменять регулируемую температуру хладагента. Таким образом, если изменение (например, падение) температуры хладагента не наблюдается (например, если разность между ECT2 и ECT1 меньше пороговой величины), то на этапе 610 могут определять, что возникает ухудшение работы перепускного запорного клапана, и может указываться выходной сигнал «неудачно прошедшей диагностики». Помимо этого, может загораться лампа указания неисправности, чтобы предупреждать водителя транспортного средства относительно неудачно прошедшей диагностики. После диагностирования перепускного запорного клапана процедура переходит к этапу 612 и фиг. 7, чтобы диагностировать следующий клапан(ы) системы охлаждения.

Теперь обращаясь к фиг. 7, проиллюстрирована диагностическая процедура 700 диагностирования клапана охлаждения трансмиссии и клапана обогрева трансмиссии системы охлаждения по фиг. 2. В материалах настоящего описания, трансмиссия нагревается посредством регулирования положения различных клапанов системы охлаждения, чтобы обеспечивать протекание хладагента через первый контур системы охлаждения (при этом первый контур включает в себя первый перепускной запорный клапан), при задерживании хладагента во втором контуре системы охлаждения (при этом второй контур включает в себя второй запорный клапан обогревателя, сердцевину обогревателя, клапан обогрева трансмиссии, клапан охлаждения трансмиссии и масляный охладитель трансмиссии). После того, как температура трансмиссионного масла повышена на пороговую величину (т.е. после того, как пороговое количество тепла передано в трансмиссию), ухудшение работы клапана системы охлаждения может указываться на основании ожидаемой температуры трансмиссионного масла относительно оцененной температуры трансмиссионного масла. В частности, диагностическая процедура может указывать то, ухудшается или нет работа по меньшей мере одного из клапана охлаждения трансмиссии и клапана обогрева трансмиссии.

На этапе 702 процедура включает в себя то, что открывают клапан охлаждения трансмиссии (ATCV) системы охлаждения при закрытии клапана обогрева трансмиссии (ATWV). В связи с этим, это положение клапанов деактивирует обогрев трансмиссии. Помимо этого, положение первого перепускного запорного клапана и второго запорного клапана обогревателя может регулироваться для задерживания количества хладагента во втором контуре. Например, процедура может включать в себя закрытие запорного клапана обогревателя и открытие перепускного запорного клапана. В результате задерживания хладагента во втором контуре, трансмиссия может начинать обогрев. В частности, количество тепла, передаваемого в трансмиссию, может быть основано на каждом из температуры хладагента, температуры трансмиссионного масла, скорости вращения двигателя и запроса на обогрев салона. Все эти параметры могут влиять на количество тепла, потерянного в сердцевине обогревателя во втором контуре, тем самым влияя на количество тепла, которое остается в хладагента и доступно для обогрева трансмиссии.

В одном примере, обогрев трансмиссии и последующие диагностические процедуры могут быть выполнены в состоянии холодного запуска двигателя. Альтернативно, диагностические процедуры могут быть выполнены в состоянии, в котором запрос на обогрев салона ниже порогового значения (к примеру, когда нет запроса на обогрев салона). Это обеспечивает то, что меньше тепла теряется в сердцевине обогревателя, и больше тепла доступно для достаточного обогрева трансмиссии и предоставления возможности удовлетворения выбранных диагностических условий, как конкретно представлено ниже.

После регулирования положения клапана на этапе 703 способ дополнительно включает в себя то, что измеряют каждую из температуры хладагента двигателя (ECT) и температуры трансмиссионного масла (TOT) в трансмиссии. Дополнительно, также может быть определена температура хладагента на выходе радиатора (ROT). В связи с этим, во время задерживания хладагента ECT должна повышаться в качестве функции от скорости вращения двигателя, нагрузки и т.д., в то время как TOT остается относительно постоянной, когда закрыт запорный клапан обогревателя. Когда запорный клапан обогревателя является открытым для протекания, относительно небольшое количество хладагента имеет возможность протекать через радиатор (если клапан охлаждения трансмиссии находится в положении потока через термостат), и она должна охлаждаться посредством радиатора, так что ECT- и ROT-температуры должны отслеживать друг друга, при этом ROT имеет небольшое смещение, меньшее ECT.

Затем, чтобы диагностировать клапан обогрева трансмиссии, могут быть выполнены этапы 704-722. Аналогично, чтобы диагностировать клапан охлаждения трансмиссии, могут быть выполнены этапы 714-722. В одном примере, процедуры для обоих клапанов управления температурой трансмиссии могут быть выполнены одновременно. Альтернативно, процедуры могут быть выполнены последовательно.

Продолжая процедуру для клапана обогрева трансмиссии, на этапе 704 могут определять, выше или нет разность между оцененной ECT и TOT (первого) порогового значения (порогового значения 1). Если нет, процедура может завершаться. Альтернативно, указание «нет вызова» может выводиться и сохраняться в контроллере. Следовательно, диагностическая процедура продолжается, только если температура трансмиссионного масла повышена на пороговую величину, т.е. когда разность между ECT и TOT выше порогового значения.

В связи с этим, разность между ECT и TOT отражает разность теплового потока хладагента двигателя к трансмиссионной жидкости. В частности, диагностическая процедура инициируется после подтверждения того, что достаточное количество тепла втекает в трансмиссию, и трансмиссия нагрета в достаточной степени. В материалах настоящего описания, при вычислении разности теплового потока хладагента двигателя к трансмиссионной жидкости предполагается, что хладагент двигателя (т.е. нагревающая жидкость трансмиссии) входит в трансмиссию при ECT и выходит из трансмиссии при TOT. Расход хладагента измеряется априори в качестве функции от скорости работы насоса с приводом от двигателя, которая, в свою очередь, является функцией от скорости вращения двигателя. Расход тепла затем может быть вычислен следующим образом:

Trans_heating_power=(TOT ECT) * Sp_heat_of_coolant * Coolant_flow_rate,

при этом расход хладагента является пропорциональным скорости вращения двигателя.

Подводимое тепло, вычисленное с использованием этого уравнения, затем вводится в термическую модель, включающую в себя две термических подмодели, при этом одна термическая подмодель допускает то, что клапаны системы охлаждения находятся в положении, чтобы деактивировать обогрев трансмиссии (т.е. клапан охлаждения трансмиссии закрыт для масляного охладителя трансмиссии и либо запорный клапан обогревателя закрыт, либо клапан обогрева трансмиссии закрыт), в то время как другая подмодель использует фактическое положение клапанов (т.е. запорный клапан обогревателя и клапан обогрева трансмиссии открыты, а клапан охлаждения трансмиссии закрыт для масляного охладителя трансмиссии). Если разность превышает пороговое значение (threshold1), то выполняется диагностическая процедура.

