СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ СИСТЕМЫ ХЛАДАГЕНТА ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2019 года по МПК F01P11/16 F01P11/18 F01P11/20 

Область техники

Настоящее изобретение относится в основном к способам и системам для непрерывного мониторинга термостата и системной диагностики хладагента двигателя.

Уровень техники/Краткое изложение

Современные средства управления двигателем в автомобиле содержат бортовую диагностику различных компонентов двигателя или датчиков, особенно для тех случаев, когда неправильная работа таких компонентов или датчиков может неблагоприятно влиять на различные аспекты эксплуатации двигателя и/или выбросов вредных веществ. Например, правильное функционирование системы охлаждения двигателя может быть подтверждено за счет диагностики работы термостата двигателя (например, неисправный в открытом положении или закрытый), и если датчик температуры хладагента двигателя обеспечивает точные показания. В таком примере, если обнаружена ошибка в работе одного или нескольких датчиков хладагента термостата или двигателя, контроллер автомобиля может сохранить информацию о неисправности и включить световой индикатор неисправности СИН (MIL), предупреждающий водителя о необходимости технического обслуживания автомобиля.

Например, правила автомобильной диагностики требуют выполнения мониторинга системы охлаждения двигателя для выявления ситуации, когда температура хладагента достигнет заранее заданного целевого значения температуры в течение заранее заданного интервала прогрева двигателя. Например, термостат можно считать неисправным, если температура хладагента не достигает указанной целевой температуры в пределах указанного периода времени после того, как двигатель запущен. В другом примере систему охлаждения двигателя могут контролировать на предмет достижения устойчивой минимальной температуры, необходимой для топливной управляющей системы, чтобы включить стехиометрический режим с обратной связью (например, с обратной связью по температуре), в пределах одобренного изготовителем временного интервала после запуска двигателя. Если измерения показали, что температура хладагента двигателя не достигает температуры, необходимой для стехиометрического режима с обратной связью, где стехиометрический режим с обратной связью содержит управление с обратной связью составом смеси воздуха и топлива для сжигания в двигателе, причем воздушно-топливное отношение 14,7:1 представляет собой уставку, могут также указать на существование неисправности.

Температура хладагента двигателя, контролируемая во время условий прогрева двигателя, может в некоторых примерах основываться на моделях, позволяющих выводить температуру хладагента двигателя. Например, в заявке на патент США 7921705 представлена система оценки температуры хладагента двигателя, содержащая модуль оценки температуры хладагента и модуль мониторинга хладагента. Модуль оценки температуры хладагента позволяет определить температуру хладагента двигателя на основе по меньшей мере массового расхода воздуха, скорости транспортного средства и температура окружающей среды. Модуль мониторинга хладагента выборочно управляет двигателем транспортного средства, на основе предполагаемой температуры хладагента двигателя. Похожий патент США 6302065 В1 предлагает осуществлять оценку температуры хладагента двигателя на основе термодинамических свойств двигателя, таких как «чистый» вращающий момент двигателя, воздушно-топливное отношение, частота вращения двигателя, температура отработавших газов и т.д.

Однако авторы настоящего изобретения обнаружили возможные проблемы в таких способах. Например, авторы настоящего изобретения выяснили, что при некоторых значениях температуры окружающей среды, модели расчета температуры хладагента двигателя могут стать неточными. Также, использование модели расчета температуры хладагента двигателя при некоторых значениях температуры окружающей среды может потенциально привести к ложному диагностированию аспектов функционирования системы охлаждения двигателя. Кроме того вышеупомянутые способы не предоставляют методику непрерывного мониторинга работы системы хладагента двигателя в автомобиле в течение ездового цикла, где двигатель используется для движения автомобиля.

Таким образом, авторы настоящего изобретения разработали системы и способы, позволяющие, по меньшей мере, частично, решить вышеупомянутые проблемы. Например, представлен способ, содержащий при первом условии, обнаружение неисправности системы хладагента двигателя на основе модели расчета температуры хладагента двигателя, и, при втором условии, обнаружение неисправности системы хладагента двигателя с использованием мониторинга по времени.

Например, первое условие содержит значение температуры окружающей среды выше 20°F, а второе условие содержит значение температуры окружающей среды ниже 20°F. В некоторых примерах второе условие содержит событие запуска двигателя, причем активация мониторинга по времени дополнительно базируется на одном или более из следующего: частота вращения двигателя и/или нагрузка двигателя больше заранее заданных пороговых значений, причем неисправность обнаруживают, если температура хладагента двигателя ниже заранее заданного порогового значения, когда заканчивается период мониторинга по времени. Таким образом, правильная диагностика работы системы охлаждения двигателя может быть обеспечена при условиях, когда работа системы охлаждения двигателя может быть диагностирована неправильно, если используется модель расчета температуры хладагента двигателя.

В другом примере представлен способ, содержащий, во время первого режима работы двигателя, прогнозирование момента времени, когда температура хладагента двигателя превысит пороговую температуру, причем прогнозирование основано на модели расчета температуры хладагента двигателя; сообщают о правильной работе термостата, регулирующего поток хладагента, когда фактическая температура хладагента превышает пороговое значение; и продолжают мониторинг фактической температуры хладагента, превышающей пороговое значение, после первого режима работы. Например, способ содержит, для ситуации, когда фактическая температура хладагента ниже порогового значения для первого заранее заданного промежутка времени (например, стабилизации повторного включения) после первого режима работы, активацию требования повторно начать первый режим работы, для прогнозирования момента времени, когда температура хладагента превысит пороговое значение температуры, с указанием на правильную работу термостата, для ситуации, когда фактическая температура хладагента превышает пороговую температуру, и причем активация требования повторно начать первый режим работы может происходить любое количество раз, когда фактическая температура хладагента опускается ниже порогового значения для первого заранее заданного промежутка времени во время ездового цикла. Например, повторная активация первого режима работы начинается после второго заранее заданного промежутка времени (например, стабилизации предположения), где второй заранее заданный промежуток времени больше первого заранее заданного промежутка времени, и причем прогнозирование момента времени, когда температура хладагента двигателя превысит пороговую температуру, приостанавливают на время второго заранее заданного промежутка времени. Таким образом, за счет активации требования повторно начать первый режим работы только по истечении первого заранее заданного промежутка времени (например, стабилизации повторного включения), могут быть предотвращены ложные переключения на первый режим из-за колебаний/отклонений вблизи порогового значения. Кроме того, за счет повторной активации первого режима работы только после истечения второго заранее заданного промежутка времени (например, стабилизации предположения), могут быть предотвращены ложные сообщения о неисправности, так как способы прогнозирования момента времени, при котором температура хладагента двигателя превысит пороговую температуру, очень чувствительны к каким-либо изменениям частоты вращения двигателя и/или изменения нагрузки двигателя вблизи порогового значения. Соответственно, могут осуществлять непрерывный мониторинг термостата автомобиля в течение ездового цикла, при одновременном уменьшении возможности ложных повторных включений и ложных сообщений о неисправности.

Вышеупомянутые преимущества, другие преимущества и отличительные черты настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего подробного описания, которое можно рассматривать отдельно или совместно с сопроводительными иллюстрациями.

Следует подразумевать, что вышеприведенное краткое изложение дано для информирования в упрощенной форме о выборе решений, раскрытых далее в подробном описании. Краткое изложение не предназначено для идентификации главных или существенных отличительных признаков заявленного существа изобретения, объем которого определен единственным образом формулой изобретения, которая следует за подробным описанием. Кроме того, заявленное существо изобретения не ограничивается реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого раскрытия.

Краткое описание иллюстраций

На фиг. 1А показана схема системы охлаждения для автомобиля. На фиг. 1 В показана схема двигателя.

На фиг. 2А показан пример временной диаграммы для монитора термостата на основе модели.

На фиг. 2В показан пример временной диаграммы для монитора «время-замкнутая-петля-обратной-связи» на основе модели.

На фиг. 2С показан пример временной диаграммы для монитора термостата на основе теплового таймера.

На фиг. 2D показан пример временной диаграммы монитора «время-замкнутая-петля-обратной-связи» на основе теплового таймера.

На фиг. 3 показана блок-схема высокоуровневого примера способа для выбора между монитором на основе модели и монитором на основе теплового таймера в зависимости от температуры окружающей среды.

На фиг. 4 показана блок-схема высокоуровневого примера способа для реализации монитора термостата на основе модели и/или монитора «время-замкнутая-петля-обратной-связи» на основе модели.

На фиг. 5 показана блок-схема высокоуровневого примера способа для реализации монитора термостата на основе теплового таймера и/или монитора «время-замкнутая-петля-обратной-связи» на основе теплового таймера.

На фиг. 6 показан пример временной диаграммы, иллюстрирующей непрерывный мониторинг функционирования термостата автомобиля во время работы двигателя.

На фиг. 7 показана блок-схема высокоуровневого примера способа для непрерывного мониторинга термостата автомобиля во время работы двигателя.

Подробное описание

Следующее раскрытие относится к системам и способам для реализации монитора термостата (Tstat) и/или монитора «время-замкнутая-петля-обратной-связи» ВЗПОС (TTCL), с использованием подхода на основе модели или подхода на основе теплового таймера. Например, подход на основе модели или подход на основе теплового таймера могут использовать во время запуска или прогрева двигателя для того, чтобы указать на работоспособность или неисправность термостата. В другом примере, подход на основе модели или подход на основе теплового таймера могут использовать во время запуска или прогрева двигателя для того, чтобы указать, может ли двигатель автомобиля начать использовать стехиометрический режим с обратной связью. Кроме того, в случае указания на правильное функционирование термостата автомобиля, можно осуществлять непрерывный мониторинг термостата во время работы двигателя, в соответствии с раскрытыми здесь системами и способами. Мониторы Tstat и ВЗПОС могут быть основаны на измеренной и/или предполагаемой температуре хладагента двигателя в системе хладагента автомобиля, например, в системе хладагента автомобиля, изображенной на фиг. 1. Во время запуска двигателя, когда температура окружающей среды поднимается выше заранее заданного порогового значения, подход на основе модели, например, как изображено на временных диаграммах на фиг. 2А и фиг. 2В, можно использовать для указания, работает ли термостат надлежащим образом, и/или может ли двигатель автомобиля начать использовать стехиометрический режим с обратной связью, соответственно. В другом случае, если указано, что температура окружающей среды ниже заранее заданного порогового значения, то подход на основе модели не может быть точным, и вместо него можно использовать подход на основе теплового таймера, например, как изображено на временных диаграммах на фиг. 2С и фиг. 2D, для указания, работает ли термостат надлежащим образом, и/или может ли двигатель автомобиля начать использовать стехиометрический режим с обратной связью, соответственно. Способ для выбора подхода на основе модели, или подхода на основе теплового таймера, для обоих мониторов, Tstat или ВЗПОС, на основе температуры окружающей среды, изображен на фиг. 3. Подход на основе модели может содержать модель расчета температуры хладагента двигателя ТХД (ЕСТ), в соответствии со способом, изображенном на фиг. 4. Подход на основе модели может содержать таймер задержки требования, позволяющий предотвратить ложное требование, сообщающее о том, что предполагаемая ТХД остается выше заранее заданного порогового значения в течение заранее заданного промежутка времени. В другом случае, подход на основе теплового таймера может быть основан на условиях работы двигателя, в дополнение к температуре окружающей среды и массовому расходу хладагента, в соответствии со способом на фиг. 5. В случае передачи результата монитору Tstat, где подход на основе модели использован для указания, работает ли термостат автомобиля надлежащим образом, можно осуществлять непрерывный мониторинг термостата, как изображено на временной диаграмме на фиг. 6. Способ для непрерывного мониторинга термостата во время работы двигателя изображен на фиг. 7.

На фиг. 1А показан двигатель внутреннего сгорания 10, дополнительно раскрытый здесь с использованием фиг. 1В и изображенный совместно с электронным контроллером 12 и охладительной системой 13. Охладительная система 13 также соединена с датчиком 14 термисторного типа, для измерения температуры хладагента двигателя, и с термостатом 15. Термостат 15 имеет возможность открывать клапан термостата (не показанный на схеме), когда температура хладагента двигателя превышает заранее заданное верхнее значение, для того, чтобы позволить хладагенту циркулировать и, таким образом, способствовать охлаждению двигателя. Датчик 15 температуры хладагента также соединен с электронным контроллером 12 двигателя. Данные, предоставленные датчиком температуры хладагента, можно использовать для реализации различных стратегий управления двигателем, например, для управления выбросами вредных веществ, впрыском топлива и т.д.

На фиг. 1В показана схема, изображающая один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10, представляющего собой часть силовой установки автомобиля. Двигателем 10 могут управлять, по меньшей мере, частично, при помощи управляющей системы, содержащей контроллер 12 и при помощи входных сигналов от водителя 132 автомобиля, поступающих через вводное устройство 130. В этом примере вводное устройство 130 содержит педаль акселератора и датчик 134 положения педали для генерации пропорционального сигнала положения педали ПП (РР). Камера 30 сгорания (или цилиндр) двигателя 10 может содержать стенки 32 камеры сгорания с расположенным в них поршнем 36. Поршень 36 может быть соединен с коленчатым валом 40 таким образом, чтобы возвратно-поступательные движения поршня могли быть преобразованы во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть соединен, по меньшей мере, с одним ведущим колесом автомобиля через промежуточную систему передачи. Кроме того, стартер двигателя может быть соединен с коленчатым валом 40 при помощи маховика для обеспечения возможности запуска двигателя 10.

Камера 30 сгорания имеет возможность получать впускной воздух от впускного коллектора 44 через впускной патрубок 42 и может выпускать отработавшие газы через выпускной патрубок 48. Впускной коллектор 44 и выпускной патрубок 48 имеют возможность выборочно сообщаться с камерой 30 сгорания через впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 соответственно. В некоторых конструкциях камера 30 сгорания может содержать два или более впускных клапана и/или два или более выпускных клапана.

В этом примере кулачковый привод имеет возможность управлять впускным клапаном 52 и выпускными клапанами 54 при помощи систем 51 и 53 кулачкового привода соответственно. Каждая из систем 51 и 53 кулачкового привода может содержать один или несколько кулачков и может использовать один или несколько режимов переключения профилей кулачков ППК (CPS), изменения фаз кулачкового распределения ИФКР (VCT), изменения фаз газораспределения ИФГ (WT) и/или систем изменения высоты подъема клапанов ВПК (WL) с возможностью управления посредством контроллера 12, для изменения работы клапанов. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 могут определить при помощи датчиков 55 и 57 положения соответственно. В альтернативных конструкциях впускным клапаном 52 и/или выпускным клапаном 54 может управлять электропривод клапанов. Например, в качестве альтернативы камера 30 сгорания может содержать впускной клапан с возможностью управления при помощи электропривода клапанов и выпускной клапан с возможностью управления при помощи кулачкового привода с использованием систем ППК и/или ИФКР.

