УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МАСЛЯНОГО ТЕРМОСТАТА Российский патент 2019 года по МПК F01M11/10 F01M5/00 

Изобретение касается устройства для контроля масляного термостата, расположенного в масляном циркуляционном контуре двигателя внутреннего сгорания.

Из уровня техники известно, что контролируется функционирование системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, которая должна служить для того, чтобы температура двигателя не поднималась слишком высоко. Так, например, DE 44 26 494 A1 раскрывает устройство для контроля системы охлаждения у двигателя внутреннего сгорания, у которого создается характеристический для системы охлаждения сигнал температуры, а затем подвергается анализу динамика сигнала температуры, и обнаруженные изменения температуры в единицу времени сравниваются с вероятными значениями.

Из практики известно также, что применяются не только термостаты охлаждающей воды в циркуляционном контуре охлаждения, но и все чаще также масляные термостаты в масляном циркуляционном контуре двигателя внутреннего сгорания. Посредством таких масляных термостатов может уменьшаться мощность трения в специфических рабочих состояниях, чтобы тем самым реализовать преимущества в расходе топлива по сравнению с традиционными двигателями. Для этого масляный термостат выборочно подает подаваемое в него масло, в зависимости от температуры масла, в гидравлическую ветвь, имеющую маслоохладитель, или в байпасную гидравлическую ветвь, обходящую маслоохладитель. Неисправный масляный термостат, который больше не может направлять масло через маслоохладитель, как правило, приводит к катастрофическим повреждениям двигателя, обусловленным слишком высокой температурой масла. Неисправный масляный термостат, который рассчитан, чтобы в режиме выхода из строя при потере работоспособности приходить во включенное состояние, при котором масло всегда направляется через маслоохладитель, чтобы тем самым предотвращать быстрое повреждение двигателя внутреннего сгорания, с другой стороны, вследствие повышенной мощности трения, со временем приводит к повышенному расходу топлива и выбросу CO2. Кроме того, имеется возможность, чтобы выход из строя масляного термостата осуществлялся при неопределенном состоянии, например, обусловленном загрязнением (первичная грязь, песок…), частицами или стружкой, или обусловленном механическими силами или, соответственно, высокими пиками давления, могущими приводить к деформациям термостата, которые, как следствие, могут приводить к заклиниваниям в каком угодно положении термостата. При этом следует упомянуть, что в масляном циркуляционном контуре у сегодняшних двигателей могут возникать пики гидравлического давления до 60 бар, в частности потому, что в случае низкотемпературного пуска масло может быть очень вязкотекучим.

Неисправный водный термостат в циркуляционном контуре охлаждающей воды может, как правило, распознаваться уже по тому, что рабочая температура двигателя внутреннего сгорания больше не достигается или достигается только лишь очень медленно. Неисправность масляного термостата, в отличие от этого, не может или по меньшей мере не может сразу же распознаваться водителем, так как неисправный масляный термостат, который всегда подает масло в маслоохладитель, как правило, оказывает негативное влияние не на функцию охлаждения системы охлаждения, а вместо этого на долгосрочный расход топлива, износ и срок службы двигателя внутреннего сгорания. Также посредством устройства, названного в вышеназванной DE 44 26 494 A1, может распознаваться только общая ошибка функционирования системы охлаждения, но не наличие ошибки функционирования именно масляного термостата. Кроме того, проверка и замена масляного термостата в сервисном случае является сравнительно трудоемкой, так как для доступа к масляному термостату должны открываться циркуляционный контур охлаждающего средства и при необх. демонтироваться другие компоненты, такие как, например, головка масляного фильтра. Таким образом, во избежание ненужных работ в мастерской необходимо с наибольшей возможной надежностью распознавать ошибку функционирования системы охлаждения из-за неисправного масляного термостата и иметь возможность установить, что она связана с масляным термостатом.

Таким образом, задачей изобретения является предоставить устройство для контроля масляного термостата, расположенного в масляном циркуляционном контуре двигателя внутреннего сгорания, с помощью которого могут устраняться недостатки традиционных технологий. Задачей изобретения является, в частности, надежное распознавание неисправности или ошибки функционирования масляного термостата.

Эта задача решается с помощью устройства с признаками основного пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления и цели применения изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения и поясняются подробнее в последующем описании с частичной ссылкой на фигуры.

В соответствии с изобретением предлагается устройство для контроля клапана масляного термостата, расположенного в масляном циркуляционном контуре двигателя внутреннего сгорания.

Контролируемый этим устройством клапан масляного термостата (ниже кратко называемый масляным термостатом) выполнен собственно известным образом, чтобы, в зависимости от температуры потока масла, подаваемого в масляный термостат, подавать этот поток масла в байпасную гидравлическую ветвь и/или гидравлическую ветвь, имеющую маслоохладитель. При этом масляный термостат обычно подает масло исключительно в байпасную гидравлическую ветвь, когда температура масла в масляном термостате, ниже называемая также входной температурой, ниже первого порогового значения температуры. В этой области температуры первый выход масляного термостата, предназначенный для первой гидравлической ветви, который открывается только при превышении первого порогового значения температуры, закрыт. Масляный термостат может быть также выполнен, чтобы закрывать байпасную гидравлическую ветвь выше некоторого второго порогового значения температуры, которое предпочтительно выше первого порогового значения температуры. В этой области температуры между двумя пороговыми значениями температуры обе гидравлические ветви открыты, при этом второй выход масляного термостата, предназначенный для байпасной гидравлической ветви, пошагово закрывается до достижения второго порогового значения температуры. Первое и второе пороговое значение температуры, в зависимости от варианта осуществления масляного термостата, могут быть также равны по величине.

В соответствии с общими аспектами изобретения устройство для контроля масляного термостата включает в себя сенсорное устройство, которое выполнено, чтобы определять по меньшей мере один первый параметр, позволяющий делать вывод о текущем номинальном режиме работы масляного термостата, и определять по меньшей мере один второй параметр, позволяющий делать вывод о текущем фактическом режиме работы масляного термостата. Устройство включает в себя также устройство аналитической обработки данных, которое выполнено, чтобы в зависимости от первого параметра и второго параметра распознавать возникновение ошибки функционирования масляного термостата.

Под номинальным режимом работы масляного термостата понимается нормальный режим работы, т.е. без предполагаемой ошибки функционирования, в котором масляный термостат принимает желаемое, зависящее от температуры рабочее состояние, например, желаемое, зависящее от температуры номинальное положение или движение регулирующего элемента масляного термостата. Под фактическим режимом работы понимается действительный режим работы масляного термостата, например, действительное текущее рабочее состояние. Если ошибка функционирования не возникает, номинальный режим работы и фактический режим работы совпадают. При ошибке функционирования фактическое положение масляного термостата и/или фактическое движение регулирующего элемента масляного термостата могут отличаться от номинального режима работы.

Масляный термостат может представлять собой масляный термостат с кольцевым шибером или масляный термостат с элементом из расширяющегося материала, в частности масляный термостат с расширяющимся воском. Масляный термостат может быть также выполнен в виде мехатронного регулятора или, соответственно, актуатора, имеющего электронный блок управления, который настраивает механический регулирующий элемент в зависимости от температуры масла.