Следует понимать, что хотя термическая модель, поясненная выше, определяет расход тепла в трансмиссию на основании расхода хладагента, другие термические модели могут принимать в расчет приток дополнительного тепла из различных других компонентов. Например, другие модели могут принимать в расчет теплопередачу в трансмиссию от скольжения преобразователя крутящего момента, мощности насоса (которая является пропорциональной скорости вращения двигателя, умноженной на давление трансмиссии), потерь при переключении передач (которые являются функцией крутящего момента и скорости) и теплопередачи из других близлежащих компонентов (таких как система выпуска выхлопных газов, катализатор и т.д.).

Пороговое значение (threshold1) может отражать достаточно теплую трансмиссию и достаточную разность температур (между ECT и TOT), чтобы обеспечивать выполнение надежного диагностического теста нагрева клапана системы охлаждения. Авторы изобретения в материалах настоящего описания выяснили, что идентичный тест может предоставлять более надежные результаты в определенном состоянии, к примеру, когда трансмиссия является достаточно теплой, и менее надежные результаты в другом состоянии, к примеру, когда трансмиссия не является достаточно теплой. Например, в состоянии высокой потребности в обогреве салона, большая часть тепла хладагента извлекается посредством сердцевины обогревателя, чтобы удовлетворять потребности в обогреве салона. В таком состоянии, разность температур между ECT и TOT может не быть достаточно большой. Следовательно, диагностика клапана системы охлаждения, которая основана на изменениях в TOT, может быть ненадежной и подвержена ошибкам. В материалах настоящего описания, посредством оценки функциональности клапана только в состоянии, в котором тестированная функция с большой вероятностью предоставляет надежные результаты (т.е. надежную и точно измеримую разность температур), могут предоставляться большая точность и надежность диагностической процедуры.

Возвращаясь к процедуре, после подтверждения того, что разность между ECT и TOT является достаточно высокой, на этапе 706 могут определять, выше или нет оцененная или фактическая температура трансмиссионного масла (TOT) второго порогового значения (threshold2). Второе пороговое значение соответствует ожидаемой температуре трансмиссионного масла, которая определяется на основании условий работы двигателя, к примеру, скорости вращения двигателя, требуемых нагрузок и крутящих моментов и дополнительно на основании состояния температуры окружающего воздуха и потребностей в обогреве салона. В качестве примера, пороговое значение может быть основано на положении клапана обогрева трансмиссии (указывающей потребности в обогреве трансмиссии), скорости вентилятора обогревателя салона (указывающей потребности в обогреве салона) и т.д. Если оцененная TOT ниже (или равна) ожидаемого значения или порогового значения, то на этапе 708 могут предоставлять указание отсутствия ухудшения работы клапана обогрева трансмиссии (ATWV). Например, может выводиться указание успешного прохождения диагностики. В сравнении, если оцененная TOT выше ожидаемого значения или порогового значения, то на этапе 710 могут предоставлять указание ухудшения работы клапана обогрева трансмиссии (ATWV). Например, может выводиться указание неудачного прохождения диагностики. Помимо этого, может загораться лампа указания неисправности, чтобы предупреждать водителя транспортного средства о неудачно прошедшей диагностике.

Таким образом, ухудшение работы системы охлаждения может указываться на основании разности между оцененной температурой трансмиссии и ожидаемой температурой трансмиссии, превышающей пороговую величину. После диагностирования клапана обогрева трансмиссии процедура переходит к этапу 722 и фиг. 8, чтобы диагностировать следующий компонент системы охлаждения. Альтернативно, процедура может возвращаться к этапу 714, чтобы диагностировать клапан охлаждения трансмиссии, и после диагностирования клапанов обогрева и охлаждения трансмиссии процедура может переходить диагностировать следующий компонент системы охлаждения (на фиг. 8).

Возвращаясь к процедуре, чтобы диагностировать клапан охлаждения трансмиссии, после открытия клапана охлаждения трансмиссии и закрытия клапана обогрева трансмиссии на этапе 702 и измерения различных температур на этапе 703, процедура может переходить к этапу 714, чтобы подтверждать то, что разность между температурой на выходе радиатора (ROT) и TOT выше третьего порогового значения (threshold3). В связи с этим, в состоянии, в котором перепускной запорный клапан является открытым, и запорный клапан обогревателя является закрытым, температура хладагента двигателя, оцененная в термостате, может соответствовать температуре на выходе радиатора. Пороговое значение (threshold3) может отражать достаточно теплую трансмиссию и достаточную разность температур (между ROT и TOT), чтобы обеспечивать выполнение надежного диагностического теста нагрева клапана системы охлаждения. Например, пороговое значение может соответствовать разности температур, которая основана на условиях работы двигателя, к примеру, скорости вращения двигателя, требуемых нагрузках и крутящих моментах, и дополнительно основана на состоянии температуры окружающего воздуха и потребностях в обогреве салона.

После подтверждения того, что разность является достаточно высокой, на этапе 716 могут определять, выше или нет оцененная или фактическая температура трансмиссионного масла (TOT) четвертого порогового значения (threshold4). Четвертое пороговое значение соответствует ожидаемой температуре трансмиссионного масла, которая определяется на основании условий работы двигателя и потребностей в обогреве. Например, пороговое значение может быть основано на положении клапана охлаждения трансмиссии (указывающем потребности в охлаждении трансмиссии), скорости вентилятора обогревателя салона (указывающей потребности в обогреве салона) и т.д. Если оцененная TOT ниже (или равна) ожидаемого значения или порогового значения, то на этапе 718 может предоставляться указание отсутствия ухудшения работы клапана охлаждения трансмиссии (ATCV). Например, может выводиться указание успешного прохождения диагностики. В сравнении, если оцененная TOT выше ожидаемого значения или порогового значения, то на этапе 720 может предоставляться указание ухудшения работы клапана охлаждения трансмиссии (ATCV). Например, может выводиться указание неудачного прохождения диагностики. Помимо этого, может загораться лампа указания неисправности, чтобы предупреждать водителя транспортного средства о неудачно прошедшей диагностике. После диагностирования клапана охлаждения трансмиссии процедура переходит к этапу 722 и фиг. 8, чтобы диагностировать следующий компонент системы охлаждения.

В материалах настоящего описания, аналогично диагностированию ATWV, посредством оценки функциональности клапана только в состоянии, в котором тестированная функция с большой вероятностью предоставляет надежные результаты (т.е. надежную и точно измеримую разность температур), повышается точность и надежность диагностической процедуры.