Показано, что топливный инжектор 66 соединен непосредственно с камерой 30 сгорания для впрыскивания топлива непосредственно в камеру сгорания пропорционально ширине импульса впрыска ШИВ (FPW), получаемого от контроллера 12 через электронный преобразователь 68. В этом случае топливный инжектор 66 обеспечивает процесс, известный как прямой впрыск топлива в камеру 30 сгорания. Например, топливный инжектор могут установить на боковой части камеры сгорания или в верхней части камеры сгорания. Топливо могут подавать к топливному инжектору 66 при помощи топливной системы (не показанной на схеме), содержащей топливный бак, топливный насос и топливную рампу. В некоторых примерах камера 30 сгорания может, альтернативно или дополнительно, содержать топливный инжектор, расположенный во впускном коллекторе 44, что обеспечивает вариант распределенного впрыска топлива во впускной канал выше по потоку от камеры 30 сгорания.

Впускной патрубок 42 может содержать дроссель 62 с пластиной 64 дросселя. В этом конкретном примере контроллер 12 может изменять положение пластины 64 дросселя при помощи сигналов, направляемых на электродвигатель или привод в составе дросселя 62, причем данная конфигурация обычно упоминается как электронное управление дросселем ЭУД (ETC). Таким образом, управление дросселем 62 позволяет изменять количество впускного воздуха, подаваемого в камеру 30 сгорания, а также в другие цилиндры двигателя. Контроллер 12 может выбирать положение пластины 64 дросселя на основе сигнала положения дросселя ПД (TP). Впускной патрубок 42 может содержать датчик 120 массового расхода воздуха и датчик 122 абсолютного давления в коллекторе, имеющие возможность передавать в контроллер 12 сигналы массового расхода воздуха МРВ (MAF) и абсолютного давления в коллекторе АДК (MAP) соответственно.

Система 88 зажигания может обеспечить искру зажигания в камере 30 сгорания при помощи свечи 92 зажигания по сигналу опережения зажигания 03 (SA) от контроллера 12 в соответствии с выбранными рабочими режимами. Несмотря на то, что показаны компоненты системы искрового зажигания, в некоторых вариантах реализации камера 30 сгорания или одна или несколько других камер сгорания двигателя 10 могут быть выполнены для работы с воспламенением от сжатия, с использованием или без использования искры зажигания.

Датчик 126 отработавших газов показан в соединении с выпускным патрубком 48 выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности отработавших газов. Датчик 126 может быть любым подходящим датчиком для определения воздушно-топливного отношения отработавших газов, например, может представлять собой линейный кислородный датчик или УДКОГ (UEGO) (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в отработавших газах), бистабильный кислородный датчик или датчик кислорода в отработавших газах ДКОГ (EGO), НДКОГ (HEGO) (нагреваемый ДКОГ), датчик NOx, НС или СО. Показано, что устройство 70 снижения токсичности отработавших газов установлено в выпускном патрубке 48 ниже по потоку от датчика 126 отработавших газов. Устройство 70 может представлять собой трехрежимный катализатор ТРК (TWC), уловитель NOx, различные другие устройства снижения токсичности отработавших газов или комбинацию указанных устройств. В некоторых конструкциях, во время эксплуатации двигателя 10, устройство 70 снижения токсичности отработавших газов может быть выполнено с возможностью периодически включаться повторно в результате работы, по меньшей мере, одного цилиндра двигателя в пределах некоторого воздушно-топливного отношения.

Двигатель 10 может дополнительно содержать компрессорное устройство, например, турбонагнетатель или механический нагнетатель, содержащий по меньшей мере компрессор 162, установленный во впускном коллекторе 44. В случае использования турбонагнетателя компрессор 162 может приводиться в движение, по меньшей мере частично, турбиной 164 (например, посредством вала), установленной в выпускном патрубке 48. Могут также использоваться один или несколько сбросовых и компрессорных перепускных клапанов для управления потоком через турбину и компрессор. В случае использования механического нагнетателя компрессор 162 может приводиться в движение, по меньшей мере частично, за счет двигателя и/или электромотора и может не содержать турбину. Таким образом, контроллер 12 имеет возможность изменять количество сжатого воздуха, подаваемого к одному или нескольким цилиндрам двигателя через турбонагнетатель или механический нагнетатель. Кроме того, датчик 123 может быть расположен во впускном коллекторе 44 для обеспечения сигнала НАДДУВ для контроллера 12.

На фиг. 1В контроллер 12 показан как микрокомпьютер, содержащий микропроцессорное устройство 102, порты ввода/вывода 104, электронный носитель данных для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в этом конкретном примере в виде постоянного запоминающего устройства 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимое запоминающее устройство 110 и шину данных. Контроллер 12 может получать различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10, в дополнение к вышеуказанным сигналам, в том числе, данные измерения входного массового расхода воздуха МРВ от датчика 120 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя ТХД от температурного датчика 112, присоединенного к охлаждающей рубашке 114; сигнал профиля зажигания СПЗ (PIP) от датчика 118 Холла (или датчика другого типа), соединенного с коленчатым валом 40; положение дросселя ПД от датчика положения дросселя; температуру окружающей среды от датчика 199 температуры окружающей среды и сигнал абсолютного давления в коллекторе АДК от датчика 122. Сигнал частоты вращения двигателя ЧВД (RPM) может быть сгенерирован контроллером 12 по сигналу СПЗ. Сигнал абсолютного давления в коллекторе АДК от датчика абсолютного давления в коллекторе можно использовать для обнаружения разрежения или давления во впускном коллекторе. Следует учитывать, что возможны различные комбинации использования вышеуказанных датчиков, например, датчик МРВ без датчика АДК и наоборот. Во время стехиометрического режима датчик АДК может предоставлять информацию о крутящем моменте двигателя. Кроме того, указанный датчик, наряду с измерением частоты вращения двигателя, имеет возможность оценивать количество заряда топливной смеси (в том числе, воздуха) подаваемого в цилиндр. Например, датчик 118, используемый также как датчик частоты вращения двигателя, может генерировать заранее заданное количество равномерно распределенных импульсов на каждый оборот коленчатого вала.

Память постоянного запоминающего устройства 106 может хранить машиночитаемые данные, представляющие собой инструкции, которые может выполнить процессор 102 для осуществления раскрытых ниже способов, а также других вариантов, подразумеваемых, но не перечисленных явным образом.

Как раскрыто выше, на фиг. 1В показан только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и каждый цилиндр может так же содержать собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливный инжектор, свечу зажигания и т.д. Кроме того, следует учитывать, что в то время как на фиг. 1В изображен двигатель, раскрытый выше, могут использоваться другие силовые установки автомобиля без отступления от объема настоящего изобретения. Например, система автомобиля может содержать систему гибридного автомобиля, где мощность для движения может быть дополнительно получена от устройства преобразования энергии. Например, силовая установка гибридного автомобиля может содержать устройство преобразования энергии, имеющее электромотор и генератор, помимо других устройств, или комбинацию указанных устройств. Устройство преобразования энергии (не показанное на схеме), может быть дополнительно соединено с устройством хранения энергии (не показанным на схеме), которое может содержать аккумулятор, конденсатор, маховик, резервуар высокого давления и т.д. Устройство преобразования энергии может быть предназначено для сбора энергии, возникающей за счет движения автомобиля и/или работы двигателя и для преобразования накопленной энергии в форму энергии, подходящую для хранения устройством хранения энергии (например, для обеспечения работы генератора). Устройство преобразования энергии может также использоваться для обеспечения выходной физической величины (мощности, работы, крутящего момента, скорости и т.д.) для приведения в движение колес (не показанных на схеме), двигателя 10 (например, для обеспечения работы электромотора) и т.д. Следует учитывать, что в некоторых вариантах реализации устройство преобразования энергии может содержать только электродвигатель, только генератор, или электродвигатель и генератор, помимо различных других компонентов, используемых для соответствующего преобразования энергии между устройством хранения энергии, ведущими колесами автомобиля и/или двигателем.

Варианты реализации гибридного электропривода могут содержать полные гибридные системы, позволяющие автомобилю двигаться только за счет двигателя, только за счет устройства преобразования энергии (например, электромотора) или за счет комбинации указанных систем. Могут также использоваться вспомогательные или умеренные гибридные конфигурации, где двигатель может обеспечивать основной крутящий момент, а гибридная силовая установка может использоваться для выборочного создания дополнительного крутящего момента, например, во время ускорения или при других условиях. Кроме того, могут также использоваться стартер/генераторы и/или системы интеллектуального генератора переменного тока.

На фиг. 2A-D показаны примеры для события запуска/прогрева двигателя, иллюстрирующие подходы на основе модели (фиг. 2А и фиг. 2В) для указания момента времени, когда температура хладагента двигателя (ТХД) может превысить аварийное пороговое значение (например, в случае неисправности), по сравнению с подходами на основе теплового таймера (фиг. 2С и фиг. 2D) для аналогичного указания момента времени, когда ТХД может превысить аварийное пороговое значение. Все подходы на основе модели, как показано на фиг. 2А и 2В, могут содержать одну и ту же модель расчета ТХД (подробно раскрытую ниже), и могут применяться для указания, работает ли термостат автомобиля (Tstat) надлежащим образом (фиг. 2А), и может ли автомобиль перейти в стехиометрический режим с обратной связью (с замкнутой обратной связью по температуре) (фиг. 2В). Однако, при некоторых условиях окружающей среды, точность модели расчета ТХД может быть снижена, например, при температурах окружающей среды ниже 20°F. В этом случае, вместо использования модели расчета ТХД, можно использовать подход на основе теплового таймера (фиг. 2C-2D). Например, подход на основе теплового таймера можно использовать, когда указано, что температура окружающей среды ниже 20°F, в случае условий работы автомобиля, позволяющих предположить, что тепло от сжигания топливной смеси будет повышать температуру хладагента, и значение такого теплового таймера можно сравнить с калибруемым пороговым значением времени. Например, можно указать, что термостат работает надлежащим образом, в случае, если измеренная ТХД поднимается выше аварийного порогового значения (например, в случае неисправности) до того, как значение теплового таймера достигнет свойственного термостату калибруемого порогового значения времени (фиг. 2С). В другом примере, работу в стехиометрическом режиме с обратной связью могут начать в качестве реакции на превышение измеренной ТХД порогового значения температуры для замкнутой обратной связи до того, как значение теплового таймера достигнет калибруемого порогового значения температуры, соответствующего режиму замкнутой обратной связи (фиг. 2D).

Несмотря на то, что одну и ту же модель расчета ТХД могут использовать для указания, работает ли термостат автомобиля надлежащим образом, и может ли автомобиль начать использовать стехиометрический режим с обратной связью во время события пуска двигателя, для большей наглядности фиг. 2А и 2В представлены по отдельности. Также, несмотря на то, что подход на основе теплового таймера можно, в качестве альтернативы, использовать и для указания, работает ли термостат автомобиля надлежащим образом, и может ли автомобиль начать использовать стехиометрический режим с обратной связью во время события пуска двигателя, фиг. 2С и 2D представлены по отдельности для большей наглядности. Например, на фиг. 2А-2В и 2C-2D пороговые значения для указания, работает ли термостат надлежащим образом, могут отличаться от пороговых значений для указания, может ли двигатель начать использовать стехиометрический режим с обратной связью. Однако в некоторых примерах указанные пороговые значения могут быть теми же самыми без отступления от объема настоящего изобретения.

Теперь фиг. 2A-2D будут раскрыты более подробно. Фиг. 2А, как раскрыто выше, иллюстрирует подход на основе модели 200, для определения, когда ТХД превышает аварийное пороговое значение, чтобы указать, работает ли термостат автомобиля надлежащим образом. Показаны регулирующая температура 204 Tstat и аварийное пороговое значение 206 Tstat. Изображен график зависимости от времени предполагаемой ТХД 208, где предполагаемая ТХД 208 получена по модели расчета ТХД. Кроме того, показан график зависимости от времени измеренной ТХД 210, где измеренная ТХД основана, например, на показаниях датчика температуры хладагента двигателя (например, датчика 14). Также изображен промежуток времени для задержки 212 требования, как будет раскрыто более подробно ниже.

В момент времени t₀ начинают запуск двигателя. Монитор термостата могут включить в качестве реакции на соответствие начальных условий ТХД. Например, монитор могут включить в качестве реакции на запуск двигателя, когда значение ТХД более чем на 35°F ниже аварийного порогового значения 206 Tstat. В другом примере монитор могут включить в качестве реакции на запуск двигателя, когда значение ТХД ниже аварийного порогового значения 206 термостата на любую величину. Таким образом, на фиг. 2А показано, что в качестве реакции на запуск двигателя, в момент времени t₀, начинают использовать модель расчета ТХД, и показано, что предполагаемое значение 208 ТХД соответственно повышается между моментами времени t₀ и t₁ в качестве реакции на работу двигателя. Когда двигатель работает, тепло, вырабатываемое за счет сжигания топлива, может нагревать хладагент двигателя и, таким образом показано, что измеренное значение 210 ТХД повышается между моментами времени t₀ и t₁.

Между моментами времени t₀ и t₁ измеренное значение 210 ТХД достигает аварийного порогового значения Tstat и, таким образом, могут сообщить о полученном результате и установить диагностический код неисправности ДКН (DTC) соответственно. Однако в некоторых примерах измеренное значение 210 ТХД может не достичь аварийного порогового значения Tstat в некоторый момент времени, причем предполагаемое значение 208 ТХД достигает значения регулирующей температуры 204 Tstat (например, в момент времени U). Например, в момент времени t₁ модель ТХД может спрогнозировать, что ожидается полный прогрев двигателя до значения регулирующей температуры 204 Tstat, где в некоторых примерах регулирующая температура 204 Tstat может представлять собой функцию температуры окружающей среды. В таком примере, если предполагаемое значение 208 ТХД достигает значения регулирующей температуры Tstat, в то время как измеренное значение 210 ТХД ниже аварийного порогового значения 206 Tstat, таймер задержки 212 требования могут включить в момент времени t₁ для предотвращения появления отрицательного требования в мониторе (например, указания на неправильную работу) или отсутствия требования, как будет раскрыто более подробно ниже, в качестве реакции на предполагаемое значение 208 ТХД, единовременно пересекающее значение регулирующей температуры 204 Tstat в момент времени t₁. В то время как включают задержку 212 требования, если указано, что измеренное значение ТХД достигает аварийного порогового значения 206 Tstat, могут сообщить о полученном результате. Однако если время задержки требования прошло (например, в момент времени t₂), а измеренное значение 210 ТХД не достигло аварийного порогового значения 206 Tstat, то в некоторых примерах могут указать негативный результат, в то время как в других примерах могут указать на отсутствие требования. Например, если во время запуска двигателя указано, что двигатель проработал более 50% времени в зоне «без нагрева», где частота вращения двигателя и его нагрузка таковы, что не ожидается значительного повышения температуры хладагента двигателя, может быть сформировано отсутствие требования. Однако если указано, что двигатель проработал менее 50% времени в зоне «без нагрева», то могут указать отрицательное требование. В каждом примере, вне зависимости от указания полученного результата, негативного результата или отсутствия требования, могут установить соответствующий диагностический код неисправности (ДКН).