По одному из предпочтительных вариантов осуществления сенсорное устройство выполнено, чтобы в качестве первого параметра измерять входную температуру масла и, в частности, ее динамику во времени, например, посредством сенсора температуры во входном трубопроводе к масляному термостату. Входная температура является мерой температуры масла, которая имеется на входе масляного термостата и в зависимости от которой масляный термостат в номинальном рабочем режиме принимает предопределенное открытое или, соответственно, закрытое положение в отношении выходов к первой и второй гидравлической ветви. Особенно предпочтительно измерять в качестве входной температуры температуру маслосборника, так как, как правило, в маслосборнике уже имеется сенсор температуры масляного циркуляционного контура, который может использоваться. Температура маслосборника может, например, измеряться посредством сенсора температуры маслосборника, который интегрирован в уже имеющийся сенсор уровня масла маслосборника. Температура маслосборника соответствует по существу температуре масла, действующей на входе масляного термостата. Так как температура масла, перемещаемого по входному трубопроводу из маслосборника в масляный термостат, по существу не изменяется, входная температура может также определяться в любом другом месте по длине входного трубопровода посредством соответственно расположенного сенсора температуры.

В другом предпочтительном варианте варианта осуществления, в котором сенсорное устройство в качестве первого параметра измеряет входную температуру, сенсорное устройство может быть также выполнено, чтобы измерять вторую температуру масла ниже по потоку от маслоохладителя и выше по потоку от двигателя внутреннего сгорания, а в качестве второго параметра определять разность ΔT температур, входная температура минус вторая температура масла.

Для измерения второй температуры масла может быть предусмотрен сенсор температуры, который расположен в первой гидравлической ветви ниже по потоку от маслоохладителя и выше по потоку от объединения первой гидравлической ветви и байпасной гидравлической ветви. Однако сенсор температуры может быть также расположен ниже по потоку от масляного фильтра, расположенного перед двигателем внутреннего сгорания. Предпочтительно сенсор температуры выполнен в виде комбинированного сенсора давления и температуры, которые предоставляются в одном конструктивном узле. Другой предпочтительной возможностью является интеграция сенсора температуры в головку масляного фильтра.

Устройство аналитической обработки данных по этим вариантам может быть выполнено, чтобы распознавать возникновение ошибки функционирования масляного термостата по меньшей мере по одному из трех следующих условий (a)-(c).

(a) Ошибка функционирования распознается, когда входная температура ниже первого порогового значения температуры, прошло по меньшей мере некоторое заданное время реакции, после того как входная температура стала ниже первого порогового значения температуры, и разность ΔT температур, входная температура минус вторая температура масла, больше первого порогового значения.

Другими словами, первый выход масляного термостата к охладителю в этом случае из-за низкой входной температуры в соответствии с номинальным режимом работы должен был бы быть собственно закрыт. Однако если разность ΔT температур больше первого порогового значения, это позволяет сделать заключение, что осуществляется охлаждение масла, и поэтому масло должно было протечь через гидравлическую ветвь, имеющую охладитель, и, таким образом, имеется ошибка функционирования термостата.

Это первое пороговое значение устанавливается в зависимости от создаваемого маслоохладителем понижения температуры масла (мощность охлаждения маслоохладителя). Первое пороговое значение должно было бы быть, например, больше обычных, не вызываемых маслоохладителем колебаний температуры масла в области между маслосборником и двигателем внутреннего сгорания, но несколько меньше, чем средняя мощность охлаждения маслоохладителя. Заданное время реакции учитывает свойство задержки во времени масляного термостата и представляет собой время, до которого после изменения положения включения масляного термостата ниже по потоку от масляного термостата должна была бы установиться получающаяся в результате этого разность ΔT температур. Время реакции зависит от конструктивной разновидности масляного термостата и от положения места измерения второй температуры, и может, напр., устанавливаться экспериментально.

(b) Возникновение ошибки функционирования масляного термостата может также распознаваться тогда, когда входная температура выше первого порогового значения температуры, прошло по меньшей мере заданное время реакции, после того как входная температура стала выше первого порогового значения температуры, и разность ΔT температур меньше, чем второе пороговое значение температуры. Другими словами, при входной температуре выше первого порогового значения температуры подаваемый в масляный термостат поток масла должен был бы после этого направляться в маслоохладитель. Если это не происходит, это может, в свою очередь, устанавливаться по разности температур, которая меньше, чем при охлаждении масла с помощью маслоохладителя. Второе пороговое значение может, например, устанавливаться несколько ниже разностной температуры ΔT, создаваемой в нормальном случае охладителем.

(c) Возникновение ошибки функционирования масляного термостата может также распознаваться тогда, когда после превышения входной температурой первого порогового значения температуры градиент, в частности возрастание разности ΔT температур, проходит медленнее, чем заданное номинальное возрастание разности ΔT температур. Таким образом, устройство аналитической обработки данных подвергает анализу динамику разности температур в зависимости от времени и может сравнивать ее с заложенным номинальным возрастанием разности температур. Особое преимущество этого варианта заключается в том, что аналитическая обработка возрастания разности температур может использоваться в качестве раннего индикатора начинающейся ошибки функционирования масляного термостата. Исследования в рамках изобретения показали, что перед полной ошибкой функционирования масляного термостата его регулирующий элемент проявляет начинающееся заклинивание или цепляние, так что он открывается не пошагово, а движется относительно поздно. Это может распознаваться по замедленному возрастанию разностной температуры.

Для дальнейшего улучшения точности распознавания ошибки функционирования вышеназванные пороговые значения могут выбираться в зависимости от частоты вращения двигателя, таким образом, что при большей текущей частоте вращения двигателя устанавливаются большие пороговые значения. Это учитывает тот факт, что с увеличивающейся частотой вращения двигателя увеличивается мощность охлаждения маслоохладителя и вместе с тем ожидаемое значение разности температур.

В рамках изобретения имеется также возможность выполнить сенсорное устройство таким образом, чтобы в качестве второго параметра измерять динамику давления масла, в частности динамику давления масла во времени, посредством сенсора давления в некотором месте измерения давления, которое расположено ниже по потоку от первого выхода масляного термостата и выше по потоку от двигателя внутреннего сгорания. По этому варианту устройство аналитической обработки данных выполнено, чтобы распознавать ошибку функционирования масляного термостата, когда измеряемая динамика во времени давления масла в области входной температуры, которая лежит между первым пороговым значением температуры масла и вышеназванным вторым пороговым значением температуры, не проявляет отклонения давления в виде отрицательного или положительного пика. Такое отклонение давления соответствует пиковому изменению давления, высота пика которого больше некоторого предопределенного значения. Это основывается на том обнаруженном факте, что гидравлическое сопротивление в области температуры, в которой первая гидравлическая ветвь, имеющая маслоохладитель, уже открыта, а байпасная гидравлическая ветвь еще не полностью закрыта, является минимальным, и поэтому динамика давления должна была бы иметь пик в этой области температуры, когда масляный термостат функционирует исправно. Если этот пик давления отсутствует, это позволяет сделать вывод об ошибке функционирования масляного термостата. Это предопределенное значение для распознавания отклонения давления может устанавливаться для данного масляного циркуляционного контура экспериментально, таким образом, что отклонения давления, которые превышают это значение, являются результатом не обычных колебаний давления, а измененного гидравлического сопротивления ниже по потоку от масляного термостата, соответствующего по меньшей мере частично открытой первой и второй гидравлической ветви.

При этом один из особенно предпочтительных вариантов этого варианта осуществления предусматривает, что место измерения давления или, соответственно, сенсор давления для измерения динамики во времени давления масла расположен в первой гидравлической ветви между первым выходом масляного термостата и маслоохладителем, и что отклонение давления представляет собой отрицательный пик.