В некоторых вариантах осуществления, в состоянии холодного запуска двигателя, в ответ на указание отсутствия ухудшения работы системы охлаждения, контроллер дополнительно может регулировать положение каждого из первого перепускного запорного клапана и второго запорного клапана обогревателя. Это может обеспечивать задерживание хладагента в первом контуре и дополнительное повышение температуры двигателя. В частности, первая температура хладагента в первом контуре может повышаться при поддержании второй меньшей температуры во втором контуре. Диагностика клапана трансмиссии также должна требовать открытого запорного клапана обогревателя или рабочего цикла, чтобы предоставлять поток хладагента в масляные охладители двигателя и трансмиссии. Перепускной клапан для хладагента должен быть закрыт во время этих тестов, чтобы предотвращать тепловое смешивание.

Теперь обращаясь к фиг. 8, показана диагностическая процедура 800 диагностирования системы заслонок решетки радиатора, соединенной с передней частью транспортного средства и дополнительно соединенной с системой охлаждения транспортного средства. Чтобы обеспечивать оптимальную экономию топлива и оптимальный обогрев салона, должны быть уменьшены непреднамеренные тепловые потери. В связи с этим, если заслонки решетки радиатора заедают в открытом состоянии, возникают значительные тепловые потери.

Поскольку трудно определять заевшие в открытом состоянии заслонки решетки радиатора, процедура вместо этого пытается определять заевшие в закрытом состоянии заслонки решетки радиатора. На высоких скоростях транспортного средства может требоваться поддерживать заслонки решетки радиатора закрытыми для предоставления аэродинамических преимуществ и поддерживать вентилятор радиатора выключенным для предоставления электрических преимуществ. В сравнении, на низких скоростях транспортного средства заслонки решетки радиатора открываются, чтобы понижать требуемую энергию вентилятора. Заевшие в закрытом состоянии заслонки решетки радиатора в итоге переводят вентилятор радиатора в высокоскоростной режим, при том, что в противном случае этого не требуется. Нижеприведенный способ описывает способ, который прогнозирует требуемую скорость вентилятора и сравнивает ее с фактической скоростью вентилятора. Альтернативно, ухудшение работы заслонки решетки радиатора может быть определено посредством временного принудительного закрытия заслонок решетки радиатора и отмечания последовательного повышения ECT или увеличения скорости вентилятора.

На этапе 802 могут оценивать и/или измерять скорость транспортного средства. Помимо этого, могут измерять и/или оценивать фактическую скорость вентилятора радиатора. На этапе 804 ожидаемую скорость вентилятора радиатора или пороговую скорость могут определять на основании расчетной скорости транспортного средства. На этапе 806 могут определять, превышает или нет фактическая скорость вентилятора ожидаемую скорость вентилятора (или пороговую скорость вентилятора). Если нет, затем на этапе 808 могут указывать отсутствие ухудшения работы системы заслонок решетки радиатора, и может выводиться «успешно прошедшая диагностика». В сравнении, на этапе 810, на основании скорости вентилятора радиатора, превышающей ожидаемую скорость вентилятора или пороговую скорость, могут указывать ухудшение работы системы заслонок решетки радиатора, и может выводиться «неудачно прошедшая диагностика». После диагностирования системы заслонок решетки радиатора процедура переходит к этапу 812 и фиг. 10, чтобы диагностировать следующий компонент системы охлаждения.

Примерная карта, которая может использоваться и привязываться к диагностической процедуре по фиг. 8, показана на фиг. 9. Карта 900 показывает ожидаемую скорость вентилятора радиатора вдоль оси Y относительно изменения скорости транспортного средства вдоль оси X. В проиллюстрированном примере, скорость вентилятора радиатора может быть представлена посредством энергии вентилятора, требуемой для того, чтобы поддерживать эту скорость вентилятора (например, мощность, ток, напряжение и т.д.). Линия 902 иллюстрирует график энергии вентилятора, требуемой для того, чтобы поддерживать скорость вентилятора радиатора на данной скорости транспортного средства, когда закрыты заслонки решетки радиатора системы заслонок решетки радиатора. Линия 904 иллюстрирует график энергии вентилятора, требуемой для того, чтобы поддерживать скорость вентилятора радиатора на данной скорости транспортного средства, когда открыты заслонки решетки радиатора системы заслонок решетки радиатора.

Как можно видеть посредством сравнения линий 902 и 904, требуется больше энергии вентилятора радиатора, когда закрыты заслонки решетки радиатора, чем тогда, когда они открыты. Таким образом, посредством различения энергии вентилятора в обоих сценариях, пороговая скорость вентилятора, проиллюстрированная в линии 906, может быть определена для того, чтобы идентифицировать фактическое положение заслонок решетки радиатора. Посредством выполнения этого на высоких скоростях транспортного средства и на скоростях медленного съезжания вниз может быть определено более надежное пороговое значение, так что диагностическая процедура позволяет отклонять ложные заключения, возникающие в результате увеличения аэродинамического сопротивления транспортного средства за счет прицепа или багажника.

В некоторых вариантах осуществления, ввод барометрического давления и/или ввод географического местоположения из GPS также может комбинироваться с тем, чтобы регулировать пороговое значение. В частности, длинный подъем также может иметь вид закрытой системы заслонок решетки радиатора. Таким образом, посредством включения барометрического давления и/или GPS-ввода также могут лучше отклоняться ложные заключения касательно состояния системы заслонок решетки радиатора, извлеченные из длинного подъема вверх.

Таким образом, контроллер может указывать ухудшение работы системы заслонок решетки радиатора на основании превышения пороговой скорости посредством скорости вентилятора радиатора, при этом пороговая скорость основана на скорости транспортного средства. Контроллер дополнительно может, в ответ на указание ухудшения работы системы заслонок решетки радиатора, задавать диагностический код, чтобы указывать ухудшение работы и записывать ухудшение работы (что заслонка решетки радиатора остается в закрытом состоянии) в запоминающем устройстве транспортного средства для последующего извлечения. Результирующий недостаток для потребителя заключается в увеличенном шуме вентилятора и увеличенном потреблении электричества. В случае заевшей в открытом состоянии заслонки решетки радиатора недостаток для потребителя включает в себя потери экономии топлива вследствие увеличенного аэродинамического сопротивления, и они могут записываться в запоминающее устройство для последующего извлечения.

Теперь обращаясь к фиг. 10, показана диагностическая процедура 1000 для диагностирования термостата системы охлаждения. Диагностическая процедура 1000 включает в себя множество подпрограмм, которые могут быть использованы по отдельности или в комбинации, чтобы идентифицировать ухудшение работы термостата. В каждой из подпрограмм состояние одного или более клапанов системы охлаждения может регулироваться для задерживания первого количества хладагента в первом контуре системы охлаждения при воздействии второго количества хладагента на термостат во втором контуре системы охлаждения. Иными словами, тепловые перепады могут быть сформированы в различных областях системы охлаждения. Затем, ухудшение работы термостата может указываться на основании разности между фактической температурой хладагента (или фактическим профилем нагрева хладагента) и пороговым значением (или ожидаемым профилем нагрева хладагента), при этом пороговое значение (или ожидаемый профиль) основано на состоянии клапанов. В каждой подпрограмме тепловые потери, понесенные от HVAC-системы, могут быть вычислены по-иному и использованы для того, чтобы регулировать пороговый или ожидаемый профиль. В связи с этим, термостат может включать в себя клапан термостата, соединенный с термочувствительным элементом. В материалах настоящего описания, работа одного или более компонентов термостата может ухудшаться для диагностики ухудшения работы термостата.