Как раскрыто выше, фиг. 2 В иллюстрирует подход 225 на основе модели для указания, когда ТХД превышает аварийное пороговое значение, для того чтобы начать работу в стехиометрическом режиме с обратной связью. Как было раскрыто, ту же самую модель расчета ТХД могут использовать, как изображено на фиг. 2А, однако, пороговые значения могут отличаться и, таким образом, фиг. 2В приведен для наглядности. Показаны пороговое значение 226 завершения и аварийное пороговое значение 228 с замкнутой обратной связью. Изображен график зависимости от времени предполагаемого значения 230 ТХД, где предполагаемое значение 230 ТХД получено по модели расчета ТХД. Кроме того, представлен график зависимости от времени измеренного значения 232 ТХД, где измеренное значение ТХД основано, например, на показаниях датчика температуры хладагента двигателя. Дополнительно, как раскрыто выше, изображено значение задержки 234 требования на промежутке времени.

В момент времени t₀ начинают запуск двигателя. Монитор «время-замкнутая-петля-обратной-связи» могут включить в качестве реакции на соответствие начальных условий ТХД. Например, монитор могут включить в качестве реакции на запуск двигателя, когда значение ТХД ниже аварийного порогового значения 228 для замкнутой петли обратной связи. Таким образом, на фиг. 2В показано, что в качестве реакции на запуск двигателя, в момент времени t₀, начинают использовать модель расчета ТХД, и показано, что предполагаемое значение 230 ТХД соответственно повышается между моментами времени t₀ и t₁ в качестве реакции на работу двигателя. Когда двигатель работает, тепло, вырабатываемое за счет сжигания топлива, может нагревать хладагент двигателя и, таким образом показано, что измеренное значение 232 ТХД повышается между моментами времени t₀ и t₁.

Между моментами времени t₀ и t₁ измеренное значение 232 ТХД достигает аварийного порогового значения 228 для замкнутой петли обратной связи и, таким образом, могут сообщить о полученном результате и установить диагностический код неисправности (ДКН) соответственно. Однако в некоторых примерах измеренное значение 232 ТХД может не достичь аварийного порогового значения 228 для замкнутой петли обратной связи в некоторый момент времени, причем предполагаемое значение 230 ТХД достигает порогового значения 226 завершения (например, в момент времени t₁). Например, в момент времени t₁ модель ТХД может спрогнозировать, что ожидается полный прогрев двигателя до порогового значения 226 завершения. В таком примере, таймер задержки требования 234 могут включить в момент времени t₁ для предотвращения появления отрицательного требования в мониторе или отсутствия требования, как будет раскрыто более подробно ниже, в качестве реакции на предполагаемое значение 230 ТХД, единовременно пересекающее пороговое значение 226 завершения в момент времени U. В то время как включают задержку 234 требования, если указано, что измеренное значение ТХД достигает аварийного порогового значения 228 для замкнутой петли обратной связи, могут сообщить о полученном результате. Однако, если время задержки требования прошло (например, в момент времени t₂), а измеренное значение 232 ТХД не достигло аварийного порогового значения 228 для замкнутой петли обратной связи, в некоторых примерах могут указать негативный результат (например, неправильная работа), в то время как в других примерах могут указать на отсутствие требования. Например, как раскрыто выше и как будет раскрыто более подробно ниже, если во время запуска двигателя указано, что двигатель проработал более 50% времени в зоне «без нагрева», где частота вращения двигателя и его нагрузка таковы, не ожидается значительного повышения температуры хладагента двигателя, то могут указать отсутствие требования. Однако если указано, что двигатель проработал менее 50% времени в зоне «без нагрева», то могут указать отрицательное требование. Отрицательное требование может содержать указание начальных условий, не соответствующих режиму управления с обратной связью для воздушно-топливной смеси, сжигаемой в двигателе. В каждом примере, вне зависимости от указания полученного результата, негативного результата или отсутствия требования, могут установить соответствующий диагностический код неисправности (ДКН).

Однако, как раскрыто выше, некоторые условия окружающей среды могут влиять на точность модели расчета ТХД, например, могут влиять значения температуры окружающей среды ниже 20°F. При таких условиях можно использовать подход на основе теплового таймера (фиг. 2C-2D), раскрытый более подробно ниже.

Фиг. 2С, как раскрыто выше, иллюстрирует подход 250, основанный на тепловом таймере для указания, когда ТХД превышает аварийное пороговое значение 252 Tstat. В некоторых примерах аварийное пороговое значение 252 Tstat может содержать пороговую температуру хладагента двигателя, такую же, как и аварийное пороговое значение 206 Tstat, показанное на фиг. 2А. Однако, в некоторых примерах, аварийное пороговое значение 252 Tstat может отличаться от аварийного порогового значения 206 Tstat и может вместо этого быть основано, например, по меньшей мере на температуре окружающей среды. Кроме того, измеренное значение 254 ТХД показано как зависимость от времени измеренного значения ТХД на основе, например, показаний датчика температуры хладагента двигателя, как раскрыто выше. Дополнительно, представлено время истечения 256 теплового таймера. В некоторых примерах значение промежутка времени для теплового таймера могут увеличить при превышении калиброванных условий работы двигателя, например, частоты вращения двигателя (ЧВД) и нагрузки двигателя и могут дополнительно увеличить, когда ЧВД превышает частоту вращения насоса на калиброванное пороговое значение (для гибридных электромобилей).

В момент времени t₀ начинают запуск двигателя. В этом примере иллюстрирования следует отметить, что температура окружающей среды указана ниже 20°F и, таким образом, модель расчета ТХД не может быть точной. Соответственно, значение теплового таймера могут увеличить в качестве реакции на выполнение начальных условий, например, когда частота вращения двигателя и нагрузка двигателя выше калиброванного порогового значения и т.д. Кроме того, начальные условия могут содержать значение ТХД, которое более чем на 35°F ниже аварийного порогового значения Tstat (например, значения 252). В другом примере начальные условия для включения теплового таймера на основе монитора Tstat могут содержать значение ТХД ниже аварийного порогового значения (например, значения 252) Tstat на любую величину. Также, начальные условия для включения теплового таймера на основе монитора Tstat могут содержать указание того, что напряжение аккумулятора или системы превышает пороговое напряжение (например, 11 вольт), что автомобиль находится на высоте, меньшей порогового значения высоты (например, 8000 футов) или что коробка отбора мощности КОМ (РТО) автомобиля не активна. Как показано на фиг. 2С, время истечения 256 теплового таймера соответствует моменту времени t₂. Показано, что между моментами времени t₀ и t₁ измеренное значение 254 ТХД возрастает в качестве реакции на работу двигателя. Показано, что в момент времени t₁ измеренное значение 254 ТХД достигает аварийного порогового значения 252 Tstat. Поскольку измеренное значение 254 ТХД достигло аварийного порогового значения 252 Tstat в момент времени t₁, до времени истечения 256 теплового таймера в момент времени t₂, могут сообщить о полученном результате. Таким образом, могут не устанавливать никаких диагностических кодов, касающихся неисправности термостата. В другом примере, если измеренное значение 254 ТХД не достигло аварийного порогового значения 252 Tstat после истечения времени теплового таймера в момент времени t₂, могут сообщить о негативном результате и могут установить диагностический код, указывающий на неисправность термостата.

Фиг. 2D, как раскрыто выше, иллюстрирует подход 275 на основе теплового таймера для указания, когда ТХД превышает аварийное пороговое значение, для включения стехиометрического режима двигателя с обратной связью. Как уже раскрыто, тот же самый подход на основе теплового таймера могут использовать в соответствии с изображенным на фиг. 2С, однако соответствующие пороговые значения могут отличаться и, таким образом, фиг. 2D используется для наглядности. Показано аварийное пороговое значение 276 для замкнутой обратной связи, и в некоторых примерах аварийное пороговое значение 276 для замкнутой обратной связи может содержать аварийное пороговое значение, такое же, как и аварийное пороговое значение 228 для замкнутой петли обратной связи, показанное на фиг. 2В. Однако в некоторых примерах аварийное пороговое значение 276 для замкнутой обратной связи может отличаться от аварийного порогового значения 228 для замкнутой петли обратной связи и может вместо этого быть основано, например, по меньшей мере на температуре окружающей среды. Кроме того, измеренное значение 278 ТХД показано как зависимость от времени измеренного значения ТХД на основе, например, показаний датчика температуры хладагента двигателя, как раскрыто выше. Кроме того, показано время истечения 280 теплового таймера. В некоторых примерах, как раскрыто выше, значение промежутка времени для теплового таймера могут увеличить при превышении калиброванных условий работы двигателя, например, частоты вращения двигателя (ЧВД) и нагрузки двигателя и могут дополнительно увеличить, когда ЧВД превышает частоту вращения насоса на калиброванное пороговое значение (для гибридных электромобилей).

В момент времени t₀ начинают запуск двигателя. В этом примере иллюстрирования следует отметить, что температура окружающей среды указана ниже 20°F и, таким образом, модель расчета ТХД не может быть точной. Соответственно, значение промежутка времени для теплового таймера могут увеличить в качестве реакции на выполнение начальных условий, например, когда частота вращения двигателя и нагрузка двигателя выше калиброванного порогового значения и т.д. Кроме того, начальные условия может содержать ТХД, которая ниже, чем аварийное пороговое значение для замкнутой обратной связи (например, значение 276). Как показано на фиг. 2D, время истечения 280 теплового таймера соответствует моменту времени t2. Показано, что между моментами времени t₀ и t₁ измеренное значение 278 ТХД возрастает в качестве реакции на работу двигателя. Показано, что в момент времени t₁ измеренное значение 278 ТХД достигает аварийного порогового значения 276 для замкнутой обратной связи. Поскольку измеренное значение 278 ТХД достигло аварийного порогового значения 276 для замкнутой обратной связи в момент времени t₁, до времени истечения 280 теплового таймера в момент времени t₂, могут сообщить о полученном результате. Таким образом, могут не устанавливать никаких диагностических кодов, касающихся неисправности системы охлаждения, причем выполнены начальные условия для работы двигателя в стехиометрическом режиме с обратной связью. Однако, в другом примере, если измеренное значение 278 ТХД не достигло аварийного порогового значения 276 для замкнутой обратной связи при истечении времени теплового таймера в момент времени t₂, могут сообщить о негативном результате и могут установить диагностический код, указывающий на неисправность системы хладагента. Кроме того, условия для работы двигателя в стехиометрическом режиме с обратной связью не выполнены, и должен быть продолжен режим работы двигателя с разомкнутой обратной связью.

На фиг. 3 показана блок-схема алгоритма высокоуровневого примера способа 300 для определения, можно ли включить монитор термостата (Tstat) на основе модели, и монитор «время-замкнутая-петля-обратной-связи» (ВЗПОС) на основе модели или мониторы Tstat и ВЗПОС на основе теплового таймера, в качестве реакции на событие запуска двигателя. Более конкретно, способ 300 можно использовать для указания температуры окружающей среды в качестве реакции на событие запуска двигателя и, если указано, что температура окружающей среды меньше порогового значения, могут включить монитор (мониторы) на основе теплового таймера. В другом случае, если указано, что температура окружающей среды больше порогового значения, могут включить монитор (мониторы) на основе модели. Например, как монитор на основе модели, так и монитор на основе теплового таймера можно использовать для указания, работает ли термостат автомобиля надлежащим образом, как показано выше на фиг. 2А и 2С соответственно. В другом примере как монитор на основе модели, так и монитор на основе теплового таймера можно использовать для указания, когда можно включить стехиометрический режим работы двигателя с обратной связью, как показано выше на фиг. 2В и 2D. Поскольку одни и те же аспекты способа 300 могут использовать для указания, что термостат (Tstat) автомобиля работает надлежащим образом, и для указания, что можно включить стехиометрический режим работы двигателя с обратной связью, обе концепции будут раскрыты для способа 300. Способ 300 будет раскрыт в отношении системы, раскрытой здесь и показанной на фиг. 1А-1В, хотя следует понимать, что аналогичные способы могут использоваться для других систем без отступления от объема настоящего изобретения. Способ 300 может быть выполнен контроллером, например, контроллером 12, показанным на фиг. 1А и фиг. 1В, и может быть сохранен в долговременной памяти контроллера в форме исполняемых инструкций. Инструкции для осуществления способа 300 и других способов, указанных здесь, могут быть выполнены контроллером на основе инструкций, хранящихся в памяти контроллера, и совместно с сигналами, получаемыми от датчиков системы двигателя, например, от датчиков, раскрытых выше с использованием фиг. 1В. Контроллер может управлять приводами топливной системы, например, топливными инжекторами (например, топливным инжектором 66) и другими устройствами, например, клапаном термостата, временем срабатывания впускного клапана и выпускного клапана, подъемом впускного клапана, управляющим клапаном продувки (не показанным на схеме), перепускным клапаном воздушного компрессора (не показанным на схеме), дросселем (например, дросселем 62) в соответствии со способами, раскрытыми ниже.