Однако имеется также возможность расположить место измерения давления ниже по потоку от маслоохладителя и после объединения первой гидравлической ветви и байпасной гидравлической ветви. В этом случае ожидаемое отклонение давления в номинальном режиме работы представляет собой положительный пик и высоту пика.

Выше уже упоминалось, что в качестве первого параметра может измеряться входная температура масла, при этом предпочтительно в качестве входной температуры измеряется температура маслосборника. По текущей входной температуре может непосредственно делаться вывод о номинальном рабочем состоянии масляного термостата, так как регулирующий элемент масляного термостата принимает заданные положения регулирующего элемента в зависимости от входной температуры.

Однако в рамках изобретения существует также возможность применения других показателей первого параметра, по которым или, соответственно, с помощью которых тоже может делаться вывод о номинальном рабочем режиме масляного термостата, чтобы таким образом использовать величин, имеющиеся или, соответственно, предоставляемые в транспортном средстве. Например, может использоваться температура охлаждающей воды, так как динамики температуры масла и температуры охлаждающей воды в номинальном режиме работы коррелированы друг с другом. При этом по температуре охлаждающей воды может делаться вывод о динамике температуры масла во входном трубопроводе, по которой, в свою очередь, может делаться вывод о номинальном режиме работы масляного термостата.

Далее, могут использоваться определенные рабочие состояния транспортного средства. Примером этого является рабочее состояние, когда транспортное средство выполняет низкотемпературный пуск, или при движении под полной нагрузкой. При низкотемпературном пуске входная температура масла ниже первого порогового значения, так что первая гидравлическая ветвь к маслоохладителю должна была бы быть закрыта. Наоборот, при движении под полной нагрузкой эта гидравлическая ветвь, как правило, открыта, в случае отсутствия какой-либо неисправности.

В комбинации с вышеназванными разными возможностями определения по меньшей мере одного первого параметра, позволяющего делать вывод о текущем номинальном режиме работы масляного термостата, в рамках изобретения имеются следующие другие варианты осуществления для определения по меньшей мере одного второго параметра, позволяющего делать вывод о текущем фактическом режиме работы масляного термостата.

Другая возможность реализации изобретения предусматривает, например, определение в качестве второго параметра градиента входной температуры масла. Предпочтительно для этого определяется градиент температуры маслосборника. По этому варианту устройство аналитической обработки данных выполнено, чтобы в зависимости от определенного значения первого параметра находить предопределенную и заложенную в памяти устройства аналитической обработки данных номинальную характеристику градиента входной температуры и распознавать ошибку функционирования масляного термостата, когда измеренный градиент входной температуры не совпадает в заданных пределах с номинальной характеристикой.

Ниже поясняется пример, в котором в качестве первого параметра определяется рабочее состояние транспортного средства. Если транспортное средство, например, движется на подъеме при полной нагрузке, результатом этого является известное возрастание температуры в маслосборнике, которое предварительно было определено экспериментально и в виде характеристики заложено в устройство аналитической обработки данных. Если устройство аналитической обработки данных по определенному рабочему состоянию распознает движение под полой нагрузкой, устройство аналитической обработки данных сравнивает измеренное возрастание входной температуры с заложенной ранее характеристикой для движений под полной нагрузкой. Если определенное по второму параметру текущее возрастание входной температуры масла отличается от ранее заложенного возрастания температуры в соответствии с характеристикой, отсюда, в свою очередь, может делаться вывод об ошибке функционирования масляного термостата.

В рамках изобретения имеется также возможность выполнить сенсорное устройство для регистрации в качестве второго параметра некоторого положения и/или некоторого движения регулирующего элемента масляного термостата. В этом случае устройство аналитической обработки данных выполнено, чтобы распознавать ошибку функционирования масляного термостата по зарегистрированному положению и/или движению этого регулирующего элемента, при этом зарегистрированное положение и/или движение регулирующего элемента сравнивается с ожидаемым положением и/или движением в соответствии с номинальным режимом работы, определенным в зависимости от первого параметра. Например, ошибка функционирования масляного термостата может распознаваться, когда в заданной области температуры масла или области температуры охлаждающей воды, в которой регулирующий элемент должен был бы двигаться, не регистрируется движение регулирующего элемента. Далее, ошибка функционирования масляного термостата может распознаваться, когда при низкотемпературном пуске регулирующий элемент находится в положении, в котором первый выход открыт, и/или когда при режиме движения под полной нагрузкой регулирующий элемент находится в положении, в котором первый выход закрыт.

Для распознавания положения и/или движения регулирующего элемента может быть предусмотрен сенсор перемещения, который механически подвижно соединен с регулирующим элементом. Например, сенсор перемещения может иметь соединительную тягу, которая подвижно соединена с регулирующим элементом масляного термостата.

При этом один из альтернативных вариантов предусматривает, что сенсорное устройство выполнено в виде электрического колебательного контура, имеющего катушку, причем эта катушка расположена снаружи на масляном термостате или вблизи него, таким образом, что движение регулирующего элемента масляного термостата изменяет индуктивность катушки и вместе с тем частоту колебаний колебательного контура.

По другому варианту сенсорное устройство может иметь катушку передатчика и катушку приемника, которые расположены каждая на противоположных сторонах снаружи на масляном термостате или вблизи него, так что движение регулирующего элемента масляного термостата изменяет сигнал, индуцируемый катушкой передатчика в катушке приемника.

Преимуществом двух последних вариантов перед механическим соединением с регулирующим элементом является отсутствие контакта со средой, регулируемой термостатом (маслом), и отсутствие необходимости в дополнительных уплотнительных элементах, которые были бы нужны в случае соединительной тяги. Другим преимуществом является, что контролирующий элемент системы в виде сенсорного устройства, имеющего указанную по меньшей мере одну катушку, имеет существенно более высокий средний срок службы, чем контролируемый элемент (масляный термостат), и поэтому может контролировать масляный термостат в течение всего срока службы транспортного средства.

Один из предпочтительных вариантов вышеназванных сенсорных устройств, имеющих колебательный контур или катушку передатчика и приемника, предусматривает, что это устройство выполнено в виде мобильного контрольного устройства для применения в мастерской. Мобильное контрольное устройство включает в себя также крепежные средства для временной установки сенсорного устройства снаружи на масляном термостате или вблизи него для процесса измерения. При этом также масляные термостаты транспортных средств, не оснащенные заводом-изготовителем контрольным устройством для масляного термостата, впоследствии могут контролироваться с низкими издержками технического обслуживания.

В рамках изобретения имеется также возможность выполнить сенсорное устройство в виде интегрированной в масляный термостат переключательной схемы, которая выполнена, чтобы посредством интегрированных переключательных контактов регистрировать некоторое положение и/или некоторое движение регулирующего элемента масляного термостата. Например, переключательная схема может быть выполнена так, чтобы она посредством соответствующих переключательных контактов контролировала конечные положения тарелки клапана масляного термостата. Интегрированная переключательная схема выполнена также так, что она забирает энергию для своего снабжения посредством переключательной схемы сбора энергии тепла масла и беспроводным способом, предпочтительно посредством радиопередачи ближнего поля, передает сигнал измерения устройству аналитической обработки данных. Преимуществом этого варианта является, в свою очередь, отсутствие необходимости предусматривать дополнительные уплотнительные элементы для установки сенсорного устройства, так как предусмотрена интегрированная переключательная схема внутри масляного термостата, не имеющая механического соединения наружу.