Традиционные диагностические процедуры для термостатов позволяют сравнивать профиль нагрева хладагента с минимальным или самым медленным профилем нагрева. Самый медленный профиль нагрева включает в себя профиль нагрева, сформированный, когда транспортное средство находится в состоянии, в котором максимальное тепло рассеивается в окружающую среду. Он включает в себя состояние холодных температур окружающей среды и максимальный обогрев салона, требуемый водителем (температуру и скорость вентилятора). Если фактический профиль нагрева проходит самый медленный профиль нагрева, выводится успешное прохождение диагностики термостата. Пороговое значение выбирается для самого холодного состояния, в котором работает диагностический монитор. По сути, оно представляет собой состояние, в котором есть возможность наиболее надежно определять неисправность функциональности термостата.

Тем не менее, авторы изобретения в материалах настоящего описания выяснили, что хотя такая диагностика является надежной в холодных окружающих условиях, она не является очень чувствительной в теплых окружающих условиях. Таким образом, могут требоваться более надежные и точные диагностические процедуры нагрева. Один подход, идентифицированный для повышения надежности диагностики нагрева, включает в себя измерение теплового потока в «неправильном месте», в которое тепло не должно протекать в выбранном состоянии, а не теплового потока в «правильном месте», в которое тепло должно протекать в этом состоянии. Например, если температура радиатора возрастает до того, как назначено открытие термостата (т.е. до того, как нагретый хладагент предположительно достигает радиатора), может быть определено ухудшение работы в клапане термостата. Иными словами, ухудшение работы может быть более точно идентифицировано посредством присутствия непреднамеренных приростов тепла в областях, не предполагаемых для того, чтобы получать тепло, а не посредством присутствия непреднамеренных тепловых потерь из областей, которые уже являются горячими. Посредством мониторинга изменений температуры около термостата (например, через ближайший температурный датчик) может быть лучше определено просачивание горячего хладагента.

Диагностические подпрограммы, описанные ниже, дополнительно компенсируют переменные тепловых потерь, которые могут приводить к большим изменениям в профиле нагрева хладагента. В связи с этим, одна из наибольших переменных в профиле нагрева хладагента может быть приписана тепловой энергии, потребляемой или потерянной в HVAC-системе салона транспортного средства. Таким образом, подпрограммы по фиг. 10 обеспечивают дополнение модели нагрева хладагента двигателя (или ожидаемого профиля) более точной оценкой тепловых потерь HVAC.

Авторы изобретения в материалах настоящего описания также выяснили, что в системах охлаждения, имеющих множество клапанов, посредством которых переменные температуры хладагента могут быть сформированы в различных областях системы охлаждения, ожидаемый профиль, возможно, должен дополнительно регулироваться на основании состояния клапанов, поскольку состояние клапанов влияет на температуру хладагента, циркулирующего через термостат, и тем самым на регулируемую температуру хладагента. Таким образом, подпрограммы по фиг. 10 сравнивают оцененный профиль температуры или нагрева хладагента с пороговым или ожидаемым профилем нагрева, который регулируется на основании состояния клапанов.

Другими словами, процедура по фиг. 10 определяет внутренние утечки между зоной нагрева и зоной охлаждения системы охлаждения, которые препятствуют нагреву. В системах с одним клапаном (т.е. в термостате), диагностированное ухудшение работы представляет собой термостат с ранним открытием. В системе с многоходовыми клапанами нельзя точно определять «оставшийся в открытом состоянии» клапан без дополнительных данных датчиков или позиционирования клапанов. Таким образом, следующая процедура определяет клапан, который является открытым или частично открытым, когда предполагается, что он должен быть полностью закрыт. Помимо этого, способ по фиг. 10 логически выводит обогрев салона, т.е. HVAC-нагрузку, предоставляемую через сердцевину 90 обогревателя, тем самым предоставляя более уточненную фактическую оценку тепловых потерь сердцевины обогревателя, а не более ограничивающую оценку потерь обогревателя по принципу «наихудшего случая» (как предусмотрено в традиционных диагностических тестах). Поскольку клапан радиатора (240 по фиг. 2) закрыт во время процедуры по фиг. 10, тепловые потери радиатора не оцениваются. В связи с этим, диагностическая процедура проводится до того, как открывается клапан 240 радиатора.

В связи с этим, все процедуры начинаются с общего этапа на этапе 1002, включающего в себя то, что оценивают и/или измеряют условия работы двигателя. Помимо этого, может быть определено состояние различных клапанов системы охлаждения. В одном примере, до инициирования диагностических подпрограмм, состояние различных клапанов системы охлаждения (например, перепускного запорного клапана, запорного клапана обогревателя, клапана охлаждения трансмиссии и клапана обогрева трансмиссии) может регулироваться для задерживания первого количества хладагента в первом (перепускном) контуре при циркуляции второго (оставшегося) количества хладагента во втором (нагревательном) контуре через термостат. Это может включать в себя, например, закрытие каждого из запорного клапана обогревателя, перепускного запорного клапана и клапана охлаждения трансмиссии при открытии клапана обогрева трансмиссии. В качестве другого примера, очередность по приоритету может включать в себя регулирование клапанов, чтобы сначала доставлять хладагент в сердцевину обогревателя (если имеется потребность); затем регулирование клапанов для задерживания хладагента в двигателе, причем задержанный хладагент перепускается только в качестве действия сброса давления вследствие высокой скорости работы насоса; затем регулирование клапанов, чтобы нагревать трансмиссию; и, в завершение, регулирование клапана, чтобы обеспечивать протекание хладагента в радиатор, как только ECT/CHT является достаточно высокой.

Первая подпрограмма показана на этапах 1004-1044. В материалах настоящего описания, на этапе 1004 оценивают температуру окружающей среды (T_amb). Затем, на этапе 1006 оценивают тепловые потери от HVAC-системы транспортного средства (т.е. системы обогрева, вентиляции и кондиционирования воздуха салона транспортного средства) на основании условий работы двигателя и определенной температуры окружающей среды. В частности, тепловые потери через HVAC-систему определяются на основании температуры окружающей среды при условии максимальной теплопередачи из двигателя в салон (для данной температуры окружающей среды). В связи с этим, при включенном обогреве салона и опущенных окнах HVAC-система отводит различные количества тепла в зависимости от температуры окружающей среды (количество увеличивается со снижением температуры окружающей среды). Следовательно, тепловые потери HVAC обусловлены посредством разности между температурой хладагента и температурой окружающей среды. Затем, на этапе 1008 определяют ожидаемый профиль нагрева хладагента на основании оцененных тепловых потерь HVAC и оцененных условий работы двигателя (включающего в себя температуру окружающей среды). Посредством регулирования ожидаемого профиля нагрева хладагента, на основании тепловых потерь HVAC, которые сами основаны на состоянии температуры окружающей среды, чувствительность диагностической процедуры повышается при всех температурах окружающего воздуха.