Способ 300 начинается на шаге 302 и содержит оценку текущих рабочих условий. Рабочие условия могут оценить, измерить и/или предположить, причем рабочие условия могут, например, содержать одно или несколько условий работы автомобиля из следующих: скорость автомобиля, местоположение автомобиля и т.д., различные условия работы двигателя, например, состояние двигателя, нагрузку двигателя, частоту вращения двигателя, воздушно-топливное отношение, характеристики заряда воздуха и/или массы воздуха, состояние цепи топливного инжектора, состояние катушки зажигания и осечки зажигания, положение коленчатого вала, положение дросселя, время простоя автомобиля, температуру хладагента двигателя, температуру двигателя и т.д., различные характеристики топливной системы, например, уровень топлива, тип топлива, температуру топлива и т.д., различные характеристики системы испарения, например, количество топливных паров в резервуаре, давление топливных паров в баке и т.д., а также различные характеристики окружающей среды, например, температуру окружающей среды, влажность, атмосферное давление и т.д. Затем на шаге 304 способ 300 содержит указание, продолжается ли событие запуска двигателя. Событие запуска двигателя может содержать событие горячего запуска или событие холодного запуска. Например, холодный запуск двигателя может содержать значение температуры двигателя или температуры хладагента двигателя ниже порогового значения температуры. В некоторых примерах пороговое значение температуры может содержать значения температуры двигателя или температуры хладагента двигателя ниже температуры активации катализатора. В другом примере пороговое значение температуры может содержать уставку температуры, которая может содержать значение температуры ниже порогового значения (например, значения 226, 228) на заранее заданную величину (например, 35°F). Аналогичным образом, горячий запуск двигателя может содержать значение температуры двигателя или температуры хладагента двигателя ниже порогового значения температуры (например, значения 226, 228) на заранее заданную величину (например, 35°F). В других примерах горячий запуск двигателя может содержать определение того, что температура одного или нескольких катализаторов, соединенных с выпускной системой двигателя, находится на уровне или выше заранее заданной температуры, что промежуток времени с момента последнего запуска двигателя меньше заранее заданного значения и/или указания, что температуры отработавших газов выше заранее заданного значения и т.д. Если на шаге 304 не указано событие запуска двигателя, способ 300 может перейти к шагу 306. На шаге 306 способ 300 может содержать поддержание рабочего режима двигателя. Например, если двигатель выключен, то двигатель могут поддерживать в выключенном состоянии. Если двигатель работает, то могут поддерживать работу двигателя, где управление работой двигателя могут основывать на требованиях водителя. Затем способ 300 может завершиться.

Возвращаясь к шагу 304, если указано событие запуска двигателя, то способ 300 может перейти к шагу 308, и может содержать указание температуры окружающей среды. Например, температуру окружающей среды могут указать на основе показаний автомобильного датчика (датчиков) температуры окружающей среды (например, датчика 199). Однако указание температуры окружающей среды на шаге 308 может содержать указание температуры окружающей среды какими-либо другими известными средствами, что не является отступлением от объема настоящего изобретения. Например, температуру окружающей среды могут указать посредством беспроводной связи автомобиля с сетью Интернет, позволяющей получить значение температуры окружающей среды. В другом примере значение температуры окружающей среды могут получить посредством связи с автомобилем через смартфон водителя автомобиля и т.д.

Затем на шаге 310 могут определить, находится ли значение температуры окружающей среды ниже 20°F. Если на шаге 310 указано, что значение температуры окружающей среды не ниже 20°F, то способ 300 может перейти к шагу 312 и может содержать указание на соблюдение начальных условий, допускающих включение монитора термостата (Tstat) для расчета ТХД на основе модели и/или включения монитора «время-замкнутая-петля-обратной-связи» (ВЗПОС) для расчета ТХД на основе модели. Как раскрыто выше и относительно фиг. 2А и 2В, как монитор Tstat, так и монитор ВЗПОС могут использовать ту же самую модель расчета ТХД как для указания, работает ли термостат надлежащим образом, так и для указания, когда могут включить стехиометрический режим работы двигателя с обратной связью. Модель расчета ТХД может содержать модель двойной сосредоточенной емкости и может моделировать значения температур металла двигателя и хладагента двигателя.

Таким образом, на шаге 312, способ 300 может содержать указания на соблюдение начальных условий для включения мониторов, основанных на модели. Например, начальные условия для включения монитора Tstat на основе модели, могут содержать условие, что значение ТХД более чем на 35°F ниже аварийного порогового значения Tstat (например, значения 206), как раскрыто выше относительно фиг. 2А. В другом примере, начальные условия для включения монитора Tstat на основе модели могут содержать условие, что значение ТХД ниже аварийного порогового значения Tstat (например, значения 206) на любую величину. Кроме того, начальные условия для включения монитора Tstat на основе модели могут содержать указание того, что напряжение аккумулятора или системы превышает пороговое напряжение (например, 11 вольт), что автомобиль находится на высоте, меньшей порогового значения высоты (например, 8000 футов) или что коробка отбора мощности (КОМ) автомобиля не активна. В других примерах начальные условия для включения монитора ВЗПОС на основе модели могут содержать условие, что значение ТХД ниже аварийного порогового значения (например, значения 228) для замкнутой обратной связи, как раскрыто выше относительно фиг. 2В. В других примерах начальные условия могут содержать какое-либо одно условие работы или несколько условий работы, раскрытых выше для шага 302 способа 300 и находящихся в пределах заранее заданного диапазона, позволяющего включить мониторы, основанные на модели. Если на шаге 312 начальные условия не соответствуют возможности включения монитора Tstat на основе модели и/или монитора ВЗПОС на основе модели, то способ 300 может перейти к шагу 314 и может содержать выключение монитора (мониторов), для которых не соответствуют начальные условия. Например, могут выключить только один монитор, в то время как другой монитор могут оставить включенным. В другом примере могут выключить оба монитора: Tstat и ВЗПОС. Если на шаге 314 один или несколько мониторов включены, то способ 300 может содержать переход к шагу 306, где способ 300 может содержать поддержание рабочего состояния двигателя, как раскрыто выше. Например, могут поддерживать работу двигателя, где управление работой двигателя могут основывать на требованиях водителя.

Однако если на шаге 312 начальные условия соответствуют возможности включения одного или нескольких мониторов на основе модели, из числа мониторов Tstat и ВЗПОС, способ 300 может перейти к шагу 316. На шаге 316 способ 300 может содержать включение монитора на основе модели, в соответствии со способом 400, изображенном на фиг. 4.

Возвращаясь к шагу 310, если указано, что температура окружающей среды ниже 20°F, то способ 300 может перейти к шагу 318, где может содержать указание, соответствуют ли начальные условия возможности включения монитора Tstat на основе теплового таймера или монитора ВЗПОС на основе теплового таймера. Начальные условия для включения монитора Tstat на основе теплового таймера или монитора ВЗПОС на основе теплового таймера могут быть аналогичны раскрытым выше начальным условиям для шага 312 способа 300. Начальные условия будут раскрыты здесь повторно для наглядности. Например, начальные условия для включения монитора Tstat на основе теплового таймера могут содержать значение ТХД, которое более чем на 35°F ниже аварийного порогового значения (например, значения 252) Tstat, как раскрыто выше относительно фиг. 2С. В другом примере начальные условия для включения монитора Tstat на основе теплового таймера могут содержать значение ТХД ниже аварийного порогового значения (например, значения 252) Tstat на любую величину. Кроме того, начальные условия для включения монитора Tstat на основе теплового таймера могут содержать указание того, что напряжение аккумулятора или системы превышает пороговое напряжение (например, 11 вольт), что автомобиль находится на высоте, меньшей порогового значения высоты (например, 8000 футов) или что коробка отбора мощности КОМ (РТО) автомобиля не активна. В других примерах начальные условия для включения монитора ВЗПОС на основе теплового таймера могут содержать значение ТХД ниже аварийного порогового значения (например, значения 276) с замкнутой обратной связью, как раскрыто выше относительно фиг. 2D. В других примерах начальные условия могут содержать одно или несколько рабочих условий, раскрытых выше для шага 302 способа 300 и находящихся в пределах заранее заданного диапазона, позволяющего включить мониторы на основе теплового таймера.

Если на шаге 318 начальные условия не соответствуют возможности включения монитора Tstat на основе теплового таймера или монитора ВЗПОС на основе теплового таймера, то способ 300 может перейти к шагу 320, где может содержать отключение указанного монитора или мониторов, для которых не соответствуют начальные условия. Например, могут выключить только один монитор, в то время как другой монитор могут оставить включенным. В другом примере могут выключить оба монитора: Tstat и ВЗПОС. Если на шаге 320 один или несколько мониторов выключены, то способ 300 может содержать переход к шагу 322, где способ 300 может содержать поддержание рабочего состояния двигателя, как раскрыто выше для шага 306 способа 300. Например, могут поддерживать работу двигателя, где управление работой двигателя могут основывать на требованиях водителя.

Однако если на шаге 318 начальные условия соответствуют возможности включения одного или нескольких мониторов на основе теплового таймера, из числа мониторов Tstat и ВЗПОС, то способ 300 может перейти к шагу 324. На шаге 324 способ 300 может содержать включение монитора на основе теплового таймера, в соответствии со способом 500, изображенном на фиг. 5.

Несмотря на то, что это не показано явным образом на фиг. 3, в некоторых примерах как монитор на основе модели расчета ТХД, так и монитор на основе времени могут включить параллельно (например, в режиме двойного мониторинга), где в качестве реакции на изменение температуры окружающей среды ниже заранее заданного порогового значения (например, 20°F) на заранее заданную величину (например, на величину гистерезиса) во время параллельного включения монитора на основе модели расчета ТХД и монитора на основе времени, модель расчета ТХД могут выключить. Таким образом, пример может содержать условие, когда событие запуска двигателя содержит переход автомобиля от высокой температуры окружающей среды к низкой температуре окружающей среды. Однако такой двойной мониторинг не могут использовать в случае изменения температуры окружающей среды от низкой до высокой. Для такого примера, если модель на основе теплового таймера включают в результате запуска двигателя, (например, при движении коленчатого вала), то монитор или мониторы могут выключить (например, заблокировать) для модели на основе теплового таймера.

В других примерах, на шаге 310, могут указать температуру окружающей среды, и если температура окружающей среды при запуске двигателя (например, при движении коленчатого вала) ниже заранее заданного порогового значения (например, 20°F), то могут включить монитор Tstat на основе теплового таймера и/или монитор ВЗПОС на основе теплового таймера (см. фиг. 5), и даже если температура окружающей среды возрастает выше заранее заданного порогового значения (например, 20°F), то указанные мониторы (или один из мониторов) не могут заменить мониторами (монитором) на основе модели.

В других примерах на шаге 310 могут указать температуру окружающей среды, и если температура окружающей среды при запуске двигателя (например, при движении коленчатого вала) превышает заранее заданное пороговое значение (например, 20°F), то могут включить монитор Tstat на основе модели и/или монитор ВЗПОС на основе модели (см. фиг. 4). В таком примере, если во время поездки температура окружающей среды опускается ниже заранее заданного порогового значения (например, 20°F) на заранее заданную величину (например, на величину гистерезиса), то мониторы (или один монитор) на основе модели могут выключить, а мониторы Tstat и ВЗПОС (или один монитор) на основе теплового таймера могут включить (см. фиг. 5). Когда мониторы (или один монитор) на основе теплового таймера включены, их могут выключить (например, заблокировать) в модели на основе теплового таймера на всю оставшуюся часть поездки. Другими словами, если мониторы (или один монитор) на основе теплового таймера включены, их не могут заменить мониторами (монитором) на основе модели в течение всей поездки на автомобиле, даже если впоследствии будет указано, что температура окружающей среды выше заранее заданного порогового значения (например, 20°F).

На фиг. 4 показана блок-схема алгоритма высокоуровневого примера способа для включения монитора термостата (Tstat) и/или монитора «время-замкнутая-петля-обратной-связи» (ВЗПОС), где указанные мониторы основаны на модели расчета температуры хладагента двигателя (ЕСТ). Более конкретно, например, могут указать, что термостат работает надлежащим образом, в качестве реакции на измеренное значение ТХД, находящееся выше аварийного порогового значения (например, значения 206) Tstat, как раскрыто выше относительно фиг. 2А. В другом примере могут указать, что двигатель автомобиля может перейти в стехиометрический режим работы двигателя с обратной связью, в качестве реакции на измеренное значение ТХД, находящееся выше аварийного порогового значения (например, значения 228) для замкнутой обратной связи, как раскрыто выше относительно фиг. 2В. Поскольку аспекты способа 400 те же самые как для указания, работает ли термостат Tstat автомобиля надлежащим образом, так и для указания, можно ли включить стехиометрический режим работы двигателя с обратной связью, то обе концепции будут раскрыты для способа 400. Способ 400 будет раскрыт относительно системы, раскрытой здесь и показанной на фиг. 1А-1В, хотя следует понимать, что аналогичные способы могут применять для других систем без отступления от объема настоящего изобретения. Способ 400 может быть выполнен контроллером, например, контроллером 12, показанным на фиг. 1А-1В и может быть сохранен в долговременной памяти контроллера в форме исполняемых инструкций. Инструкции для осуществления способа 400 и других способов, указанных здесь, могут быть выполнены контроллером на основе инструкций, хранящихся в памяти контроллера, и совместно с сигналами, получаемыми от датчиков системы двигателя, например, от датчиков, раскрытых выше с использованием фиг. 1В. Контроллер может управлять приводами топливной системы, например, топливными инжекторами (например, топливным инжектором 66) и другими устройствами, например, клапаном термостата, временем срабатывания впускного клапана и выпускного клапана, подъемом впускного клапана, управляющим клапаном продувки (не показанным на схеме), перепускным клапаном воздушного компрессора (не показанным на схеме), дросселем (например, дросселем 62) в соответствии со способами, раскрытыми ниже.

Способ 400 начинается на шаге 405, переходя от шага 316 способа 300, и содержит включение таймера Первого Запуска Двигателя ПЗД (FES), в качестве реакции на начало события запуска двигателя. Например, таймер ПЗД могут включить в качестве реакции на указание того, что двигатель запущен. Например, таймер ПЗД могут включить в качестве реакции на превышение ЧВД двигателя заранее заданного порогового значения. В другом примере таймер ПЗД могут включить в качестве реакции на возрастание температуры двигателя выше заранее заданного порогового значения. В другом примере таймер ПЗД могут включить в качестве реакции на указание того, что нагрузка двигателя выше заранее заданного порогового значения. В некоторых примерах таймер ПЗД могут включить на основе комбинации значений частоты вращения двигателя, нагрузки двигателя, температуры двигателя и т.д., если эти значения выше соответствующих заранее заданных пороговых значений. В других примерах таймер ПЗД могут включить в качестве реакции на первое указание сигнала СУВ (PSA, Силовая Установка Включена), в случае гибридных электромобилей, поскольку двигатель может не быть запущен в течение первых 400 секунд для всего электрического режима. В других примерах таймер ПЗД могут включить в качестве реакции на любое используемое указание на включение двигателя. В качестве реакции на включение двигателя, могут получить величину температуры хладагента двигателя, и модель ТХД могут включить для величины температуры хладагента двигателя. Кроме того, аварийные пороговые значения (например, аварийные пороговые значения 206, 228) могут определить (например, задать) как функцию температуры окружающей среды. Кроме того, в качестве реакции на включение модели ТХД для величины температуры хладагента двигателя при запуске двигателя, могут увеличить калиброванное транспортное время задержки. В качестве реакции на истечение транспортного времени задержки могут включить модель ТХД и постоянно обновлять ее.

