[發明專利]用于診斷冷卻水狀態的系統和方法

有效

• 申請號: 201610381941.3
• 申請日: 2016-06-01
• 公開（公告）號: CN106609749B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 李東勛
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06;F04B51/00;G06Q10/04
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;岳磊

技術領域

本發明涉及用于診斷冷卻水狀態的系統和方法，并且更特別地，涉及如下的用于診斷冷卻水狀態的系統和方法：其甚至在冷卻水泵速度改變的條件下也能夠通過應用冷卻水管道的負荷模型來確定管道(plumbing)的狀態。

背景技術

安裝在燃料電池車輛中的燃料電池系統配置有：供給氫到燃料電池堆的氫供給系統；供給空氣中氧到燃料電池堆的空氣供給系統，其中氧是對于電化學反應所必需的氧化劑；基于氫和氧的電化學反應產生電力的燃料電池堆；以及從燃料電池堆移除電化學反應熱并且同時調整燃料電池堆的溫度的熱和水管理系統。

熱和水管理系統包括用于循環到燃料電池堆的冷卻水的冷卻水泵、和冷卻在冷卻后從燃料電池堆排出的冷卻水的散熱器，并且還包括過濾從冷卻回路流出的離子的離子過濾器。大氣壓力帽安裝在熱和水管理系統的散熱器的頂端，貯存器(reservoir)以大氣開放結構設置，并且水位傳感器安裝在內側。預定封裝空間對于在貯存器中安裝用于冷卻水的水位傳感器是必要的，但確保封裝空間是困難的。此外，甚至當水位傳感器安裝在其中時，當冷卻水與空氣混合并循環時，水位傳感器不能夠檢測冷卻水的損失，并且可持續地將水位感測為正常。

換言之，冷卻水短缺現象可以通過水位傳感器或安裝在管道中的壓力傳感器來確定，但此類方法經常由于干擾的影響導致因傳感器的誤檢測，所述干擾的影響例如有冷卻水的溫度改變、由于冷卻管線閥的打開或閉合造成的冷卻回路改變，或車輛或設備的振動等。因此，流量傳感器可以安裝在冷卻水管道中。然而，流量傳感器的安裝是復雜的，因為該傳感器昂貴，并且其不便于安裝單獨的管道，以在其中 安裝傳感器。

為了解決如上所述的傳感器方式的冷卻水確定方法的缺點，本發明的申請人已經提出了用于通過轉矩的分析(即電流)或冷卻水泵的輸出確定冷卻水是否正常進行循環的技術。然而，現有技術也僅在冷卻水泵速度是恒定的正常狀態下才能確定冷卻水的正常循環。在實際系統中，由于冷卻水泵速度是基于熱量的實時可變地控制，僅利用在固定速度下冷卻水的正常循環的確定來確定冷卻水狀態是有局限的。

描述為背景技術中的主題僅意圖增進對本發明的背景的理解，而不應被認為是本領域技術人員已經公知的現有技術。

發明內容

因此，本發明提供了用于診斷冷卻水狀態的系統和方法，其能夠通過應用冷卻水管道的負荷模型來確定冷卻水管道的狀態，而不需要在冷卻水泵速度改變的條件下使用單獨的傳感器。

為了達到上述目的，本發明提供了用于診斷應用至冷卻水泵控制系統的冷卻水狀態的系統。冷卻水泵控制系統可包括：速度控制器，其被配置成基于冷卻水泵的速度指令值與冷卻水泵的實際速度測量值之間的差值而產生逆變器的輸出電流指令值，以提供電力給冷卻水泵。用于診斷冷卻水狀態的系統可包括：泵速預測模型單元，其被配置成基于輸出電流指令值而產生速度估計值以預測冷卻水泵的速度；和泵狀態診斷單元，其被配置成比較速度估計值與實際速度測量值以診斷冷卻水的循環狀態。

在示例性實施例中，當冷卻泵的速度估計值與實際速度測量值的比率小于用于正常循環確定的預設參考值時，泵狀態診斷單元可以被配置成確定冷卻水的循環狀態為異常。此外，當冷卻泵的速度估計值與實際速度測量值的比率小于用于正常循環確定的預設參考值的狀態超過預設時間段持續時，泵狀態診斷單元可以被配置成確定冷卻水的循環狀態為異常。

另外，泵狀態診斷單元可以被配置成在預設時間段內多次計算冷卻泵的速度估計值與實際速度測量值的比率、計算在預設時間段內所計算的多個比率的平均值，并且當平均值小于用于正常循環確定的預設參考 值時，確定冷卻水的循環狀態為異常。泵狀態診斷單元還可以被配置成在預設時間段內多次計算冷卻泵的速度估計值與實際速度測量值的比率、計算在預設時間段內所計算的多個比率的平均值，并且當其中平均值小于正常循環確定的預設參考值的狀態超過預設時間段持續時，確定冷卻水的循環狀態為異常。