Другая возможность исполнения сенсорного устройства предусматривает расположение сенсора температуры в некотором месте измерения, которое расположено в первой гидравлической ветви между масляным термостатом и маслоохладителем. Измеряемая им температура масла ниже по потоку от первого выхода масляного термостата и еще перед маслоохладителем может, с одной стороны, определяться в качестве первого параметра сенсорного устройства, так как температура приблизительно совпадает с входной температурой. По измеренной температуре может, таким образом, делаться вывод о номинальном режиме работы масляного термостата.

Однако если первый параметр определяется с помощью одной из других вышеназванных альтернатив, измерение температуры непосредственно после первого выхода масляного термостата может также использоваться для определения второго параметра. Ошибка функционирования масляного термостата может распознаваться устройством аналитической обработки данных, например, тогда, когда измеряемая температура масла в этом месте остается по существу неизменной, после того как в соответствии с определенной первой величиной должно было бы осуществиться открытие или закрытие первого выхода.

С помощью настоящего изобретения могут также контролироваться два или несколько термостатов в параллельной схеме, например, один малый и один большой термостат, которые имеют или одинаковые, или же различные настройки температуры, и вытекающее из которых масло снабжает различные потребители масла, находящегося под давлением.

Другой аспект изобретения касается транспортного средства, в частности автомобиля промышленного назначения, имеющего описанное здесь устройство. Описанные выше предпочтительные варианты осуществления, варианты и признаки изобретения могут любым образом комбинироваться друг с другом. Другие подробности и преимущества изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. Показано:

фиг.1: схематичное изображение масляного циркуляционного контура двигателя внутреннего сгорания для иллюстрации разных вариантов осуществления;

фиг.2: характеристическая динамика температуры при ошибке функционирования масляного термостата;

фиг.3: характеристическая динамика температуры при ошибке функционирования масляного термостата;

фиг.4: возрастание температуры при функционирующем и при неисправном масляном термостате;

фиг.5: динамика давления масла, зависящая от температуры масла;

фиг.6: варианты осуществления для определения положения и/или движения регулирующего элемента масляного термостата; и

фиг.7: другие варианты осуществления для определения положения и/или движения регулирующего элемента масляного термостата.

На фиг.1 схематично показаны компоненты масляного циркуляционного контура 1, при этом изображена только та часть масляного циркуляционного контура, которая расположена по ходу течения между маслосборником и двигателем внутреннего сгорания.

В масляном циркуляционном контуре 1 расположена масляная ванна 2, в которой расположен маслосборник 2a, уровень наполнения которого контролируется щупом 3 уровня масла. Масло из маслосборника 2a по входному трубопроводу 5 подается в проточный вход 11 масляного термостата 10. Во входном трубопроводе 5 расположены масляный насос 6, клапан 7 избыточного давления, а также обратный запорный клапан 8.

Масляный термостат 10 выполнен, например, в виде термостата с кольцевым шибером или масляного термостата с расширяющимся воском и содержит регулирующий элемент, который, в зависимости от действующей на входе 11 масляного термостата 10 температуры масла (входной температуры T2), движется в определенное положение. По трубопроводу 9 подаваемое в масляный термостат масло приходит к управляющему входу клапана 10 масляного термостата и, например, в случае термостата с расширяющимся воском, в зависимости от температуры масла, приводит к нагреву и вместе с тем расширению, или охлаждению и уменьшению в объеме регулирующего элемента масляного термостата, так что тарелки клапана регулирующего элемента двигаются, чтобы открывать или, соответственно, закрывать первый выход 12 масляного термостата 10 и закрывать или, соответственно, открывать второй выход 13 масляного термостата 10.

Если входная температура T2 масла меньше, чем первое пороговое значение T1 температуры, закрыт тот выход 12 масляного термостата 10, который соединяет входной трубопровод 5 с первой гидравлической ветвью 17, в которой расположен маслоохладитель 16. Вместо этого масло через второй выход 13 масляного термостата 10 подается во вторую байпасную гидравлическую ветвь 18, которая обходит маслоохладитель 16. Если, в отличие от этого, входная температура T2 больше, чем второе пороговое значение T1* температуры, которое выше значения T1, второй выход 13 полностью закрыт, а первый выход 12 открыт, так что масло течет исключительно через маслоохладитель 16. В области между T1 и T1* первый выход открыт, а второй выход только частично закрыт.

Первая гидравлическая ветвь 17 и вторая гидравлическая ветвь 18 после маслоохладителя 16 объединяются в один общий гидравлический участок 19. Затем масло протекает через масляный фильтр 20, который имеет также сервисный клапан 21 фильтра, а также обходной клапан 22 фильтра. Ниже по потоку от масляного фильтра 20 следуют сифон 23 в головке масляного фильтра и интегрированный в головку масляного фильтра сенсор 25 давления масла. После этого масло подается по участку 26 трубопровода двигателя внутреннего сгорания (не изображено).

Вышеописанные компоненты масляного циркуляционного контура 1 собственно известны из уровня техники и не нуждаются здесь в более детальном описании.

В соответствии с изобретением предусмотрено также устройство для контроля масляного термостата, чтобы можно было распознавать ошибку функционирования масляного термостата. Это устройство включает в себя сенсорное устройство, которое выполнено, чтобы определять по меньшей мере один первый параметра, который позволяет или по которому можно делать вывод о текущем режиме работы масляного термостата 10.

Для этого сенсорное устройство может, например, включать в себя сенсор 4 температуры, который в качестве первого параметра определяет температуру маслосборника. Температура T2 маслосборника соответствует по существу температуре масла, которая имеется на масляном термостате 10, и которая в номинальном режиме работы устанавливает положение регулирующего элемента. Сенсор 4 температуры масла может быть интегрирован в сенсор 3 уровня масла и предоставляться в виде т.н. комбинированного сенсора. Как уже упомянуто выше, по определенной температуре маслосборника непосредственно может делаться вывод о номинальном рабочем состоянии масляного термостата 10. Как уже пояснялось выше, первый выход 12 к первой гидравлической ветви 17, имеющей маслоохладитель 16, при температурах T2 < T1 маслосборника закрыт. При температуре T2≥T1 и T2 ≤ T1* проток через первую гидравлическую ветвь 17 открыт, а байпасная гидравлическая ветвь 18 тоже еще частично открыта. В области температуры T2 > T1* маслосборника проток через первую гидравлическую ветвь 17 полностью открыт, а второй выход 13 и вместе с тем байпасная гидравлическая ветвь 18 полностью закрыта. Примерные значения T1 лежат в области от 95 градусов до 105 градусов, а для T1* прибл. около 120 градусов.

Сенсорное устройство устройства для контроля масляного термостата выполнено также, чтобы определять второй параметр, позволяющий делать вывод о текущем фактическом режиме работы масляного термостата. Для этого может, например, применяться сенсор 14b температуры, который расположен ниже по потоку от маслоохладителя 16 в первой гидравлической ветви 17, прежде чем она объединяется с байпасной гидравлической ветвью 18. С помощью этого сенсора 14b температуры может измеряться вторая температура T3 масла ниже по потоку от маслоохладителя 16. По этой второй температуре T3 масла может затем определяться разность ΔT температур, входная температура T2 минус вторая температура T3 масла, по которой может устанавливаться, совпадает ли фактический режим работы масляного термостата 10 с ожидаемым номинальным режимом работы.

Это проиллюстрировано в качестве примера на фиг.2. На фиг.2 показана динамика во времени входной температуры T2, которая определялась сенсором 4, и динамика во времени второй температуры T3 масла, которая измерялась сенсором 14b ниже по потоку от маслоохладителя 16. Штриховая линия T1 указывает пороговое значение температуры T1 открытия.