Переходя к шагу 410, способ 400 содержит указание того, больше ли частота вращения двигателя (например, ЧВД) и больше ли нагрузка двигателя заранее заданных соответствующих пороговых значений. Например, пороговые значения для заранее заданной частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя могут содержать значения частоты вращения двигателя и/или нагрузки двигателя, ниже которых тепло двигателя, как ожидается, не может повлиять на значительное возрастание температуры хладагента двигателя. Другими словами, ниже значений заранее заданной частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя, могут указать на условие «без нагрева», при котором не ожидается существенное увеличение температуры хладагента двигателя. Как будет раскрыто более подробно ниже, если во время события запуска и/или прогрева двигателя, указано, что двигатель проработал более половины этого времени с условиями «без нагрева», то могут указать на отсутствие требования, поскольку или термостат Tstat работает надлежащим образом, или температура хладагента двигателя достигла точки, позволяющей включить стехиометрический режим работы двигателя с обратной связью. Таким образом, если на шаге 410, указано, что значение нагрузки двигателя и/или частоты вращения двигателя меньше заранее заданных соответствующих пороговых значений, то способ 400 может перейти к шагу 415. На шаге 415 способ 400 может содержать включение таймера «без нагрева». Например, таймер «без нагрева» могут включить в качестве реакции на уменьшение частоты вращения двигателя и/или нагрузки двигателя ниже заранее заданных соответствующих пороговых значений, как раскрыто выше. В качестве реакции на указание того, что значения частоты вращения двигателя и/или нагрузки двигателя увеличились выше заранее заданных соответствующих пороговых значений (или одного значения), то таймер «без нагрева» могут остановить, но не могут перезапустить. Вместо этого, в качестве реакции уменьшение значения частоты вращения двигателя и/или нагрузки двигателя ниже заранее заданных соответствующих пороговых значений (или одного значения), таймер «без нагрева» могут снова включить, обеспечивая, таким образом, дальнейший отсчет времени, в течение которого автомобиль находится в условиях «без нагрева». Таким образом, на любом промежутке времени при выполнении способа 400, когда значения частоты вращения двигателя и/или нагрузки двигателя находятся ниже заранее заданных соответствующих пороговых значений, таймер «без нагрева» могут включать повторно таким образом, чтобы можно было определить общее значение промежутка времени, когда автомобиль находится в условиях «без нагрева».

Переходя к шагу 411, способ 400 может содержать указание того, больше ли измеренное значение ТХД (например, значения 210, 232) заранее заданных пороговых значений (например, значений 206, 228). Более конкретно, если монитор Tstat включен, могут указать, превышает ли измеренное значение ТХД аварийное пороговое значение Tstat (например, значение 206). В другом случае, если монитор ВЗПОС включен, могут указать превышает ли измеренное значение ТХД аварийное пороговое значение (например, значение 228) для замкнутой обратной связи. Если на шаге 411 указано, что измеренное значение ТХД превышает аварийное пороговое значение Tstat, для случая, когда монитор Tstat включен, или если указано, что измеренное значение ТХД превышает аварийное пороговое значение для замкнутой обратной связи, для случая, когда монитор ВЗПОС включен, то способ 400 может перейти к шагу 412, где может сообщить о полученном результате. Например, если монитор Tstat включен, могут указать на полученный результат для монитора Tstat, и установить диагностический код неисправности (ДКН) соответственно. Если монитор ВЗПОС включен, могут указать на полученный результат для монитора ВЗПОС и установить ДКН соответственно. В качестве реакции на полученный результат, в некоторых примерах способ 400 может перейти к шагу на фиг. 7, как раскрыто более подробно ниже.

Возвращаясь к шагу 411, если указано, что измеренное значение ТХД ниже аварийного порогового значения (например, значения 206) Tstat, для случая, когда монитор Tstat включен или если указано, что измеренное значение ТХД ниже аварийного порогового значения (например, значения 228) для замкнутой обратной связи, для случая, когда монитор ВЗПОС включен, способ 400 может перейти к шагу 420.

На шаге 420 способ 400 может содержать указание того, больше ли значение модели расчета ТХД, чем заранее заданное пороговое значение. Например, монитор Tstat может быть включенным и, таким образом, могут указать, когда предполагаемое значение ТХД (например, значение 208) достигнет значения регулирующей температуры (например, значения 204) Tstat, как раскрыто выше относительно фиг. 2А. В другом примере, монитор ВЗПОС может быть включенным и, таким образом, могут указать, когда предполагаемое значение ТХД (например, значение 230) превысит порог завершения (например, значение 226), как раскрыто выше относительно фиг. 2В. Если на шаге 420 не указано, что значение модели расчета ТХД выше заранее заданного порогового значения (например, значения 204 или 226), то способ 400 может перейти к шагу 425. На шаге 425 способ 400 может содержать перезапуск таймера «задержки требования» (например, таймера 212). Как раскрыто выше относительно фиг. 2А-2В, таймер «задержки требования» могут включить для предотвращения потенциально ложных установок кода неисправности в результате оценки предполагаемого значения ТХД (например, значений 208, 230), единовременно пересекающего заранее заданное пороговое значение (или значения) (например, значения 204, 226). Таким образом, в качестве реакции на указание того, что предполагаемое значение ТХД получено на основе модели расчета ТХД и находится ниже заранее заданных пороговых значений, могут перезапустить таймер «задержки требования».

Возвращаясь к шагу 420, если указано, что предполагаемое значение ТХД, полученное на основе модели расчета ТХД, достигло или превысило заранее заданное пороговое значение (или значения) (например, значения 204, 226), то способ 400 может перейти к шагу 430. На шаге 430 способ 400 может содержать включение таймера «задержки требования». Включение таймера «задержки требования» может предотвратить продолжение способа 400 на заранее заданное пороговое время, до тех пор, пока не будет указано, что значение модели расчета ТХД превысило заранее заданное пороговое значение (или значения) (например, значения 204, 226). Соответственно, на шаге 435, способ 400 содержит указание, достиг ли таймер «задержки требования» заранее заданного порогового значения времени. Как раскрыто выше, в некоторых примерах «задержка требования» на заранее заданное пороговое значение может составлять три секунды, хотя в других примерах «задержка требования» на заранее заданное пороговое значение может составлять больше или меньше трех секунд. Если на шаге 435 указано, что таймер «задержки требования» не достиг заранее заданного порогового значения времени, то способ 400 может возвратиться к шагу 411. Если в течение периода работы таймера «задержки требования», указано, что измеренное значение ТХД (например, значения 210, 232) больше заранее заданных пороговых значений (например, значений 206, 228), то способ 400 может содержать указание на полученный результат на шаге 412, как раскрыто выше. Если не указано, что измеренное значение ТХД больше заранее заданных пороговых значений, во время работы таймера «задержки требования», то могут указать остается ли значение модели расчета ТХД больше заранее заданного порогового значения (или значений) (например, значений 204, 226). Как раскрыто выше, если значение модели расчета ТХД все еще не больше заранее заданного порогового значения (или значений), то способ 400 может содержать перезапуск таймера «задержки требования» на шаге 425. В другом случае, если значение модели расчета ТХД больше заранее заданного порогового значения (или значений) для заранее заданного порогового значения времени, когда измеренное значение ТХД остается меньше заранее заданного порогового значения (или значений) (например, значений 206, 228), то способ 400 может перейти к шагу 440.

На шаге 440 способ 400 может содержать указание того, больше ли отношение времени «без нагрева», во время запуска/прогрева двигателя, к общему значению времени с момента включения двигателя (на основе таймера ПЗД), чем заранее заданное пороговое значение. Например, указанное отношение времени «без нагрева» к общему значению времени работы двигателя с момента включения (ПЗД) может быть названо «отношение простоя». Например, если указано, что отношение простоя больше 0,5 (например, больше 50% общего времени работы двигателя с момента ПЗД при работе в зоне «без нагрева»), то способ 400 может перейти к шагу 445. На шаге 445 могут сформировать отсутствие требования. Например, если работал монитор Tstat, могут сформировать отсутствие требования, поскольку и термостат Tstat функционирует надлежащим образом, и могут установить соответствующий диагностический код неисправности (ДКН). В другом примере, если работал монитор ВЗПОС, могут сформировать отсутствие требования, поскольку и двигатель могут перевести в стехиометрический режим работы двигателя с обратной связью, и могут установить соответствующий ДКН. В качестве реакции на отсутствие требования, когда работал монитор ВЗПОС, контроллер двигателя может продолжать управление работой двигателя с разомкнутой обратной связью. Например, импульс впрыска топлива могут определить на основе массового расхода воздуха, поступающего в двигатель, и требуемого воздушно-топливного отношения, но без оперативной коррекции посредством обратной связи на основе показаний датчика кислорода в отработавших газах (например, датчика 126).

Возвращаясь к шагу 440, если указано, что отношение простоя не больше, чем заранее заданное пороговое значение (например, 0,5), то способ 400 может перейти к шагу 455, где могут указать отрицательный результат. Например, если включен монитор Tstat, то могут указать отрицательный результат для монитора Tstat и установить соответствующий ДКН. Если включен монитор ВЗПОС, то могут указать отрицательный результат для монитора ВЗПОС и установить соответствующий ДКН.

На фиг. 5 показана блок-схема алгоритма высокоуровневого примера способа для включения монитора термостата (Tstat) и/или монитора «время-замкнутая-петля-обратной-связи» (ВЗПОС), где указанные мониторы основаны на тепловом таймере (мониторы на основе времени). Более конкретно, способ 500 продолжается от способа 300 и содержит указание, работает ли термостат автомобиля надлежащим образом, как показано выше на фиг. 2С или может ли автомобиль перейти в стехиометрический режим работы двигателя с обратной связью, как показано на фиг. 2D, где оба монитора основаны на тепловом таймере, как раскрыто выше, и как будет раскрыто более подробно ниже. Мониторы на основе теплового таймера, а именно, Tstat и/или ВЗПОС, могут включить, если указано, что температура окружающей среды ниже пороговой температуры окружающей среды (например, 20°F), как раскрыто выше относительно фиг. 3. Мониторы на основе теплового таймера (на основе времени) могут содержать событие запуска двигателя, где включение мониторов на основе теплового таймера основано на одном или более из следующего: частота вращения двигателя и/или нагрузка двигателя больше заранее заданных соответствующих пороговых значений, и указана неисправность в качестве реакции на значение температуры хладагента двигателя, которая ниже заранее заданного порогового значения, когда истекло время монитора на основе времени. Поскольку одни и те же аспекты способа 500 могут использовать для указания, работает ли термостат Tstat автомобиля надлежащим образом, или можно ли включить стехиометрический режим работы двигателя с обратной связью, обе концепции будут раскрыты для способа 500. Способ 500 будет раскрыт в отношении системы, раскрытой здесь и показанной на фиг. 1А-1В, хотя следует понимать, что аналогичные способы могут использовать для других систем без отступления от объема настоящего изобретения. Способ 500 может быть выполнен контроллером, например, контроллером 12, показанным на фиг. 1А-1В и может быть сохранен в долговременной памяти контроллера в форме исполняемых инструкций. Инструкции для осуществления способа 500 и других способов, указанных здесь, могут быть выполнены контроллером на основе инструкций, хранящихся в памяти контроллера, и совместно с сигналами, получаемыми от датчиков системы двигателя, например, от датчиков, раскрытых выше с использованием фиг. 1В. Контроллер может управлять приводами топливной системы, например, топливными инжекторами (например, топливным инжектором 66) и другими устройствами, например, клапаном термостата, временем срабатывания впускного клапана и выпускного клапана, подъемом впускного клапана, управляющим клапаном продувки (не показанным на схеме), перепускным клапаном воздушного компрессора (не показанным на схеме), дросселем (например, дросселем 62) в соответствии со способами, раскрытыми ниже. Следует понимать, что конкретные аспекты способа 500 те же самые, что и аспекты, раскрытые на фиг. 4, однако для наглядности, подробности будут кратко повторены здесь для способа 500.

Способ 500 начинается на шаге 505, переходя от шага 324 способа 300, и содержит включение таймера Первого Запуска Двигателя (ПЗД), в качестве реакции на начало события запуска двигателя, как раскрыто выше относительно фиг. 4. Таймер ПЗД могут включить в качестве реакции на указание того, что двигатель включен и может содержать указание на значение ЧВД и/или нагрузку двигателя, находящееся выше заранее заданного соответствующего порогового значения, на значение температуры двигателя выше заранее заданного порогового значения или комбинации значений частоты вращения двигателя, нагрузки двигателя, температуры двигателя и т.д., находящихся выше заранее заданных соответствующих пороговых значений.

Переходя к шагу 510, способ 500 может содержать указание того, больше ли частота вращения двигателя и нагрузка двигателя, чем заранее заданные соответствующие пороговые значения. Например, могут использовать заранее заданные пороговые значения, ниже которых тепло двигателя, как ожидается, не может повлиять на значительное возрастание температуры хладагента двигателя (ТХД), как раскрыто выше относительно фиг. 4. Условия, когда частота вращения двигателя и нагрузка двигателя находятся ниже заранее заданных соответствующих пороговых значений, могут, таким образом, содержать условие «без нагрева», при котором не ожидается существенного увеличения ТХД. Для гибридных электромобилей ГЭМ (HEV) могут дополнительно указать, превышает ли ЧВД частоту вращения насоса на калиброванное пороговое значение. Таким образом, если на шаге 510 указано, что частота вращения двигателя и/или нагрузка двигателя находятся ниже заранее заданных соответствующих пороговых значений (или если ЧВД ниже частоты вращения насоса на калиброванное пороговое значение в случае ГЭМ), то способ 500 может перейти к шагу 515. На шаге 515 способ 500 может содержать включение таймера «без нагрева», как раскрыто выше относительно фиг. 4. Если во время события запуска и/или прогрева двигателя, для двигателя указано, что он работает более пятидесяти процентов времени при условиях «без нагрева», то могут указать отсутствие требования, поскольку термостат Tstat работает надлежащим образом или ТХД достигла точки, позволяющей включить стехиометрический режим работы двигателя с обратной связью. Например, таймер «без нагрева» могут включить в качестве реакции на уменьшение частоты вращения двигателя и/или нагрузки двигателя ниже заранее заданных соответствующих пороговых значений (или ЧВД уменьшилась ниже частоты вращения насоса на калиброванное пороговое значение в случае ГЭМ), как раскрыто выше. В качестве реакции на указание того, что частота вращения двигателя и/или нагрузка двигателя увеличилась выше заранее заданных соответствующих пороговых значений (или ЧВД увеличилась выше частоты вращения насоса на калиброванное пороговое значение в случае ГЭМ), могут остановить таймер «без нагрева», но без его перезапуска. Таким образом, в любой момент времени при выполнении способа 500, когда частота вращения двигателя и/или нагрузка двигателя уменьшается ниже заранее заданных соответствующих пороговых значений (или ЧВД уменьшилась ниже частоты вращения насоса на калиброванное пороговое значение), таймер «без нагрева» могут снова включить таким образом, чтобы определить общую продолжительность работы двигателя в условиях «без нагрева».