Отсюда, процедура переходит к этапу 1040, на котором фактический профиль (или фактическая температура хладагента в термостате) сравнивают с ожидаемым профилем (или ожидаемым пороговым значением). Если фактический профиль и ожидаемые профили совпадают, например, если разность между ними меньше пороговой величины, то на этапе 1042 указывают отсутствие ухудшения работы термостата. Например, может выводиться успешное прохождение диагностики. Тем не менее, если фактический профиль и ожидаемые профили не совпадают, например, если абсолютная разность между ними превышает пороговую величину, то на этапе 1044 указывают ухудшение работы термостата. Например, может выводиться неудачное прохождение диагностики. Дополнительно, может загораться лампа указания неисправности, чтобы указывать неудачное прохождение диагностики водителю транспортного средства.

В одном примере, указание ухудшения работы термостата может включать в себя указание того, что клапан термостата остается в открытом состоянии, когда фактический/оцененный профиль температуры хладагента ниже ожидаемого профиля температуры хладагента более чем на пороговую величину.

Вторая подпрограмма показана на этапах 1014-1044. В материалах настоящего описания, на этапе 1014 определяют, запрошен или нет обогрев салона. Например, состояние клапана подачи хладагента в сердцевину обогревателя и/или насоса для подачи хладагента в сердцевину обогревателя может быть использовано для того, чтобы более точно определять то, подает ли команду пассажир транспортного средства на обогрев салона. Если да, то на этапе 1016, тепловые потери HVAC оценивают на основании условий работы транспортного средства (например, оцененного во время первой подпрограммы на этапе 1004), и дополнительно, на основании запроса на обогрев салона. Затем на этапе 1018 определяют ожидаемый профиль нагрева хладагента на основании тепловых потерь HVAC, оцененных на этапе 1016, и дополнительно на основании условий работы двигателя (включающего в себя T_amb). В связи с этим, если пассажир не подает команду на обогрев салона, фактический профиль нагрева хладагента может быть более быстрым, и ожидаемый профиль нагрева также может регулироваться таким образом, что он является более быстрым. Отсюда, процедура переходит к этапу 1040, на котором сравнивают фактический и ожидаемый профили нагрева хладагента, и определяют и указывают ухудшение работы термостата на основании несоответствий между профилями, как конкретно представлено выше.

Возвращаясь к этапу 1014, если не запрошен обогрев салона, вторая подпрограмма может подключаться к третьей подпрограмме, проиллюстрированной в материалах настоящего описания на этапах 1024-1044. В связи с этим, вход в третью подпрограмму также может выполняться независимо. В материалах настоящего описания, на этапе 1024 могут оценивать температуру пассажирского салона (T_cabin). Затем, на этапе 1026, тепловые потери HVAC оценивают на основании условий работы транспортного средства (например, оцененного во время первой подпрограммы на этапе 1004), и дополнительно, на основании температуры в салоне. В частности, подпрограмма принимает в расчет то, что разность температур между температурой хладагента и температурой воздуха в салоне обуславливает тепловые потери HVAC. Затем на этапе 1028 определяют ожидаемый профиль нагрева хладагента на основании тепловых потерь HVAC, оцененных на этапе 1026, и дополнительно на основании условий работы двигателя (включающего в себя T_amb). Отсюда, процедура переходит к этапу 1040, на котором сравнивают фактический и ожидаемый профили нагрева хладагента и определяют и указывают ухудшение работы термостата на основании несоответствий между профилями, как конкретно представлено выше.

Четвертая подпрограмма показана на этапах 1034-1044. В связи с этим, четвертая подпрограмма может быть добавлена к третьей подпрограмме с тепловыми потерями HVAC, определенными с использованием информации касательно скорости HVAC-вентилятора в дополнение к температуре в салоне (третьей подпрограммы). Альтернативно, вход в четвертую подпрограмму может выполняться независимо. В частности, на этапе 1034, в дополнение к температуре в салоне (оцененной на этапе 1024), могут определять скорость HVAC-вентилятора (т.е. скорость вентилятора обогрева салона). Затем, на этапе 1036 тепловые потери HVAC оценивают на основании условий работы транспортного средства (например, оцененного во время первой подпрограммы на этапе 1004), температуры в салоне (например, оцененной во время третьей подпрограммы на этапе 1024), и дополнительно, на основании скорости вентилятора для обогрева салона. Затем на этапе 1038 определяют ожидаемый профиль нагрева хладагента на основании тепловых потерь HVAC, оцененных на этапе 1036, и дополнительно на основании условий работы двигателя (включающего в себя T_amb). Отсюда, процедура переходит к этапу 1040, на котором сравнивают фактический и ожидаемый профили нагрева хладагента и определяют и указывают ухудшение работы термостата на основании несоответствий между профилями, как конкретно представлено выше.

Таким образом, оцененный профиль температуры хладагента, считываемый в термостате, может сравниваться с ожидаемым профилем температуры хладагента в течение периода времени, и может быть определено ухудшение работы термостата на основании разности между профилями, превышающими пороговую величину. В материалах настоящего описания, более надежный ожидаемый профиль может быть определен на основании каждого состояния множества клапанов системы охлаждения, а также оценки тепловых потерь салона. В частности, точная оценка тепловых потерь салона может приниматься в расчет на основании одного или более (или каждого) из запроса на обогрев салона от водителя, температуры окружающего воздуха, температуры воздуха в салоне, скорости вентилятора обогревателя салона, скорости транспортного средства и скорости работы насоса для подачи хладагента.

Следует понимать, что в еще одних дополнительных вариантах осуществления, ожидаемый профиль нагрева хладагента может регулироваться с использованием термической модели, которая компенсирует дополнительные характерные тепловые потери в дополнение к тепловым потерям HVAC. Они могут включать в себя, например, тепловые потери отсека для двигателя (например, потери под влиянием температуры окружающей среды, температуры двигателя, скорости транспортного средства и состояния/положения заслонок решетки радиатора), а также тепловые потери трансмиссии (например, потери, затрагиваемые на границе линии хладагента и масляного охладителя трансмиссии). Например, тепловые потери двигателя могут быть оценены на основании каждого параметра из скорости вращения двигателя, температуры окружающего воздуха, скорости транспортного средства, распределения зажигания, скорости вентилятора радиатора и степени открытия системы заслонок решетки радиатора. Аналогично, тепловые потери трансмиссии могут быть оценены на основании состояния множества клапанов системы охлаждения (включающих в себя клапан обогрева и охлаждения трансмиссии) и температуры трансмиссионного масла.