В изображенном случае входная температура T2 меньше, чем температура T1 открытия первого выхода 12 масляного термостата 10. При этом в номинальном режиме работы через первую гидравлическую ветвь не могло бы протекать масло, так как первый выход 12 в этом случае должен был бы быть закрыт. Однако на фиг.2 показана динамика температуры, которая возникает при ошибке функционирования масляного термостата 10, напр., при неисправности регулирующего элемента, при этом масло протекает через маслоохладитель 16 также при входных температурах T2 < T1. При этом масло охлаждается маслоохладителем 16 на величину ΔT.

Теперь блок 40 аналитической обработки данных, соединенный сигнальным входным проводом 41 с сенсорным устройством 4, 14b, по найденным результатам измерений проверяет, имеет ли определенная разность ΔT температур значение, которое ожидается в соответствии с номинальным режимом работы, или имеется ли ошибка функционирования масляного термостата 10. Блок 40 аналитической обработки данных проверяет, меньше ли разность ΔT температур, входная температура T2 минус вторая температура T3 масла, чем предопределенное первое пороговое значение ΔT1 температуры.

Ошибка функционирования масляного термостата распознается, когда входная температура ниже первого порогового значения температуры, прошло по меньшей мере некоторое заданное время Z1 реакции, после того как входная температура стала ниже первого порогового значения температуры T1, и разность ΔT температур, входная температура минус вторая температура масла, больше первого порогового значения ΔT1.

Однако если разность ΔT температур больше первого порогового значения ΔT1, это позволяет сделать заключение, что осуществляется охлаждение масла, и поэтому масло должно было протечь через гидравлическую ветвь 17, имеющую охладитель 16, и, таким образом, имеется ошибка функционирования термостата 10.

Первое пороговое значение ΔT1 устанавливается в зависимости от создаваемого маслоохладителем понижения температуры масла (мощность охлаждения маслоохладителя). Первое пороговое значение должно было бы быть, например, больше обычных, не вызываемых маслоохладителем колебаний температуры масла в области между маслосборником и двигателем внутреннего сгорания, но несколько меньше, чем средняя мощность охлаждения маслоохладителя. Заданное время Z1 реакции учитывает свойство задержки во времени масляного термостата и представляет собой время, до которого после изменения положения включения масляного термостата ниже по потоку от масляного термостата должна была бы установиться получающаяся в результате этого разность ΔT температур ΔT. Время реакции зависит от конструктивной разновидности масляного термостата и от положения места измерения второй температуры, и может, напр., устанавливаться экспериментально.

Если устройство 40 аналитической обработки данных распознает ошибку функционирования масляного термостата 10, оно подает по выходному проводу 42 предупредительный сигнал, который, напр., выводится посредством устройства отображения в кабине водителя транспортного средства.

На фиг.3 показана динамика температуры при ошибке функционирования масляного термостата 10, при которой масляный термостат 10, несмотря на входную температуру T1, которая больше первого порогового значения T1 температуры, не идет в положение, в котором первый выход 12 открыт, и через маслоохладитель 16 протекает масло. На фиг.3 это видно по тому, что разность ΔT температур, входная температура минус вторая температура T3 масла, которая измеряется посредством сенсора 14b температуры, меньше предопределенного второго порогового значения ΔT2 температуры. В зависимости от мощности охлаждения маслоохладителя 16, пороговое значение ΔT2 выбирается так, чтобы разность ΔT температур была всегда больше порогового значения ΔT2, когда масло течет через маслоохладитель 16. Более того, небольшой интервал от температуры T3 до входной температуры T2 указывает на наличие неисправного масляного термостата. Тот факт, что динамика T3 температуры лежит несколько ниже динамики T2 температуры, является результатом того факта, что байпасная гидравлическая ветвь 18 пространственно расположена вблизи маслоохладителя 16, и поэтому некоторое количество мощности охлаждения отражается от маслоохладителя 16, а также слегка охлаждает масло в байпасной гидравлической ветви 18. Во избежание ошибок измерения, в свою очередь, аналитическая обработка разностной температуры ΔT производится только по истечении предопределенного времени Z1 реакции.

Фиг.4 иллюстрирует другую возможность распознавания ошибки функционирования по одному из вариантов осуществления. На фиг.4, в свою очередь, штриховой линией T1 обозначено первое пороговое значение температуры, ниже которого первый выход закрыт, а выше которого первый выход 12 открыт. Динамика во времени входной температуры T2, в свою очередь, измеряется с помощью сенсора 4 температуры в маслосборнике масляного циркуляционного контура 1.

На фиг.4 изображена динамика во времени входной температуры T2, начиная от низкотемпературного пуска транспортного средства. Область низкотемпературного пуска изображена в виде области, обозначенной K. Во время низкотемпературного пуска входная температура сильно возрастает, так как холодное моторное масло нагревается в режиме движения. Область Z2 температуры обозначает область открытия термостата, которая начинается, после того как входная температура T2 превышает температуру T1 открытия. Следующая область B обозначает область пребывания в горячем рабочем состоянии.

Штриховая линия, которая обозначена ссылочным обозначением T3, указывает динамику температуры масла, которая измеряется перед двигателем внутреннего сгорания, но ниже по потоку от маслоохладителя 16, например, с помощью сенсора 24 температуры.

В области K низкотемпературного пуска ниже порогового значения T1 температуры маслоохладитель, как ожидалось, закрыт, так что температура T3 следует динамике входной температуры T2 и только минимально ниже ее значения, вследствие вышеупомянутых эффектов отражения охладителя 16.

При достижении и превышении порогового значения T1 температуры регулирующий элемент масляного термостата 10 должен был бы пошагово открывать первый выход 12. У нормально функционирующего масляного термостата получилась бы динамика, обозначенная штрихпунктирной линией T3.2. При этом разность ΔT=T2 - T3.2 температур пошагово повышается.

На фиг.4 показана также динамика температуры, которая обозначена штриховой линией T3.1 и которая может измеряться у слегка неисправного масляного термостата 10 сенсором 24. При этом «ножницы» температуры между входной температурой T2 и температурой T3.1 после маслоохладителя расходятся не так быстро, как при динамике T3.2, хотя разность ΔT температур от точки B1 при обеих динамиках температуры, в свою очередь, одинакова.

Однако в рамках изобретения было установлено, что динамика T3.1 температуры может наблюдаться у масляного термостата 10, регулирующий элемент которого уже проявляет начинающееся свойство заедания или легкое цепляние, так что регулирующий элемент вначале «заедает» в области Z2, и только в более поздний момент времени «срывается» и скачкообразно перескакивает в полностью открытое положение. Такое свойство заедания указывает на будущее полное заедание масляного термостата 10.

По этому варианту устройство 40 аналитической обработки данных распознает такую неисправность по возрастанию разности ΔT температур, когда возрастание разности температур проходит медленнее, чем заданное номинальное возрастание разности температур. Другими словами, регистрируется динамика разности температур во времени.

Если она менее сильна, чем заданное номинальное возрастание, которое в виде экспериментально определенной характеристики заложено в устройстве 40 аналитической обработки данных, выявляется ошибка функционирования масляного термостата 10. При этом одной из возможностей установления ошибки функционирования является задание минимального значения разности температур T2 и T3, которая должна достигаться после превышения температуры T1 открытия по истечении заданного времени реакции. Если измеренная разность температур по истечении заданного времени реакции меньше минимального значения разности температур, имеется ошибка функционирования.

Таким образом, если устройство 40 аналитической обработки данных распознает динамики температуры, изображенные на фиг.2-4, диагностируется неисправность в работе масляного термостата 10.