Возвращаясь к шагу 510, если указано, что частота вращения двигателя и нагрузка двигателя выше заранее заданных соответствующих пороговых значений (и ЧВД превышает частоту вращения насоса на калиброванное пороговое значение в случае ГЭМ), то способ 500 может перейти к шагу 520. На шаге 520 способ 500 может содержать включение «теплового» таймера. Условия, когда частота вращения двигателя и/или нагрузка двигателя выше заранее заданных соответствующих пороговых значений (и ЧВД превышает частоту вращения насоса на калиброванное пороговое значение в случае ГЭМ), могут содержать условия «нагрева», когда ожидают, что температура хладагента двигателя может существенно увеличиться. Более конкретно, тепловой таймер может содержать промежуток времени, когда ожидают, что измеренная температура хладагента двигателя может быть выше аварийного порогового значения (например, значения 252) Tstat в случае использования монитора Tstat, или выше аварийного порогового значения (например, значения 276) для замкнутой обратной связи в случае использования монитора ВЗПОС, как раскрыто выше относительно фиг. 2С и 2D, соответственно. В некоторых примерах промежуток времени для теплового таймера могут устанавливать на основе частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя. Например, значение теплового таймера может не содержать ограничительный таймер, увеличивающий свое значение при превышении заранее заданных пороговых значений для частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя, но вместо этого может изменяться в зависимости от указанных частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя. Например, значение теплового таймера могут увеличить в качестве реакции на уменьшение частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя (где частота вращения двигателя и нагрузка двигателя все еще находятся выше заранее заданных соответствующих пороговых значений, как определено на шаге 510 способа 500) и могут уменьшить в качестве реакции на увеличение частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя. В других примерах промежуток времени теплового таймера могут дополнительно изменять на основе массового расхода хладагента. В других примерах промежуток времени теплового таймера могут дополнительно изменять на основе температуры окружающей среды. Например, промежуток времени теплового таймера могут увеличить, если температура окружающей среды уменьшается или промежуток времени теплового таймера могут уменьшить, если температура окружающей среды возрастает. Соответственно, промежуток времени теплового таймера могут основывать на условиях работы двигателя, в дополнение к температуре окружающей среды и, таким образом, могут увеличить точность монитора, что позволяет предотвратить или уменьшить сбои и/или ложные срабатывания монитора.

Переходя к шагу 525, способ 500 может содержать мониторинг температуры хладагента двигателя. Температуру хладагента двигателя могут контролировать при помощи датчика ТХД, как раскрыто выше. Переходя к шагу 530, способ 500 может содержать указание, ниже ли ТХД заранее заданного порогового значения. Например, в случае использования монитора Tstat, могут указать, находится ли ТХД ниже аварийного порогового значения Tstat (например, значения 252), как раскрыто выше относительно фиг. 2С. В другом примере, в случае использования монитора ВЗПОС, могут указать, находится ли ТХД ниже аварийного порогового значения (например, значения 276) для замкнутой обратной связи, как раскрыто выше относительно фиг. 2D. Если, на шаге 530, указано, что ТХД ниже аварийного порогового значения Tstat, в случае использования монитора Tstat, или ниже аварийного порогового значения для замкнутой обратной связи, в случае использования монитора ВЗПОС, то способ 500 может перейти к шагу 535. На шаге 535 способ 500 может содержать указание, истекло ли время теплового таймера. Если время теплового таймера не истекло, то способ 500 может перейти к шагу 540, где могут указать больше ли отношение времени «без нагрева» во время запуска/прогрева двигателя к общему значению времени с момента включения двигателя (на основе таймера ПЗД), чем заранее заданное пороговое значение. Например, как раскрыто выше относительно фиг. 4, отношение времени «без нагрева» к общему значению времени работы двигателя с момента включения (ПЗД) может быть названо «отношение простоя». Например, если указано, что отношение простоя больше 0,5 (например, больше 50% общего времени работы двигателя с момента ПЗД при работе в зоне «без нагрева»), то способ 500 может перейти к шагу 545. На шаге 545 могут сформировать отсутствие требования. Например, если работал монитор Tstat, могут сформировать отсутствие требования, поскольку термостат Tstat функционирует надлежащим образом. В другом примере, если работал монитор ВЗПОС, могут сформировать отсутствие требования, поскольку двигатель могут перевести в стехиометрический режим работы двигателя с обратной связью. Как раскрыто выше, в качестве реакции на отсутствие требования, контроллер двигателя может продолжать управление работой двигателя с разомкнутой обратной связью. Например, импульс впрыска топлива могут определить на основе массового расхода воздуха, поступающего в двигатель, и требуемого воздушно-топливного отношения, но без оперативной коррекции посредством обратной связи на основе показаний датчика кислорода в отработавших газах (например, датчика 126). Возвращаясь к шагу 540, если указано, что отношение простоя не больше, чем 0,5 (например, менее 50% общего времени с момента ПЗД двигатель работал в зоне «без нагрева»), то способ 500 может вернуться к шагу 530, где может содержать указание, ниже ли ТХД заранее заданных пороговых значений, как раскрыто выше для шага 530.

Возвращаясь к шагу 535, если указано, что ТХД ниже заранее заданных пороговых значений (например, ниже аварийного порогового значения Tstat, в случае использования монитора Tstat, или ниже аварийного порогового значения для замкнутой обратной связи, в случае использования монитора ВЗПОС) и дополнительно указано, что истекло время теплового таймера, то способ 500 может перейти к шагу 550. На шаге 550 способ 500 может содержать указание отрицательного результата. Например, если включен монитор Tstat, то могут указать отрицательный результат для монитора Tstat. Если включен монитор ВЗПОС, то могут указать отрицательный результат для монитора ВЗПОС. В другом случае, возвращаясь к шагу 530, если указано, что ТХД не ниже заранее заданных пороговых значений как раскрыто ранее, то способ 500 может перейти к шагу 555. На шаге 555 способ 500 может содержать указание на полученный результат. Например, если включен монитор Tstat, то могут указать полученный результат для монитора Tstat. Если включен монитор ВЗПОС, то могут указать полученный результат для монитора ВЗПОС.

На фиг. 6 показан пример диаграммы 600, иллюстрирующей подробности непрерывного мониторинга для диагностики термостата (Tstat) во время работы двигателя. Более конкретно, в качестве реакции на указание того, что термостат Tstat работает надлежащим образом во время запуска/прогрева двигателя, работу термостата Tstat могут постоянно контролировать во время текущего и последующих ездовых циклов. Другими словами, режим «постоянный тестовый монитор для разогретого двигателя» могут включить, когда тест прогрева двигателя завершен, и определено, что нет неисправностей. Подробности постоянного теста будут раскрыты ниже. В коротком изложении, в качестве реакции на измеренное значение ТХД, которое ниже аварийного порогового значения Tstat, могут повторно включить тест прогрева двигателя, как показано на фиг. 2А. Таким образом, пример диаграммы на фиг. 6 содержит те же детали, которые обсуждались ранее относительно фиг. 2А и для способа 400, показанного на фиг. 4. Соответственно, детали графиков, показанные на фиг. 6, такие же, как детали графиков, показанных на фиг. 2, и имеют здесь одинаковые ссылочные номера. Кроме того, следует понимать, что здесь раскрыт непрерывный мониторинг термостата Tstat, но данную технологию можно использовать для стехиометрического режима работы двигателя с обратной связью, без отступления от объема настоящего изобретения.

Как уже раскрыто, фиг. 6 иллюстрирует подход на основе модели, для указания, когда ТХД превышает аварийное пороговое значение, чтобы указать, работает ли термостат Tstat автомобиля надлежащим образом и в качестве реакции на полученный результат, могут непрерывно осуществлять мониторинг Tstat. Таким образом, показаны регулирующая температура 204 Tstat и аварийное пороговое значение 206 Tstat. Предполагаемое значение 208 ТХД изображено в виде графика зависимости от времени, где предполагаемое значение 208 ТХД получено из модели расчета ТХД, как раскрыто выше. Кроме того, показан график зависимости от времени измеренной ТХД 210, где измеренная ТХД основана, например, на показаниях датчика ТХД (например, датчика 14). Также изображен промежуток времени для задержки 212 требования, как раскрыто выше относительно фиг. 2А и как будет раскрыто более подробно ниже. Кроме того, дополнительно показаны таймер 620 задержки для стабилизации перезапуска и таймер 622 задержки для стабилизации расчета, которые будут раскрыты более подробно ниже.

В момент времени t0 начинают запуск двигателя. Монитор термостата могут включить в качестве реакции на соответствие требованиям значения ТХД. Как раскрыто выше, монитор могут включить в качестве реакции на запуск двигателя, когда значение ТХД более чем на 35°F ниже аварийного порогового значения 206 Tstat или, в некоторых примерах, монитор могут включить в качестве реакции на значение ТХД ниже аварийного порогового значения 206 Tstat на любую величину. Таким образом, в качестве реакции на запуск двигателя, в момент времени t₀, включают модель расчета ТХД и указывают, что предполагаемое значение 208 ТХД соответственно повышается между моментами времени t₀ и t₁ в качестве реакции на работу двигателя. Когда двигатель работает, тепло, вырабатываемое за счет сжигания топлива, может нагревать хладагент двигателя и, таким образом, указано, что измеренное значение 210 ТХД повышается между моментами времени t₀ и t₁.

Между моментами времени t₀ и t₁ измеренное значение 210 ТХД достигает аварийного порогового значения Tstat и, таким образом, могут сообщить о полученном результате и установить диагностический код неисправности (ДКН) соответственно. Однако как раскрыто выше, в некоторых примерах измеренное значение 210 ТХД может не достичь аварийного порогового значения Tstat в некоторый момент времени, когда предполагаемое значение 208 ТХД достигает значения регулирующей температуры 204 Tstat (например, в момент времени t₁). В таком примере, если предполагаемое значение 208 ТХД достигает значения регулирующей температуры Tstat, когда измеренное значение 210 ТХД ниже аварийного порогового значения 206 Tstat, то таймер задержки 212 требования могут включить в момент времени t₁ для предотвращения появления отрицательного требования в мониторе или отсутствия требования, в качестве реакции на предполагаемое значение 208 ТХД, единовременно пересекающее значение регулирующей температуры 204 Tstat в момент времени t₁. Когда включают таймер задержки 212 требования, если указано, что измеренное значение ТХД достигает аварийного порогового значения 206 Tstat, то сообщают о полученном результате. Однако если время задержки требования прошло (например, в момент времени t₂) а измеренное значение 210 ТХД не достигло аварийного порогового значения 206 Tstat, то в некоторых примерах могут указать негативный результат, в то время как в других примерах могут указать на отсутствие требования, как раскрыто выше. Однако в примере на фиг. 6 указано, что измеренное значение ТХД достигает аварийного порогового значения 206 Tstat между моментами времени t₀ и t₁. Таким образом, сообщают о полученном результате и могут определить, что термостат Tstat работает надлежащим образом.

Поскольку указано, что термостат работает надлежащим образом, могут включить постоянный тестовый монитор для разогретого двигателя для того, чтобы контролировать работу термостата во время текущего ездового цикла. Между моментами времени t₁ и t₃, когда включен постоянный тестовый монитор, измеренное значение 210 ТХД остается выше аварийного порогового значения 206 Tstat. Таким образом, не выполняют никаких действий в период времени между моментами времени t₁ и t₃. Однако в момент времени t₃ измеренное значение 210 ТХД опускается ниже аварийного порогового значения 206 Tstat. Однако не формируют немедленное требование в качестве реакции на то, что измеренное значение 210 ТХД опускается ниже аварийного порогового значения 206 Tstat. Вместо этого, для предотвращения ложного перезапуска монитора в результате отклонений или колебаний ТХД вокруг аварийного порогового значения 206 Tstat, могут включить таймер 620 задержки для стабилизации перезапуска. В некоторых примерах таймер 620 задержки для стабилизации перезапуска могут включить на период времени 3-5 секунд, причем не формируют требование для повторного включения теста прогрева двигателя, как уже раскрыто выше. Таким образом, между моментами времени t₃ и t₄, могут исключить формирование требования. Указано, что между моментами времени t₃ и t₄ измеренное значение 210 ТХД остается ниже аварийного порогового значения 206 Tstat. Время таймера задержки для стабилизации перезапуска истекает в момент времени t₄ и, поскольку измеренное значение ТХД остается ниже аварийного порогового значения 206 Tstat, могут определить, что монитор Tstat теста прогрева двигателя можно перезапустить. Однако перед подготовкой монитора Tstat теста прогрева могут включить таймер 622 задержки для стабилизации расчета. Более конкретно, для того, чтобы перезапустить монитор, модель расчета ТХД могут включить повторно, для обновления показаний и работы датчика ТХД. Однако модель расчета ТХД очень чувствительна к любым изменениям частоты вращения двигателя и/или нагрузки двигателя вблизи контролируемого порогового значения (аварийного порогового значения 206 Tstat). Таким образом, для того, чтобы предотвратить ложные требования, таймер 622 задержки для стабилизации расчета могут включить в момент времени t₄, чтобы предотвратить перезапуск монитора Tstat. В некоторых примерах таймер 622 задержки для стабилизации расчета могут включить на заранее заданный период стабилизации (например, 30-45 секунд). В других примерах, заранее заданный период стабилизации может содержать период времени больше или меньше 30-45 секунд. В период, когда таймер 622 задержки для стабилизации расчета включен, не могут формировать требование, и могут запретить включение монитора Tstat. Таким образом, при запрете включения монитора предполагаемое значение 208 ТХД не указывают (останавливают в момент времени t₄), в качестве реакции на включение таймера 622 задержки для стабилизации расчета. Однако могут продолжать мониторинг ТХД, как изображено на графике 210, на период времени, содержащий время включения таймера 622 задержки для стабилизации расчета.

В момент времени t₅ истекает время таймера 622 задержки для стабилизации расчета. Соответственно, могут подготовить и повторно включить монитор Tstat прогрева двигателя. Как раскрыто выше, поскольку монитор подготовлен и готов к перезапуску, модель расчета могут включить повторно для обновления показаний датчика ТХД (например, измеренного значения 210 ТХД), и монитор могут включить для перезапуска. Соответственно в момент времени t₅ указано, что предполагаемое значение 208 ТХД повышается между моментами времени t₅ и t₆ в качестве реакции на работу двигателя, как раскрыто выше.