Следует понимать, что хотя проиллюстрированные подпрограммы иллюстрируют сравнение фактического/оцененного профиля нагрева хладагента с ожидаемым профилем нагрева хладагента, в еще одних других вариантах осуществления, ухудшение работы термостата может быть основано на скорости изменения оцененной температуры хладагента в течение периода времени относительно ожидаемой скорости изменения, при этом ожидаемая скорость изменения основана на условиях работы двигателя и состоянии множества клапанов системы охлаждения.

Также дополнительно, в некоторых вариантах осуществления, ухудшение работы термостата может быть основано на разности между температурой хладагента и пороговым значением, при этом пороговое значение регулируется на основании состояния клапанов и дополнительно на основании скорости вращения двигателя, скорости транспортного средства, температуры окружающей среды, распределения зажигания и оценки тепловых потерь салона. Здесь, контроллер может указывать то, что клапан термостата остается в открытом состоянии, в ответ на то, что температура хладагента превышает пороговое значение при указании, что клапан термостата остается в закрытом состоянии, в ответ на то, что температура хладагента ниже порогового значения.

Следует понимать, что хотя подпрограммы по фиг. 10 иллюстрируют диагностирование оставшегося в закрытом состоянии клапана термостата, в альтернативных вариантах осуществления, диагностические процедуры могут проводиться, чтобы идентифицировать оставшийся в открытом состоянии клапан термостата. В связи с этим, оставшийся в открытом состоянии клапан термостата может быть продемонстрирован как более горячий хладагент в зоне охлаждения (например, в радиаторе), чем должен быть. Чтобы определять это, может быть использована позиция датчика температуры на выходе радиатора (не показан).

В некоторых вариантах осуществления, в ответ на указание ухудшения работы термостата, может регулироваться состояние одного или более клапанов системы охлаждения дополнительно. Например, клапаны дополнительно могут регулироваться таким образом, чтобы увеличивать количество хладагента, циркулирующего во втором контуре и через термостат, при снижении количества хладагента, задержанного в первом контуре. Это может включать в себя открытие каждого из запорного клапана обогревателя, перепускного запорного клапана и клапана охлаждения трансмиссии при закрытии клапана обогрева трансмиссии. В состоянии, когда клапан термостата остается в закрытом состоянии, посредством принудительной циркуляции большего количества хладагента через термостат во втором контуре, может быть открыт клапан термостата. В материалах настоящего описания, термостат остается в закрытом состоянии вследствие ухудшения в парафиновых шариках, дополнительный поток горячей хладагента может помогать расплавлять парафиновые шарики, давая возможность открытия термостата.

Теперь обращаясь к фиг. 11, показана примерная процедура для регулирования состояния открытия/закрытия запорного клапана обогревателя на основании условий работы двигателя. Посредством регулирования положения запорного клапана обогревателя количество более горячего хладагента может задерживаться в сердцевине обогревателя, в то время как оставшееся количество более прохладного хладагента может циркулировать через термостат. Посредством подвергания термостата воздействию хладагента меньшей температуры может быть уменьшен поток хладагента через радиатор, тем самым понижая регулируемую температуру циркулирующего хладагента. Затем, когда запорный клапан обогревателя открывается, горячий задержанный хладагент может циркулировать через термостат. Посредством подвергания термостата воздействию хладагента большей температуры может быть увеличен поток хладагента через радиатор, тем самым изменяя регулируемую температуру циркулирующего хладагента. В частности, такой подход предоставляет возможность более жесткого управления регулирования температурой в диапазоне гистерезиса механического термостата. Парафиновые шарики термостата по-прежнему расплавляются и затвердевают при расчетных температурах, но манипуляция с клапанами предоставляет некоторый запас времени для управления температурой циркулирующего хладагента на обоих концах этого диапазона гистерезиса.

В частности, процедура по фиг. 11 показывает условия работы двигателя, при котором обеспечивается задерживание хладагента. Поскольку перепускной клапан для хладагента обычно является открытым (отсутствует поток хладагента), именно активация запорного клапана обогревателя предоставляет задерживание хладагента. Задержанный хладагент предназначен для того, чтобы обеспечивать повышение экономии топлива посредством повышения температур металла двигателя на большей скорости, чем без задерживания. Таким образом, задерживание хладагента не разрешается, если потребитель запрашивает обогрев салона (ручка EATC-климат-контроля). Если транспортное средство оснащается ручкой ручного климат-контроля, то задерживание хладагента не разрешается, если температура хладагента двигателя меньше температуры окружающей среды (отсутствие увеличения нагрева для салона) или ниже порогового значения теплых окружающих условий, при котором можно ожидать запроса на обогрев салона. Кроме того, задерживание хладагента запрещается на высоких скоростях вращения двигателя, чтобы предотвращать потенциально вредное высокое давление в системе охлаждения. EOT-состояния указывают, что нет необходимости задерживания хладагента, если моторное масло уже является горячим. Если моторное масло является холодным, то можно ограничивать теплопередачу двигателя моторным маслом и сохранять тепло в двигателе, чтобы повышать скорость увеличения температуры металла двигателя. В дополнение к повышению экономии топлива, обусловленному посредством задержанного хладагента, температура хладагента двигателя может управляться до температур, отличных от ожидаемых посредством механического термостата, посредством обработки различных клапанов в системе. Таким образом, температура хладагента двигателя может управляться до температуры, отличной от температуры, указываемой посредством одного механического термостата.

На этапе 1102 могут оценивать и/или измерять условия работы двигателя. Они могут включать в себя, например, скорость вращения двигателя, температуру трансмиссионного масла (TOT), крутящий момент, запросы на обогрев/охлаждение салона, ECT, температуру выхлопных газов, окружающие условия и т.д. На основании оцененных условий работы, одного или в комбинации, может регулироваться состояние запорного клапана обогревателя.