Далее, следует указать, что промышленно освоенные термостаты уже в новом состоянии могут снабжаться допуском регулируемой температуры. Этот допуск может принципиально учитываться в блоке аналитической обработки данных, например, при непрерывном увеличении износа термостата определенные пределы температуры T1 и T1*, которые приводят к движению регулирующего механизма, все чаще нарушаются или, соответственно, смещаются. Поэтому в блоке аналитической обработки данных могут выполняться последовательности расчетов и быть заложены поля характеристик, которые адаптируют эти определенные пределы T1 и T1* температуры и/или пороговые значения ΔT1 и ΔT2 к вариантам контроля фиг.2-4 обусловленным износом образом, чтобы, таким образом, сигнализировать о замене или неисправности термостата только тогда, когда должная эксплуатация двигателя, без всякого сомнения, уже не будет обеспечена.

Фиг.5 иллюстрирует другую предлагаемую изобретением возможность распознавания ситуации неисправности масляного термостата 10. При этом сенсорное устройство предназначено, чтобы посредством сенсора 15 давления, который расположен в первой гидравлической ветви 17 между первым выходом 12 масляного термостата 10 и маслоохладителем 16, измерять динамику давления во времени. Далее, сенсорное устройство в свою очередь, определяет динамику во времени входной температуры T2, например, посредством сенсора 4 температуры.

На фиг.1 штриховыми линиями обозначена область между двумя пороговыми значениями T1 и T1* температуры масляного термостата. Как уже упоминалось выше, у нормально функционирующего масляного термостата первый выход 12 закрыт, когда входная температура T2 ниже значения T1. Выше температуры T1* первый выход полностью открыт, а второй выход 13 полностью закрыт. В переходной области 50 температуры между T1 и T1* первый выход 12 открыт, а второй выход 13 только частично закрыт, так что масло течет как через первую гидравлическую ветвь 17, так и через вторую гидравлическую ветвь 18.

Измеренная сенсором 15 давления динамика давления во времени изображена кривой P. Динамика P давления описывает динамику нормально функционирующего масляного термостата 10. В областях входной температуры T2 ниже T1 динамика давления имеет по существу значение P1, а в областях, в которых входная температура выше значения T1*, значение P2. При этом P2 по существу несколько выше P1, так как маслоохладитель 16 имеет более высокое гидравлическое сопротивление, чем байпасный трубопровод 18, и поэтому приводит к более высоким значениям P2 давления. Однако в переходной области между T1 и T1* оба трубопровода по меньшей мере частично открыты, так что гидравлическое сопротивление в этой области является наименьшим. Это приводит к отрицательному пику ΔP давления в области динамики давления во времени между T1 и T1*.

Когда измеряется такой пик ΔP давления в области динамики давления во времени в переходной области 50 температуры между T1 и T1*, отсюда может следовать, что клапан 10 термостата работает надлежащим образом. Однако если устройство 40 аналитической обработки данных по измеренной динамике P давления распознает, что в переходной области 50 температуры не возникает такое отклонение ΔP давления, отсюда может следовать, что регулирующий элемент масляного термостата 10 не движется ожидаемым образом и, таким образом, имеется ошибка функционирования.

Вместо сенсора 15 давления, который расположен между масляным термостатом и маслоохладителем 16, динамика давления может также измеряться, например, сенсором 25 давления, который расположен после масляного фильтра. В этом случае номинальная динамика давления отличается от изображенной на фиг.5 тем, что в переходных областях между T1 и T1* измеряется положительный пик, так как протекающее количество масла в месте измерения сенсора 25 давления в этой области является наибольшим. Если, в свою очередь, аналогично фиг.5, в переходных областях не измеряется положительный пик в этой области, в свою очередь, это позволяет сделать заключение об ошибке функционирования.

Сенсоры 4, 14a, 14b и 24 температуры и сенсоры 15 и 25 давления для упрощения изображения были изображены на фиг.1 все одновременно. Однако подчеркивается, что, в зависимости от варианта осуществления сенсорного устройства, в масляном контуре 1 должны быть в наличии только часть этих сенсоров, напр., в зависимости от варианта осуществления, для определения входной температуры может быть достаточным применение сенсора 4 температуры, а для определения разностной температуры еще дополнительно применение сенсора 14b или 24. Вместо сенсоров 14b и 24 температуры может быть также предусмотрен, например, только один сенсор 15 или 25 давления, если распознавание неисправности осуществляется по динамике P давления, а не по разностной температуре ΔT. В настоящем случае масляный термостат 10, маслоохладитель 16, масляный фильтр 20, сервисный клапан 21 фильтра, обходной клапан 22 фильтра, масляный сифон 23, а также сенсоры 14a, 15, 23 и 24 конструктивно интегрированы в один масляный модуль, который изображен штрихпунктирной линией 27.

Другие варианты осуществления изобретения иллюстрируются ниже с помощью фигур 6 и 7. На фиг.6 сначала, в свою очередь, изображена часть масляного циркуляционного контура, теперь уже в схематизированном конструктивном изображении. Ссылочным обозначением 2, в свою очередь, обозначена масляная ванна, а ссылочным обозначением 6 - масляный насос, который нагнетает масло из масляной ванны 2 и подает в масляный термостат 10. Ссылочным обозначением 12, в свою очередь, обозначен первый выход масляного термостата 10, который через первую гидравлическую ветвь 17 подает масло в маслоохладитель 16. Ссылочным обозначением 13, в свою очередь, обозначен второй выход масляного термостата 10, через который масло может подаваться в байпасную гидравлическую ветвь 18. Дополнительно на фиг.7 изображена часть циркуляционного контура охлаждающей воды, имеющего подводящий трубопровод 70 охлаждающей воды, область 71, которая выполняет некоторую часть функций маслоохладителя, и в которой охлаждающая вода обтекает меандрически проходящий маслопровод маслоохладителя 16, и участок 72 трубопровода, по которому отводится нагретая в маслоохладителе 16 охлаждающая вода. Ссылочным обозначением 73 очень сильно схематизированным образом указан возврат масла после прохождения области двигателя внутреннего сгорания обратно в масляную ванну 2.

Ссылочным обозначением 14a и 15, в свою очередь, обозначены уже изображенные на фиг.1 сенсоры температуры и давления, которые расположены в первой гидравлической ветви 17 после первого выхода 12 масляного термостата 10. В настоящем случае они выполнены в одном конструктивном узле в виде комбинированного сенсорного узла 14a, 15, который может применяться как для измерения давления, так и для измерения температуры.

Вместо комбинированного сенсора 14a, 15 давления масла и температуры функционирование масляного термостата может также контролироваться непосредственно посредством сенсора 81 перемещения, у которого соединительная тяга 82 непосредственно механически подвижно соединена с регулирующим элементом 10b масляного термостата 10. Таким образом, по этому варианту осуществления движение регулирующего элемента 10b масляного термостата 10 непосредственно регистрируется сенсором 81 перемещения и через выходной трубопровод 83 выдается сенсором 81 перемещения устройству 40 аналитической обработки данных. По этому варианту осуществления устройство 40 аналитической обработки данных выполнено, чтобы диагностировать ошибку функционирования, когда при превышении температуры T1 открытия или вообще при достижении области температуры между T1 и T1* не осуществляется движение регулирующего элемента 10b.

Фиг.6 иллюстрирует еще один другой вариант осуществления как альтернативу применению сенсора 81 перемещения. Вместо этого внутри масляного термостата 10 может быть предусмотрена интегрированная переключательная схема 80, которая выполнена, чтобы регистрировать некоторое положение и/или движение регулирующего элемента 10b масляного термостата 10 посредством интегрированных переключательных контактов.