Между моментами времени t₅ и t₆ измеренное значение 210 ТХД достигает аварийного порогового значения Tstat и, таким образом, могут сообщить о полученном результате и установить диагностический код неисправности (ДКН) соответственно. Для справки, таймер задержки 212 требования снова показан включенным в момент времени t₆ и выключенным в момент времени t₇ и изображен для иллюстрирования того факта, что во время перезапуска монитор Tstat, во время непрерывного мониторинга, если измеренное значение 210 ТХД не достигает аварийного порогового значения Tstat в некоторый момент времени, причем предполагаемое значение 208 ТХД достигает значения регулирующей температуры 204 Tstat (например, в момент времени t₆), то таймер задержки 212 требования могут включить в момент времени t₁ для предотвращения появления отрицательного требования в мониторе или отсутствия требования. И снова, в период, когда таймер задержки 212 требования включен, если указано, что измеренное значение ТХД достигает аварийного порогового значения 206 Tstat, сообщают о полученном результате. Однако если время задержки требования прошло (например, в момент времени t₂), а измеренное значение 210 ТХД не достигло аварийного порогового значения 206 Tstat, то в некоторых примерах могут указать негативный результат, в то время как в других примерах могут указать на отсутствие требования, как раскрыто выше. Однако в примере на фиг. 6, указанно, что измеренное значение ТХД достигает аварийного порогового значения 206 Tstat между моментами времени t₅ и t₆. Таким образом, сообщают о полученном результате и могут определить, что термостат Tstat работает надлежащим образом.

Поскольку указано, что термостат работает надлежащим образом в момент времени t₇, могут снова включить постоянный тестовый монитор для разогретого двигателя, как раскрыто выше.

На фиг. 7 показана блок-схема алгоритма высокоуровневого примера способа для постоянного мониторинга термостата (Tstat) автомобиля во время работы двигателя. Более конкретно, способ 700 продолжается от способа 400 и содержит постоянный мониторинг термостата Tstat автомобиля во время текущего ездового цикла, в качестве реакции на указание того, что термостат Tstat автомобиля работает надлежащим образом (например, нет неисправностей) на основе монитора Tstat прогрева двигателя (см., например, фиг. 2А, фиг. 6). Во время непрерывного мониторинга термостата Tstat, в качестве реакции на указание того, что измеренная температура хладагента двигателя (ТХД) уменьшается ниже аварийного порогового значения Tstat (порогового значения температуры хладагента двигателя), то монитор Tstat прогрева двигателя могут включить повторно. Однако перед повторным включением монитора Tstat прогрева двигателя могут включить таймер задержки для стабилизации перезапуска, во время работы которого не могут формировать требование для повторного включения теста прогрева двигателя для того, чтобы предотвратить ложный перезапуск монитора в результате отклонений или колебаний ТХД вокруг аварийного порогового значения Tstat. Если измеренное значение ТХД остается ниже аварийного порогового значения Tstat в период времени, когда таймер задержки для стабилизации перезапуска включен, то затем могут включить таймер задержки для стабилизации расчета, позволяющий задержать включение монитора Tstat прогрева двигателя на некоторый период времени, для предотвращения появления ложных требований, поскольку модель расчета для монитора Tstat прогрева двигателя очень чувствительна к изменениям частоты вращения двигателя и/или нагрузки двигателя вблизи аварийного порогового значения Tstat. Таким образом, после истечения времени таймера задержки для стабилизации расчета, монитор могут включить повторно. Другими словами, включение постоянного монитора термостата может содержать указание на то, что температура хладагента двигателя ниже порогового значения температуры хладагента двигателя и, в качестве реакции на то, что температура хладагента двигателя ниже порогового значения температуры хладагента двигателя в течение заранее заданного периода времени (например, времени работы таймера задержки для стабилизации перезапуска), повторное включение модели расчета температуры хладагента двигателя после другого заранее заданного периода времени (например, времени работы таймера задержки для стабилизации расчета). Способ 700 будет раскрыт для раскрытой здесь системы, показанной на фиг. 1А-1В, хотя следует понимать, что аналогичные способы могут использовать для других систем без отступления от объема настоящего изобретения. Способ 700 может быть выполнен контроллером, например, контроллером 12, показанным на фиг. 1А-1В и может быть сохранен в долговременной памяти контроллера в форме исполняемых инструкций. Инструкции для осуществления способа 700 и других способов, указанных здесь, могут быть выполнены контроллером на основе инструкций, хранящихся в памяти контроллера, и совместно с сигналами, получаемыми от датчиков системы двигателя, например, от датчиков, раскрытых выше с использованием фиг. 1. Контроллер может управлять приводами топливной системы, например, топливными инжекторами (например, топливным инжектором 66) и другими устройствами, например, клапаном термостата, временем срабатывания впускного клапана и выпускного клапана, подъемом впускного клапана, управляющим клапаном продувки (не показанным на схеме), перепускным клапаном воздушного компрессора (не показанным на схеме), дросселем (например, дросселем 62) в соответствии со способами, раскрытыми ниже. Кроме того, следует понимать, что здесь раскрыт непрерывный мониторинг термостата Tstat, но данную технологию можно использовать для стехиометрического режима работы двигателя с обратной связью, без отступления от объема настоящего изобретения.

Способ 700 начинается на шаге 705 и содержит запись полученного результата из монитора термостата Tstat прогрева двигателя (см., например, фиг. 2А, фиг. 4, фиг. 6) в контроллер (например, фиксацию полученного результата). Переходя к шагу 710, способ 700 может содержать указание, ниже ли измеренное значение ТХД (например, значение 210) аварийного порогового значения (например, значения 206) Tstat. Кроме того, могут указать, выключены ли таймеры стабилизации, например, таймер задержки для стабилизации перезапуска (например, таймер 620) и таймер задержки для стабилизации расчета (например, таймер 622). Если на шаге 710 измеренное значение ТХД не ниже аварийного порогового значения Tstat, и таймеры стабилизации выключены, то способ 700 может перейти к шагу 715. На шаге 715 способ 700 может содержать продолжение мониторинга ТХД при помощи датчика ТХД, как раскрыто выше. Однако если на шаге 710 указано, что измеренное значение ТХД ниже аварийного порогового значения Tstat и что таймеры стабилизации выключены, то способ 700 может перейти к шагу 720. На шаге 720 могут перезапустить таймер первого запуска двигателя (ПЗД). Переходя к шагу 725, способ 700 может содержать включение таймера задержки для стабилизации перезапуска (например, таймера 620). Как раскрыто выше, таймер задержки для стабилизации перезапуска может предотвратить формирование требования для повторного включения монитора Tstat прогрева двигателя, что позволяет предотвратить ложный перезапуск монитора вследствие отклонений и/или колебаний ТХД вокруг аварийного порогового значения (например, значения 206) Tstat. В качестве реакции на перезапуск таймера ПЗД и включения таймера задержки для стабилизации перезапуска, способ 700 может перейти к шагу 730. На шаге 730 способ 700 может содержать мониторинг ТХД на основе показаний датчика ТХД, как раскрыто выше. На шаге 735 способ 700 может содержать указание, ниже ли измеренное значение ТХД (например, значение 210) аварийного порогового значения (например, значения 206) Tstat. Если измеренное значение ТХД не ниже аварийного порогового значения Tstat, то способ 700 может вернуться к шагу 715 и может содержать продолжение мониторинга ТХД. Однако если на шаге 735 указано, что измеренное значение ТХД (например, значение 210) все еще ниже аварийного порогового значения Tstat, способ 700 может перейти к шагу 740.

На шаге 740, способ 700 может содержать указание того, больше ли значение таймера ПЗД, чем первое пороговое значение. Как раскрыто выше, пороговое значение может составлять 3-5 секунд. Другими словами, таймер задержки для стабилизации перезапуска могут включить на 3-5 секунд и могут установить период времени на основе таймера ПЗД. Таким образом, если на шаге 740 указано, что значение таймера ПЗД не больше, чем первое пороговое значение (например, 3-5 секунд), то способ 700 может возвратиться к шагу 730 и может содержать продолжение мониторинга ТХД в период, когда включен таймер задержки для стабилизации перезапуска. В другом случае, если на шаге 740 указано, что значение таймера ПЗД больше, чем первое пороговое значение, то способ 700 может перейти к шагу 745.

На шаге 745 способ 700 может содержать перезапуск монитора термостата и перезапись полученного результата ТХД. Другими словами, в качестве реакции на достижение таймером ПЗД первого порогового значения, когда измеренное значение ТХД (например, значение 210) остается ниже аварийного порогового значения Tstat (например, значения 206), монитор термостата могут перезапустить, а полученный результат для монитора Tstat могут больше не сохранять в контроллере. Переходя к шагу 750, способ 700 может содержать выключение таймера стабилизации перезапуска (например, таймера 620). Как уже раскрыто, таймер стабилизации перезапуска используется для предотвращения формирования требования контроллером до тех пор, пока таймер ПЗД не достигнет первого порогового значения. Однако в качестве реакции на выключение таймера стабилизации перезапуска, не могут немедленно повторно включить монитор. Вместо этого способ 700 может перейти к шагу 755, где таймер ПЗД могут снова перезапустить. После перезапуска таймера ПЗД на шаге 755 способ 700 может перейти к шагу 760 и может содержать включение таймера задержки для стабилизации расчета (например, таймера 622). Как раскрыто выше относительно фиг. 6, модель расчета ТХД очень чувствительна к любым изменениям частоты вращения двигателя и/или нагрузки двигателя вблизи контролируемого порогового значения (например, аварийного порогового значения 206 Tsat) и, таким образом, таймер задержки для стабилизации расчета могут включить для предотвращения появления ложных требований, что позволяет запретить перезапуск монитора Tstat на некоторый период времени. Как раскрыто выше, в некоторых примерах таймер задержки для стабилизации расчета могут включить на заранее заданный промежуток времени. Границы времени для включения таймера задержки для стабилизации расчета могут выбрать на основе таймера ПЗД. Соответственно, после включения таймера задержки для стабилизации расчета, способ 700 может перейти к шагу 765 и может содержать указание того, больше ли значение таймера ПЗД, чем второе пороговое значение, составляющее 30-45 секунд, например, как раскрыто выше. Если на шаге 765 значение таймера ПЗД не больше второго порогового значения, то способ 700 может продолжить работу таймера задержки для стабилизации расчета, для запрещения перезапуска монитора Tstat. Однако в качестве реакции на достижение таймером ПЗД второго порогового значения на шаге 765, способ 700 может перейти к шагу 770.

На шаге 770 способ 700 может содержать повторное включение (перезапуск) монитора Tstat на основе модели, как подробно раскрыто относительно фиг. 2А и фиг. 6А и относительно способа, изображенного на фиг. 4. Кроме того, на шаге 770 способ 700 может содержать выключение таймера задержки для стабилизации расчета. Более конкретно, поскольку таймер задержки для стабилизации расчета предотвращает перезапуск монитора Tstat, то таймер задержки для стабилизации расчета могут выключить, чтобы выполнить перезапуск монитора Tstat.

В кратком изложении, способ 700 можно использовать, во время первого режима работы двигателя, для прогнозирования момента времени, когда температура хладагента двигателя превысит пороговое значение температуры; для указания на надлежащую работу термостата в качестве реакции на фактическую температуру хладагента, превышающую пороговое значение, и для продолжения мониторинга фактической температуры хладагента, превышающей пороговое значение, или части указанного выше после первого режима работы. Например, в качестве реакции на указание того, что фактическая температура хладагента опустилась ниже порогового значения для первого заранее заданного периода времени (например, времени таймера задержки для стабилизации перезапуска) после первого режима работы, могут сформировать требование для перезапуска первого режима работы, для прогнозирования момента времени, когда температура хладагента превысит пороговое значение температуры. Таким образом, могут указать на надлежащую работу термостата в качестве реакции на фактическую температуру хладагента, превышающую пороговое значение температуры. Кроме того, перезапуск первого режима работы могут выполнить после другого (второго) заранее заданного периода времени (например, времени таймера задержки для стабилизации расчета), где второй заранее заданный период времени больше первого заранее заданного периода времени. В течение второго заранее заданного периода времени (например, времени таймера задержки для стабилизации расчета), могут приостановить расчет по модели расчета ТХД.

Таким образом, мониторинг системы хладагента двигателя могут выполнять точно во время событий запуска двигателя посредством включения модели расчета температуры хладагента двигателя при значениях температуры окружающей среды выше заранее заданного порогового значения температуры и монитора на основе теплового таймера при значениях температуры окружающей среды ниже заранее заданного порогового значения температуры. Соответственно, могут уменьшить количество ложных включений как для монитора термостата (Tstat), так и для монитора «время-замкнутая-петля-обратной-связи» (ВЗПОС), при значениях температуры окружающей среды ниже заранее заданного порогового значения температуры. Кроме того, в примере, когда используют модель расчета температуры хладагента двигателя для указания, работает ли надлежащим образом автомобильный термостат Tstat, в качестве реакции на указание того, что нет неисправностей, могут включить непрерывный мониторинг Tstat. Непрерывный мониторинг может содержать формирование требования перезапуска монитора Tstat в качестве реакции на значение измеренной температуры хладагента двигателя, опустившейся ниже заранее заданного порогового значения температуры для заранее заданного периода времени (например, для времени стабилизации перезапуска). После требования перезапустить монитор Tstat, перезапуск монитора Tstat могут задержать на другой заранее заданный период времени (например, на время стабилизации расчета) до того, как выполнить перезапуск монитора Tstat. Только за счет формирования требования перезапустить монитор Tstat, в качестве реакции на значение измеренной температуры хладагента двигателя, опустившейся ниже заранее заданного порогового значения температуры для заранее заданного периода времени, можно предотвратить перезапуски монитора, возникающие из-за колебаний/отклонений вблизи порогового значения. Кроме того, за счет задержки перезапуска монитора Tstat после формирования требования перезапустить монитор Tstat, можно предотвратить ложные срабатывания монитора, возникающие в результате изменений частоты вращения двигателя и/или нагрузки двигателя вблизи пороговых значений температуры.

Технический эффект заключается в возможности работы монитора Tstat и/или монитора ВЗПОС на основе модели расчета температуры хладагента двигателя при значениях температуры окружающей среды выше заранее заданного порогового значения температуры, при выборе подхода на основе теплового таймера при значениях температуры окружающей среды ниже заранее заданного порогового значения температуры. В примерах, где монитор Tstat включен на основе модели расчета температуры хладагента двигателя, непрерывный мониторинг работы Tstat могут использовать для указания, работает ли Tstat надлежащим образом на протяжении ездового цикла, а также для улучшения работы двигателя, улучшения ощущений при вождении и предотвращения или уменьшения износа двигателя.