В качестве первого примера, на этапе 1104 могут определять, выше или нет температура моторного масла (EOT) порогового значения (Thr1). Например, могут определять, выше или нет EOT чем 61°C. Если да, то на этапе 1140 могут открывать запорный клапан обогревателя, и хладагент может циркулировать в двигатель после прохождения через сердцевину обогревателя. Попадание нагретого хладагента в термостат может открывать клапан термостата, обеспечивая поток хладагента через радиатор и регулирование температуры хладагента. Если EOT не выше порогового значения, то на этапе 1144 могут закрывать запорный клапан обогревателя, и хладагент может задерживаться в нагревательном контуре в сердцевине и выше сердцевины обогревателя. В качестве другого примера, на этапе 1106 могут определять, выше или нет внутренний крутящий момент двигателя порогового значения (Thr1), к примеру, выше чем 125 Нм. Внутренний крутящий момент двигателя может логически выводиться из условий двигателя, к примеру, скорости вращения двигателя, воздушного потока, заправки топливом и т.д. Если да, то на этапе 1140 могут открывать запорный клапан обогревателя. Иначе, на этапе 1144 могут подтверждать, выше или нет скорость вращения двигателя (Ne) пороговой скорости (Thr3), к примеру, выше 3500 об/мин. Если внутренний крутящий момент двигателя не выше порогового крутящего момента, но скорость вращения двигателя выше пороговой скорости, то процедура переходит к этапу 1140, чтобы открывать запорный клапан обогревателя. Иначе, если скорость вращения двигателя не выше пороговой скорости, то на этапе 1110 могут определять, выше или нет температура выхлопных газов порогового значения (Thr4), к примеру, выше чем 650°C. Если да, запорный клапан обогревателя открывается. Иначе, на этапе 1144, запорный клапан обогревателя поддерживают закрытым.

В качестве дополнительного примера, на этапе 1120 могут определять, включен или нет модуль автоматического климат-контроля (например, кондиционер HVAC-системы транспортного средства). В одном примере, модуль климат-контроля может быть включен в ответ на запрос на охлаждение салона. Если да, то на этапе 1122 могут определять, выше или нет скорость вращения двигателя порогового значения (Thr5), к примеру, выше 2500 об/мин. Если да, на этапе 1140 могут открывать запорный клапан обогревателя. Иначе, на этапе 1144 может быть закрыт запорный клапан обогревателя.

Альтернативно, после подтверждения того, что включен климат-контроль, на этапе 1124 могут определять, выше или нет температура хладагента двигателя (ECT), считываемая в головке блока цилиндров, порогового значения (Thr6). Если да, то может быть открыт запорный клапан обогревателя, в противном случае может быть закрыт клапан. В связи с этим, пороговая температура хладагента, выше которой открыт запорный клапан обогревателя, может быть основана на состоянии температуры окружающей среды. Это обусловлено тем, что на тепловые потери в радиаторе может влиять температура окружающей среды. Таким образом, по мере того, как увеличивается температура окружающей среды, может увеличиваться температура хладагента, при которой открывается клапан обогревателя. В одном примере, контроллер может обращаться к карте тепловых взаимосвязей, к примеру, к карте по фиг. 12, чтобы определять пороговую (Thr6) температуру хладагента, выше которой открыт запорный клапан обогревателя.

Альтернативно, на этапе 1126 могут определять, включен или нет кондиционер. В материалах настоящего описания, состояние кондиционера может быть использовано в качестве косвенного фактора, чтобы логически выводить то, имеется или нет потребность в обогреве. Если да, то на этапе 1140 могут открывать запорный клапан обогревателя, в противном случае могут закрывать клапан.

Возвращаясь к этапу 1120, если модуль климат-контроля не включен, то на этапе 1132 могут определять, выше или нет скорость вращения двигателя порогового значения (Thr5), к примеру, выше 2500 об/мин. Если да, на этапе 1140 могут открывать запорный клапан обогревателя. Иначе, на этапе 1144 могут закрывать запорный клапан обогревателя.

Альтернативно, после подтверждения того, что включен климат-контроль, на этапе 1134 могут определять, выше или нет температура хладагента двигателя (ECT), считываемая в головке блока цилиндров, порогового значения (Thr6). Если да, то могут открывать запорный клапан обогревателя, в противном случае могут закрывать клапан. Как конкретно представлено выше, пороговая температура хладагента, выше которой открывают запорный клапан обогревателя, может быть основана на состоянии температуры окружающей среды, например, на карте тепловых взаимосвязей по фиг. 12.

В качестве другого примера, на этапе 1136 могут определять, включен или нет кондиционер. В материалах настоящего описания, состояние кондиционера может быть использовано в качестве косвенного фактора, чтобы логически выводить то, имеется или нет потребность в обогреве. Если да, то на этапе 1140 могут открывать запорный клапан обогревателя, в противном случае могут закрывать клапан.

После открытия запорного клапана обогревателя на этапе 1140, клапан могут поддерживать открытым до тех пор, пока не будут удовлетворены выбранные условия на этапе 1142. Они включают в себя, например, подтверждение того, что внутренний крутящий момент двигателя ниже порогового значения (например, ниже 125 Нм), температура выхлопных газов ниже порогового значения (например, ниже 650°C), температура моторного масла ниже порогового значения (например, ниже 56°C), скорость вращения двигателя ниже порогового значения (например, ниже 2200 об/мин), температура хладагента ниже порогового значения (например, ниже порогового значения на основании текущей температуры окружающей среды), и не принят запрос от водителя на обогрев салона. В связи с этим, все вышеуказанные условия, возможно, должны подтверждаться, чтобы выбранные условия считались удовлетворенными. Когда выбранные условия удовлетворены, процедура может переходить к этапу 1144, чтобы закрывать запорный клапан обогревателя.

В материалах настоящего описания, посредством регулирования положения запорного клапана обогревателя на основании одного или более условий работы двигателя, температура хладагента в сердцевине обогревателя может быть преимущественно использована для того, чтобы предоставлять обогрев/охлаждение салона для ускорения прогрева двигателя и/или нагрева трансмиссии и без излишнего рассеяния тепла в радиаторе.

Таким образом, посредством регулирования положения одного или более клапанов системы охлаждения тепловые перепады могут быть созданы в различных областях системы охлаждения. В частности, за счет задерживания по меньшей мере части хладагента в блоке цилиндров двигателя и циркуляции оставшегося хладагента через термостат может изменяться температура хладагента, циркулирующего через термостат, тем самым влияя на результирующую регулируемую температуру хладагента. За счет этого переменная и управляемая температура хладагента двигателя может достигаться посредством использования существующего набора клапанов системы охлаждения. Посредством использования идентичных перепадов температур для того, чтобы идентифицировать ухудшение работы клапанов системы охлаждения, могут быть повышены точность и надежность диагностики системы охлаждения. Посредством предоставления возможности управления переменной температурой хладагента двигателя может быть улучшено регулирование температуры хладагента. Помимо этого могут достигаться преимущества с точки зрения экономии топлива и производительности двигателя.

Следует понимать, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего изобретения, являются примерными по сути, и что эти конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничивающем смысле, поскольку возможны многочисленные изменения. Например, вышеописанная технология может быть применена к двигателям типа V6 (V-образный 6-цилиндровый), I-4 (рядный 4-цилиндровый), I-6 (рядный 6-цилиндровый), V-12 (V-образный 12-цилиндровый), оппозитный 4-цилиндровый и другим типам. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций и других признаков, функций и/или свойств, раскрытых в материалах настоящего описания.