При этом один переключательный контакт переключательной схемы 80 расположен на одном конце регулирующего элемента 10b и регистрирует движение тарелки 10c клапана регулирующего элемента 10b, когда она движется, чтобы закрывать или открывать выход масляного термостата 10, и при этом приходит в контакт или выходит из контакта с этим переключательным контактом.

Далее, интегрированная переключательная схема 80 выполнена, чтобы забирать энергию для своего снабжения посредством переключательной схемы сбора энергии тепла масла. Такие переключательные схемы сбора энергии собственно известны из уровня техники. Далее, переключательная схема 80 выполнена, чтобы передавать свои сигналы измерений беспроводным способом посредством радиопередачи ближнего поля устройству 40 аналитической обработки данных. Благодаря этому интегрированная переключательная схема может полностью заключаться в масляный термостат 10, так что нет необходимости предусматривать никакие дополнительные уплотнительные элементы, сигнальные провода или провода для снабжения энергией.

На фиг.7 изображены два других варианта осуществления изобретения, которые, в свою очередь, одновременно изображены на фиг.7, однако могут находить применение каждый в отдельности.

В отличие от вариантов фиг.6, теперь движение регулирующего элемента 10b масляного термостата 10 определяется индуктивно либо посредством колебательного контура, имеющего катушку 76, либо посредством двух катушек 74 и 75.

По первому варианту сенсорное устройство включает в себя электрический колебательный контур, имеющий катушку 76, причем эта катушка 76 расположена на корпусе 10a масляного термостата 10 снаружи. При этом катушка располагается так, что движение регулирующего элемента 10b масляного термостата 10, который выполнен магнитным, изменяет индуктивность катушки 76 и вместе с тем частоту колебаний колебательного контура. Сигнал измерения колебательного контура, имеющего катушку 76, передается по сигнальному проводу 76a устройству 40 аналитической обработки данных.

Таким образом, устройство 40 аналитической обработки данных, в свою очередь, может контролировать функционирование масляного термостата 10 таким образом, что с помощью одной из вышеназванных возможностей определения первого параметра, по которому может делаться вывод о номинальном режиме работы масляного термостата, оно определяет, когда должен был бы двигаться регулирующий элемент масляного термостата 10. По зарегистрированной частоте колебательного контура устройство 40 аналитической обработки данных может также определять, действительно ли происходит ожидаемое движение регулирующего элемента 10b в ожидаемое время или, например, регулирующий элемент заедает, и поэтому измерение изменения частоты колебаний невозможно.

Другой возможностью бесконтактного распознавания движения регулирующего элемента 10b масляного термостата 10 является выполнить сенсорное устройство так, чтобы на соответственно противоположных сторонах снаружи на корпусе 10b масляного термостата или вблизи него были расположены катушка 74 передатчика и катушка 75 приемника. Тогда движение магнитного регулирующего элемента 10b масляного термостата 10 изменяет сигнал, индуцируемый катушкой 74 передатчика в катушке 75 приемника, который по сигнальному проводу 75a передается устройству 40 аналитической обработки данных. Это изменение может, в свою очередь, диагностироваться устройством 40 аналитической обработки данных, так что наличие такого изменения сигнала, принимаемого катушкой приемника, соответственно указывает на нормальное функционирование масляного термостата. Если в ожидаемое время в соответствии с номинальным режимом работы такое изменение сигнала, принимаемого катушкой приемника, не измеряется, имеется ошибка функционирования масляного термостата 10.

Изобретение не ограничено вышеописанными предпочтительными примерами осуществления. Более того, возможно множество вариантов и модификаций, которые тоже используют идею изобретения и поэтому попадают в объем охраны. В частности, изобретение претендует также на охрану предмета и признаков зависимых пунктов формулы изобретения, независимо от пунктов формулы изобретения, на которые делалась ссылка.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Масляный циркуляционный контур

2 Масляная ванна

2a Маслосборник

3 Щуп уровня масла

4 Сенсор температуры маслосборника

5 Входной трубопровод

6 Масляный насос

7 Клапан избыточного давления

8 Обратный запорный клапан

9 Трубопровод управления маслом

10 Клапан масляного термостата

10a Корпус клапана масляного термостата

10b Регулирующий элемент

10c Тарелка клапана

11 Вход

12 Первый выход

13 Второй выход

14a Сенсор температуры масла

14b Сенсор температуры масла

15 Сенсор давления масла

16 Маслоохладитель

17 Первая гидравлическая ветвь

18 Байпасная гидравлическая ветвь

19 Маслопровод

20 Масляный фильтр

21 Сервисный клапан фильтра

22 Обходной клапан фильтра

23 Сифон в головке масляного фильтра

24 Сенсор температуры масла

25 Подача масла к двигателю внутреннего сгорания

26 Маслопровод

27 Масляный модуль

40 Устройство аналитической обработки данных

41 Сигнальный входной провод

42 Сигнальный выходной провод

50 Переходная область температуры

70 Подводящий трубопровод охлаждающей воды

71 Область обтекания охлаждающей воды

72 Отводящий трубопровод охлаждающей воды

73 Возврат масла

74 Катушка передатчика

75 Катушка приемника

75a Сигнальные провода катушки приемника

76 Колебательный контур

76a Сигнальные провода колебательного контура

80 Интегрированная переключательная схема

81 Сенсор перемещения

82 Соединительная тяга

83 Сигнальные провода

B Область пребывания в горячем рабочем состоянии

K Фаза низкотемпературного пуска

P Динамика давления

ΔP Отклонение давления (пик)

T1 Первое пороговое значение температуры

T1* Второе пороговое значение температуры

T2 Входная температура

T3 Вторая температура масла

T3.1 Градиент температуры при неисправности в работе

T3.2 Градиент температуры при нормальной работе

ΔT Разность температур

ΔT1 Первое пороговое значение

ΔT2 Второе пороговое значение

Z1 Время реакции

Z2 Область открытия термостата

Изобретение касается устройства для контроля масляного термостата, расположенного в масляном циркуляционном контуре двигателя внутреннего сгорания. Устройство включает в себя сенсорное устройство (4, 14b, 15), которое выполнено, чтобы определять по меньшей мере один первый параметр, позволяющий делать вывод о текущем номинальном режиме работы масляного термостата (10), и определять по меньшей мере один второй параметр, позволяющий делать вывод о текущем фактическом режиме работы масляного термостата (10). Устройство включает в себя также устройство (40) аналитической обработки данных, которое выполнено, чтобы в зависимости от первого параметра и второго параметра распознавать возникновение ошибки функционирования масляного термостата (10). Изобретение обеспечивает повышение надежности распознавания неисправностей или ошибки функционирования масляного термостата. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для контроля масляного термостата (10), расположенного в масляном циркуляционном контуре двигателя внутреннего сгорания, при этом масляный термостат (10) выполнен, чтобы, в зависимости от входной температуры (T2) потока масла, подаваемого в масляный термостат, подавать этот поток масла по выбору в первую гидравлическую ветвь (17), в которой расположен маслоохладитель (16), и/или подавать в байпасную гидравлическую ветвь (18), при этом первый выход (12) масляного термостата (10), предназначенный для первой гидравлической ветви, закрыт, когда входная температура (T2) ниже первого порогового значения (T1) температуры, причем это устройство включает в себя:

(a) сенсорное устройство, которое выполнено, чтобы определять по меньшей мере один первый параметр, позволяющий делать вывод о текущем номинальном режиме работы масляного термостата (10), и определять по меньшей мере один второй параметр, позволяющий делать вывод о текущем фактическом режиме работы масляного термостата (10); и

(b) устройство (40) аналитической обработки данных, которое выполнено так, чтобы в зависимости от первого параметра и второго параметра распознавать возникновение ошибки функционирования масляного термостата (10).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сенсорное устройство выполнено так, чтобы в качестве первого параметра измерять входную температуру (T2) масла, при этом в качестве входной температуры (T2) предпочтительно измеряется температура маслосборника.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем,

(a) что сенсорное устройство выполнено, чтобы измерять вторую температуру (T3) масла ниже по потоку от маслоохладителя и выше по потоку от двигателя внутреннего сгорания, а в качестве второго параметра определять разность (ΔT) температур, входная температура (T2) минус вторая температура (T3) масла; и

(b) что устройство аналитической обработки данных распознает возникновение ошибки функционирования масляного термостата,

(b1) когда входная температура (T2) ниже первого порогового значения (T1) температуры, прошло по меньшей мере заданное время реакции (Z1), после того как входная температура (T2) стала ниже первого порогового значения (T1) температуры, и разность (ΔT) температур больше первого порогового значения; и/или

(b2) когда входная температура (T2) выше первого порогового значения (T1) температуры, прошло по меньшей мере заданное время реакции (Z1), после того как входная температура (T2) стала выше первого порогового значения (T1) температуры, и разность (ΔT) температур меньше второго порогового значения; и/или

(c) когда после превышения входной температурой (T2) первого порогового значения (T1) температуры возрастание разности (ΔT) температур проходит медленнее, чем заданное номинальное возрастание разности (ΔT) температур.

4. Устройство по п.3, отличающееся сенсором температуры для измерения второй температуры (T3) масла,

(a) который расположен выше по потоку от объединения первой гидравлической ветви (17) и байпасной гидравлической ветви (18) или ниже по потоку от масляного фильтра (20), расположенного перед двигателем внутреннего сгорания; и/или

(b) который выполнен в виде комбинированного сенсора (24, 25) давления и температуры; и/или

(c) который интегрирован в головку масляного фильтра.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем,

(a) что сенсорное устройство выполнено, чтобы в качестве второго параметра измерять динамику (P) давления масла в месте измерения давления, которое расположено ниже по потоку от первого выхода (12) масляного термостата (10) и выше по потоку от двигателя внутреннего сгорания; и

(b) что устройство аналитической обработки данных распознает ошибку функционирования масляного термостата (10), когда измеренная динамика давления (P) масла в области (50) входной температуры (T2), которая лежит между первым пороговым значением (T1) температуры масла и вторым пороговым значением (T1*) температуры масла, не проявляет отклонения (ΔP) давления, при этом второе пороговое значение (T1*) температуры выше первого порогового значения (T1) температуры и указывает порог температуры, выше которого предназначенный для байпасной гидравлической ветви (18) второй выход (13) масляного термостата (10) полностью закрыт.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем,

(a) что место измерения давления расположено в первой гидравлической ветви (17) между первым выходом (12) масляного термостата (10) и маслоохладителем (16) и что отклонение (ΔP) давления представляет собой отрицательный пик; и/или

(b) что место измерения давления расположено ниже по потоку от маслоохладителя (16) и после объединения первой гидравлической ветви (17) и байпасной гидравлической ветви (18) и что отклонение давления представляет собой положительный пик.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве первого параметра определяется:

(a) входная температура (T2) масла, при этом в качестве входной температуры (T2) предпочтительно измеряется температура маслосборника;

(b) температура охлаждающей воды; и/или

(c) рабочее состояние транспортного средства, в частности выполняется ли низкотемпературный пуск или движение при полной нагрузке.

8. Устройство по п.1 или 7, отличающееся тем,

(a) что в качестве второго параметра определяется градиент входной температуры (T2) масла, предпочтительно градиент температуры маслосборника; и

(b) что устройство аналитической обработки данных в зависимости от определенного значения первого параметра находит предопределенную и заложенную номинальную характеристику градиента входной температуры (T2) и распознает ошибку функционирования масляного термостата, когда измеренный градиент входной температуры не совпадает с номинальной характеристикой.

9. Устройство по п.1 или 7, отличающееся тем,

(a) что в качестве второго параметра измеряется температура масла в месте измерения, которое расположено в первой гидравлической ветви (17) выше по потоку от маслоохладителя (16); и

(b) что устройство аналитической обработки данных распознает ошибку функционирования масляного термостата, когда измеренная температура масла в соответствии со вторым параметром остается по существу неизменной, после того, как в соответствии с определенным первым параметром должно было бы осуществиться открытие или закрытие первого выхода (12).

10. Устройство по п.1 или 7, отличающееся тем,

(a) что сенсорное устройство выполнено, чтобы в качестве второго параметра регистрировать положение и/или движение регулирующего элемента (10b) масляного термостата (10); и

(b) устройство аналитической обработки данных выполнено, чтобы распознавать ошибку функционирования масляного термостата (10) по зарегистрированному положению и/или движению регулирующего элемента (10b).

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что ошибка функционирования масляного термостата (10) распознается,

(a) когда в заданной области температуры масла или области температуры охлаждающей воды не регистрируется движение регулирующего элемента (10b); и/или

(b) когда при низкотемпературном пуске регулирующий элемент (10b) находится в положении, в котором первый выход (12) открыт, и/или

(c) когда при режиме движения под полной нагрузкой регулирующий элемент (10b) находится в положении, в котором первый выход (12) закрыт.

12. Устройство по п.10 или 11, отличающееся тем, что сенсорное устройство включает в себя сенсор (81) перемещения, который механически подвижно соединен с регулирующим элементом (10b).

13. Устройство по п.10 или 11, отличающееся тем,

(a) что сенсорное устройство выполнено в виде электрического колебательного контура, имеющего катушку (76), причем эта катушка (76) расположена снаружи на масляном термостате (10) или вблизи него таким образом, что движение регулирующего элемента (10b) масляного термостата (10) изменяет индуктивность катушки (76) и вместе с тем частоту колебаний колебательного контура; или

(b) что сенсорное устройство имеет катушку (74) передатчика и катушку (75) приемника, которые расположены каждая на противоположных сторонах снаружи на масляном термостате (10) или вблизи него, так что движение регулирующего элемента (10b) масляного термостата изменяет сигнал, индуцируемый катушкой (74) передатчика в катушке (75) приемника.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что это устройство выполнено в виде мобильного контрольного устройства для применения в мастерской, включающего в себя крепежные средства для временной установки сенсорного устройства снаружи на масляном термостате или вблизи него для процесса измерения.

15. Устройство по п.10 или 11, отличающееся тем, что сенсорное устройство выполнено в виде интегрированной в масляный термостат переключательной схемы (80), которая выполнена,

(a) чтобы посредством интегрированных переключательных контактов регистрировать положение и/или движение регулирующего элемента (10b) масляного термостата (10);

(b) забирать энергию для своего снабжения посредством переключательной схемы сбора энергии тепла масла; и

(c) беспроводным способом, предпочтительно посредством радиопередачи ближнего поля, передавать сигнал измерения устройству аналитической обработки данных.

16. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что масляный термостат (10) представляет собой масляный термостат с кольцевым шибером или масляный термостат с элементом из расширяющегося материала, в частности масляный термостат с расширяющимся воском.

17. Транспортное средство, в частности автомобиль промышленного назначения, имеющий устройство по одному из предыдущих пунктов.