Системы, раскрытые здесь и относительно фиг. 1-2, наряду со способами, раскрытыми здесь и относительно фиг. 3-5 и фиг. 7, могут содержать одну или несколько систем и один или несколько способов. Например, способ содержит при первом условии, обнаружение неисправности системы хладагента двигателя на основе модели расчета температуры хладагента двигателя; и, при втором условии, обнаружение неисправности системы хладагента двигателя на основе монитора, основанного на времени. В первом примере способа, способ дополнительно отличается тем, что первое условие содержит температуру окружающей среды выше 20°F. Второй пример способа факультативно содержит первый пример и дополнительно отличается тем, что второе условие содержит температуру окружающей среды ниже 20°F. Третий пример способа факультативно содержит первый и/или второй примеры и дополнительно отличается тем, что первое условие содержит событие запуска двигателя и дополнительно содержит: в качестве реакции на указание того, что неисправность отсутствует, включение постоянного монитора термостата. Четвертый пример способа факультативно содержит один или несколько примеров, с первого по третий, и дополнительно отличается тем, что постоянный монитор термостата дополнительно содержит: указание того, что температура хладагента двигателя ниже порогового значения температуры хладагента двигателя; и в качестве реакции на значение температуры хладагента двигателя ниже порогового значения температуры хладагента двигателя для заранее заданного периода времени: перезапуск модели расчета температуры хладагента двигателя после другого заранее заданного периода времени. Пятый пример способа факультативно содержит один или несколько примеров, с первого по четвертый, и дополнительно отличается тем, что второе условие содержит событие запуска двигателя и дополнительно содержит: включение монитора, основанного на времени, для случая, если значения частоты вращения двигателя и/или нагрузки двигателя превышают заранее заданные соответствующие пороговые значения; и причем на неисправность указывают в качестве реакции на значение температуры хладагента двигателя ниже заранее заданного порогового значения при истечении времени монитора, основанного на времени. Шестой пример способа факультативно содержит один или несколько примеров, с первого по пятый, и дополнительно отличается тем, что неисправность системы хладагента двигателя содержит неисправность термостата. Седьмой пример способа факультативно содержит один или несколько примеров, с первого по шестой, и дополнительно отличается тем, что неисправность системы хладагента двигателя препятствует использованию стехиометрического режима работы двигателя с обратной связью. Восьмой пример способа факультативно содержит один или несколько примеров, с первого по седьмой, и дополнительно отличается тем, что модель расчета температуры хладагента двигателя и монитор, основанный на времени, включают параллельно; и, в качестве реакции на снижение температуры окружающей среды ниже заранее заданного порогового значения во время параллельной работы модели расчета температуры хладагента двигателя и монитора, основанного на времени: выключение модели расчета температуры хладагента двигателя. Девятый пример способа факультативно содержит один или несколько примеров, с первого по восьмой, и дополнительно отличается тем, что модель расчета температуры хладагента двигателя дополнительно содержит модель двойной сосредоточенной емкости для моделирования значений температур металла двигателя и хладагента двигателя.

Другой пример способа содержит, во время первого режима работы двигателя, прогнозирование момента времени, когда температура хладагента двигателя превысит пороговое значение температуры; и указание на ненадлежащую работу термостата, регулирующего поток хладагента, если фактическое значение температуры хладагента ниже порогового значения температуры, после заранее заданной задержки, от прогнозного момента превышения значением температуры хладагента порогового значения температуры. В первом примере способа, способ дополнительно содержит указание начальных условий, не соответствующих возможности управления с обратной связью по воздушно-топливному отношению смеси для сжигания в двигателе, если фактическое значение температуры хладагента двигателя ниже второго порогового значения температуры, после заранее заданной задержки от прогнозного момента превышения значением температуры хладагента двигателя второго порогового значения температуры. Второй пример способа факультативно содержит первый пример и дополнительно отличается тем, что первый режим работы содержит запуск двигателя; и причем не формируют требование, в отношении того, работает ли термостат надлежащим образом, или соответствуют ли начальные условия режиму управления с обратной связью по воздушно-топливному отношению смеси для сжигания в двигателе, в качестве реакции на указание того, что значения частоты вращения двигателя и/или нагрузки двигателя ниже температурного порогового значения для периода, большего заранее заданного периода времени во время запуска двигателя. Третий пример способа факультативно содержит первый и/или второй примеры и дополнительно отличается тем, что прогнозирование момента времени, когда температура хладагента двигателя превысит пороговое значение температуры, основано на модели расчета температуры двигателя, основанной, в свою очередь, на модели двойной сосредоточенной емкости для моделирования значений температур металла двигателя и хладагента двигателя. Четвертый пример способа факультативно содержит один или несколько примеров, с первого по третий, и дополнительно отличается тем, что модель расчета температуры двигателя используют, когда температура окружающей среды превышает заранее выбранную температуру. Пятый пример способа факультативно содержит один или несколько примеров, с первого по четвертый, и дополнительно отличается тем, что прогнозирование момента времени, когда температура хладагента двигателя превысит пороговое значение температуры основано на калиброванном периоде времени после запуска двигателя и причем калиброванный период времени используют, когда значение температуры окружающей среды меньше заранее выбранного значения температуры.

Другой пример способа содержит, во время первого режима работы двигателя, прогнозирование момента времени, когда температура хладагента двигателя превысит пороговое значение температуры, причем прогнозирование основано на модели расчета температуры хладагента двигателя; и указание на надлежащую работу термостата, регулирующего поток хладагента, если фактическое значение температуры хладагента выше порогового значения температуры; и продолжение мониторинга фактической температуры хладагента, превышающей пороговое значение температуры, после первого режима работы. В первом примере способа, способ дополнительно содержит продолжение мониторинга прогнозной температуры хладагента, превышающей пороговое значение температуры или его часть, после первого режима работы. Второй пример способа факультативно содержит первый пример и дополнительно содержит, в качестве реакции на указание на понижение значения фактической температуры хладагента ниже порогового значения температуры для первого заранее заданного периода времени после первого режима работы: формирование требования перезапуска первого режима работы для прогнозирования момента времени, когда температура хладагента превысит пороговое значение температуры, и указание на надлежащую работу термостата в качестве реакции на превышение фактическим значением температуры хладагента порогового значения температуры; и причем формирование требования перезапуска первого режима работы могут выполнять любое количество раз, если фактическое значение температуры хладагента опускается ниже порогового значения температуры для первого заранее заданного периода времени во время ездового цикла. Третий пример способа факультативно содержит первый и/или второй примеры и дополнительно отличается тем, что перезапуск первого режима работы начинают после второго заранее заданного периода времени, причем второй заранее заданный период времени больше первого заранее заданного периода времени; и причем прогнозирование момента времени, когда температура хладагента двигателя превысит пороговое значение температуры, приостанавливают на второй заранее заданный период времени. Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут быть использованы с разнообразными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и алгоритмы управления, раскрытые в настоящей заявке, могут быть сохранены как исполняемые инструкции в долговременной памяти и выполнены управляющей системой, состоящей из контроллера в сочетании с различными датчиками, приводами и другими средствами двигателя. Конкретные алгоритмы, раскрытые в настоящей заявке, могут представлять собой одну или более стратегий обработки, таких как управляемые по событиям, управляемые по прерываниям, многозадачные, многопоточные и т.п. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно или в некоторых случаях могут быть пропущены. Аналогично, указанный порядок обработки не обязателен для достижения отличительных признаков и преимуществ раскрываемых в настоящей заявке вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или более из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Более того, раскрытые действия, операции и/или функции могут представлять в графическом виде код, который должен быть запрограммирован в долговременную память машиночитаемой среды хранения данных в управляющей системе двигателя, при этом раскрытые действия могут быть выполнены посредством исполнения инструкций в системе, содержащей различные компоненты обеспечения двигателя совместно с электронным контроллером.

Следует понимать, что конфигурации и алгоритмы, раскрытые в настоящей заявке, носят иллюстративный характер, и что эти конкретные варианты осуществления изобретения не следует рассматривать в качестве ограничения, так как возможны многочисленные модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена в двигателях с конфигурацией цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, а также другие отличительные признаки, функции и/или свойства, раскрытые в настоящей заявке.

В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы изобретения ссылка может быть сделана на «некоторый» элемент или «первый» элемент или эквивалент такого элемента. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов формулы изобретения или путем представления новых пунктов формулы изобретения в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются ли они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.

Изобретение относится к системной диагностике хладагента двигателя. Неисправность системы хладагента двигателя указывают на основе модели расчета температуры хладагента двигателя, в то время как в другом примере на неисправность системы хладагента двигателя указывают на основе монитора, основанного на времени, причем модель расчета включают при значениях температуры окружающей среды, превышающих заранее заданное пороговое значение, и причем монитор, основанный на времени, включают при значениях температуры окружающей среды, находящихся ниже заранее заданного порогового значения. Таким образом, точную диагностику системы хладагента двигателя могут выполнять при разных значениях температуры окружающей среды, когда модель расчета температуры хладагента двигателя может работать неправильно. Изобретение обеспечивает улучшение функционирования системы охлаждения двигателя за счет непрерывного мониторинга термостата автомобиля. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Способ диагностики системы хладагента двигателя, содержащий следующие шаги:

при первом условии обнаруживают неисправность системы хладагента двигателя на основе модели расчета температуры хладагента двигателя; и

при втором условии обнаруживают неисправность системы хладагента двигателя на основе монитора, основанного на времени.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первое условие содержит температуру окружающей среды выше 20°F.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что второе условие содержит температуру окружающей среды ниже 20°F.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первое условие содержит событие запуска двигателя и дополнительно содержит следующий шаг:

в качестве реакции на указание того, что неисправность отсутствует, включают постоянный монитор термостата.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что постоянный монитор термостата дополнительно содержит:

указание того, что температура хладагента двигателя ниже порогового значения температуры хладагента двигателя; и

в качестве реакции на значение температуры хладагента двигателя ниже порогового значения температуры хладагента двигателя для заранее заданного периода времени:

перезапуск модели расчета температуры хладагента двигателя после другого заранее заданного периода времени.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что второе условие содержит событие запуска двигателя и дополнительно содержит:

включение монитора, основанного на времени, если значения частоты вращения двигателя и/или нагрузки двигателя превышают заранее заданные соответствующие пороговые значения; и причем

на неисправность указывают в качестве реакции на значение температуры хладагента двигателя ниже заранее заданного порогового значения при истечении времени монитора, основанного на времени.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что неисправность системы хладагента двигателя содержит неисправность термостата.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что неисправность системы хладагента двигателя препятствует использованию стехиометрического режима работы двигателя с обратной связью.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что модель расчета температуры хладагента двигателя и монитор, основанный на времени, включают параллельно; и

в качестве реакции на снижение температуры окружающей среды ниже заранее заданного порогового значения во время параллельной работы модели расчета температуры хладагента двигателя и монитора, основанного на времени, выключают модель расчета температуры хладагента двигателя.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что модель расчета температуры хладагента двигателя дополнительно содержит модель двойной сосредоточенной емкости для моделирования значений температур металла двигателя и хладагента двигателя.

11. Способ диагностики системы хладагента двигателя, содержащий следующие шаги:

во время первого режима работы двигателя, прогнозируют момент времени, когда температура хладагента двигателя превысит пороговое значение температуры; и

указывают на ненадлежащую работу термостата, регулирующего поток хладагента, если фактическое значение температуры хладагента ниже порогового значения температуры, после заранее заданной задержки от прогнозного момента превышения значением температуры хладагента порогового значения температуры; и

указывают начальные условия, не соответствующие возможности управления с обратной связью воздушно-топливным отношением смеси для сжигания в двигателе, если фактическое значение температуры хладагента двигателя ниже порогового значения температуры, после заранее заданной задержки от прогнозного момента превышения значением температуры хладагента порогового значения температуры.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что первый режим работы содержит запуск двигателя; и причем

не формируют требование, в отношении того, работает ли термостат надлежащим образом, или соответствуют ли начальные условия режиму управления с обратной связью воздушно-топливным отношением смеси для сжигания в двигателе, в качестве реакции на указание того, что значения частоты вращения двигателя и/или нагрузки двигателя ниже температурного порогового значения для периода, большего заранее заданного периода времени, во время запуска двигателя.

13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что прогнозирование момента времени, когда температура хладагента двигателя превысит пороговое значение температуры, основано на модели расчета температуры двигателя, основанной, в свою очередь, на модели двойной сосредоточенной емкости для моделирования значений температур металла двигателя и хладагента двигателя.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что модель расчета температуры двигателя используют, когда температура окружающей среды превышает заранее выбранную температуру.

15. Способ по п. 11, отличающийся тем, что прогнозирование момента времени, когда температура хладагента двигателя превысит пороговое значение температуры, основано на калиброванном периоде времени после запуска двигателя, и причем калиброванный период времени используют, когда значение температуры окружающей среды меньше заранее выбранного значения температуры.

16. Способ диагностики системы хладагента двигателя, содержащий следующие шаги:

во время первого режима работы двигателя, прогнозируют момент времени, когда температура хладагента двигателя превысит пороговое значение температуры, причем прогнозирование основано на модели расчета температуры хладагента двигателя;

указывают на надлежащую работу термостата, регулирующего поток хладагента, если фактическое значение температуры хладагента выше порогового значения температуры; и

продолжают мониторинг фактической температуры хладагента, превышающей пороговое значение температуры, после первого режима работы; и

в качестве реакции на указание на понижение значения фактической температуры хладагента ниже порогового значения температуры для первого заранее заданного периода времени после первого режима работы, формируют требование перезапуска первого режима работы для прогнозирования момента времени, когда температура хладагента превысит пороговое значение температуры, и указывают на надлежащую работу термостата в качестве реакции на превышение фактическим значением температуры хладагента порогового значения температуры, причем формирование требования перезапуска первого режима работы начинают любое количество раз, когда фактическое значение температуры хладагента падает ниже порогового значения температуры для первого заранее заданного периода времени во время ездового цикла.

17. Способ по п. 16, дополнительно содержащий шаг, на котором продолжают мониторинг прогнозной температуры хладагента, превышающей пороговое значение температуры или его часть, после первого режима работы.

18. Способ по п. 16, отличающийся тем, что перезапуск первого режима работы начинают после второго заранее заданного периода времени, причем второй заранее заданный период времени больше первого заранее заданного периода времени; и причем

прогнозирование момента времени, когда температура хладагента двигателя превысит пороговое значение температуры, приостанавливают на второй заранее заданный период времени.