Прилагаемая формула изобретения конкретно указывает определенные комбинации и подкомбинации, считающиеся новыми и неочевидными. Эта формула изобретения может упоминать элемент либо «первый» элемент, либо его эквивалент. Такая формула изобретения должна пониматься как включающая в себя объединение одного или более таких элементов, ни требующее, ни исключающее два или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены посредством исправления настоящей формулы изобретения или посредством представления новых пунктов формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, либо более широкая, либо более узкая, эквивалентная или отличная по объему по сравнению с первоначальной формулой изобретения, также рассматриваются как включенная в предмет настоящего изобретения.

Изобретение относится к системам охлаждения двигателя. Предложены способы и системы для ускорения прогрева системы двигателя посредством задержанного хладагента в одном из множества контуров в системе охлаждения двигателя. Ухудшение работы различных клапанов и термостатов системы охлаждения может быть диагностировано регулированием клапана и наблюдением изменений одной или более из температуры хладагента, температуры трансмиссии и температуры в салоне. На основании условий работы двигателя различные клапаны могут регулироваться для изменения температуры хладагента в различных областях системы охлаждения, тем самым предоставляя преимущества с точки зрения экономии топлива. Изобретение обеспечивает улучшения производительности двигателя за счет регулирования температуры хладагента в главной линии. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Способ для системы охлаждения двигателя, включающий этап, на котором в ответ на условие работы двигателя регулируют каждый из перепускного запорного клапана и запорного клапана обогревателя системы охлаждения для задерживания первого количества хладагента в блоке цилиндров двигателя при циркуляции второго количества хладагента в термостате.

2. Способ по п. 1, в котором первое количество хладагента задерживают в первом контуре системы охлаждения, а второе количество хладагента циркулирует во втором контуре системы охлаждения, причем второй контур включает в себя сердцевину обогревателя выше по потоку от термостата.

3. Способ по п. 2, в котором состояние работы двигателя включает в себя состояние холодного запуска двигателя.

4. Способ по п. 3, в котором регулирование включает в себя, во время состояния холодного запуска двигателя, этап, на котором закрывают перепускной запорный клапан и открывают запорный клапан обогревателя для увеличения первого количества хладагента, задержанного в блоке цилиндров двигателя, относительно второго количества хладагента, циркулирующего в термостате.

5. Способ по п. 4, в котором этап регулирования выполняют в течение периода времени для повышения первой температуры хладагента первого количества задержанного хладагента выше пороговой температуры, при этом вторая температура хладагента второго количества хладагента остается ниже пороговой температуры в течение этого периода времени.

6. Способ по п. 5, в котором период времени основан на скорости вращения двигателя, требуемом крутящем моменте и запросе на обогрев салона транспортного средства.

7. Способ по п. 5, в котором в то время как перепускной запорный клапан закрыт, вторую температуру хладагента оценивают температурным датчиком в термостате, а первую температуру хладагента оценивают на основании каждой из скорости вентилятора радиатора, скорости транспортного средства, температуры окружающего воздуха и второй температуры хладагента.

8. Способ по п. 7, дополнительно включающий, после того как период времени истек, этап, на котором открывают перепускной запорный клапан при поддержании запорного клапана обогревателя открытым, так что первое количество хладагента также циркулирует в термостате.

9. Способ для системы охлаждения двигателя, включающий этап, на котором во время состояния холодного запуска двигателя закрывают каждый из первого клапана в первом контуре хладагента и второго клапана во втором контуре хладагента между двигателем и термостатом для задерживания более теплого хладагента в двигателе при циркуляции более прохладного хладагента в термостате.

10. Способ по п. 9, в котором задерживание более теплого хладагента в двигателе при циркуляции более прохладного хладагента в термостате включает в себя этап, на котором прерывают протекание хладагента в радиаторе.

11. Способ по п. 10, в котором этап регулирования выполняют в течение некоторого периода времени для повышения первой температуры хладагента, задержанного в двигателе, выше пороговой температуры при поддержании второй температуры хладагента, циркулирующего в термостате, ниже пороговой температуры, причем период времени основан на каждом из температуры окружающего воздуха, скорости вращения двигателя и запроса на обогрев салона транспортного средства.

12. Способ по п. 11, дополнительно включающий, при задерживании хладагента в двигателе в течение периода времени, этап, на котором периодически открывают первый клапан в ответ на давление в первом контуре хладагента, превышающее пороговое давление.

13. Способ по п. 12, дополнительно включающий, после того как период времени истек, этап, на котором открывают первый клапан, так что хладагент, задержанный в первом контуре, циркулирует в термостате.

14. Способ по п. 13, дополнительно включающий, в ответ на запрос на обогрев салона, этап, на котором открывают второй клапан, так что хладагент, задержанный во втором контуре, циркулирует в термостате.

15. Способ по п. 14, в котором циркуляция хладагента, задержанного во втором контуре и/или в первом контуре в термостате, включает в себя этап, на котором обеспечивают протекание хладагента в радиаторе.

16. Система транспортного средства, содержащая:

блок цилиндров двигателя;

систему охлаждения двигателя, соединенную с блоком цилиндров двигателя через каждый из первого контура и второго контура, при этом первый контур включает в себя первый клапан, второй контур включает в себя второй клапан, причем первый и второй контуры пересекаются в термостате;

контроллер с машиночитаемыми инструкциями для во время холодного запуска двигателя закрытия одного или более из первого и второго клапанов для задерживания хладагента в двигателе и повышения первой температуры хладагента в двигателе выше второй температуры хладагента в термостате.

17. Система по п. 16, в которой система охлаждения дополнительно включает в себя радиатор, имеющий вентилятор, при этом первая температура хладагента в двигателе выводится на основании каждой из скорости вентилятора радиатора, скорости транспортного средства, температуры окружающего воздуха и второй температуры хладагента.

18. Система по п. 17, в которой контроллер включает в себя дополнительные инструкции, после того как первая температура хладагента становится выше пороговой температуры, для открытия по меньшей мере первого клапана для обеспечения циркуляции хладагента при первой температуре хладагента в термостате, причем пороговая температура основана на температуре выпускного катализатора.

19. Система по п. 18, в которой контроллер включает в себя дополнительные инструкции, после того как первая температура хладагента становится выше пороговой температуры, для открытия второго клапана в ответ на запрос на обогрев салона транспортного средства.

20. Система по п. 18, в которой контроллер включает в себя дополнительные инструкции, в то время как первая температура хладагента становится ниже пороговой температуры, для периодического открытия первого клапана в ответ на давление хладагента в двигателе первого контура, превышающее пороговое давление.