[发明专利]用于诊断内燃机的冷却剂泵的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于诊断冷却剂泵的方法，该冷却剂泵可以与内燃机的运行状态独立地接通和断开，用于使冷却剂在内燃机的一个封闭的冷却循环回路中循环。

当燃料空气混合物在内燃机的燃烧室中燃烧时，可以出现高于2000℃的峰值温度。为了防止用于气缸头、气阀、火花塞、喷射阀、气缸,活塞、活塞环、密封件等等的材料产生热过载，必须进行冷却。在此情况下广泛借助于冷却液进行强制循环冷却。在此情况下，气缸和气缸头被设计成双壁结构。中间空隙被充入冷却液并且如此设计而形成一个冷却剂循环回路。作为冷却液，采用由水、防冻剂和针对特定情况的抑制剂组成的混合液。

这种常规冷却系统一般含有一个或者直接地或者间接地经一个可以活动的牵拉机构例如三角皮带由内燃机驱动的冷却剂泵和一个膨胀材料节温器。冷却剂泵因此与发动机转速相关地工作并且被设计成在内燃机的每种运行状态下提供足够的冷却剂流量。为了在窄的极限值下获得恒定的冷却剂温度和由此恒定的内燃机温度,冷却剂温度被调节。为此目的，设置一个与温度相关的膨胀材料调节器,它操作一个阀，该阀在下降的冷却剂温度情况下引导增大的冷却剂流量从冷却器旁边通过。膨胀材料调节器和阀形成一个结构单元并且一般被称为冷却器节温器。

从内燃机的冷态的运行状态开始，冷却器节温器开始时被关闭并且冷却剂循环只在内燃机的一个旁通循环回路中进行。这也称为小冷却循环回路。自一个确定的冷却剂温度起，冷却器节温器打开并且冷却剂流流向冷却器,在那里由于行驶风和/或冷却器风扇的作用，冷却剂流被冷却并且再被引导回流到内燃机。这也称为大冷却循环回路。

DE10226928A1公开了一种用于运行液体冷却的内燃机的方法，其中冷却剂借助于冷却剂泵在一个封闭的冷却剂循环回路中按照需要的方式被循环。依据一个表征内燃机的温度的参数，借助于一个执行元件可以将冷却剂体积流从一个连接内燃机的一个冷却剂入口和一个冷却剂出口的第一冷却剂循环回路转换到一个含有内燃机的冷却器的第二冷却剂循环回路。在内燃机的冷却剂出口，依据该参数可以将冷却剂体积流划分成一个在第一冷却剂循环回路中的第一冷却剂体积流和在一个含有至少一个机油-冷却剂热交换器的旁通支路中的第二冷却剂体积流。由此可以在识别出内燃机的冷起动之后这样地控制执行元件，使得冷却剂体积流只经机油-冷却剂热交换器的旁通支路引导,这导致对工作介质如发动机机油和/或变速器机油和/或液压油的快速加热。

如果从内燃机的冷起动情况出发，使冷却剂先不进行任何循环，这导致在内燃机冷却水套中的相对较小的冷却剂体积被非常迅速的加热，则形成对内燃机的特别快速的加热并且由此使工作介质的快速加热。这例如可以通过合适的冷却剂混合阀实现或者在由内燃机机械地驱动的冷却剂泵中通过设置可以切换的离合器来实现。在具有电驱动的冷却剂泵系统中的冷却，冷却循环可以以简单的方式通过断开冷却剂泵的电动机而被中断。因为在此情况下冷却剂不在循环,这也称为一种静止的冷却剂。

为此在DE10226928A1中建议使用电驱动的冷却剂泵,它在内燃机的这个运行点上被断开。通过由此实现的预热时间的最小化和由此由于在较高温度下较小的机油粘性实现较小的摩擦，减少了燃料消耗，并且此外也可以观察到更有利的排放特性。

在这种方法中产生的问题在于，冷却剂温度传感器一般布置在内燃机外部，通常布置在气缸头的冷却剂出口上的管道中，并且因此不再提供关于内燃机本身的热运行状态的、尤其是关于气缸头中存在的温度的可信的信号。但是为了在去激活的冷却剂泵情况下仍然获得内燃机温度的精确的值,至少在内燃机的预热阶段中要参考布置在内燃机气缸头上面或里面的温度传感器的信号。

由于冷却剂泵的运行或不运行一方面不仅影响内燃机的预热特性，而且另一方面也影响尤其是在冷起动时的排放特性，因此必须监控它是否按照规定的方式运行。有故障的或被去激活的冷却剂泵会导致内燃机不允许的过热,而一个在内燃机冷起动时始终激活的冷却剂泵会导致有害物质排放的增加。

本发明的任务在于提出一种用于诊断用于开头所述类型的内燃机的冷却剂泵的方法和装置,通过该方法或装置可以以简单的方式识别出故障。

这个任务通过在独立权利要求中标明特征的发明来解决。

本发明包括总的技术教导，为了诊断可以与内燃机的运行状态独立地接通和断开的、用于使冷却剂在内燃机的一个封闭的冷却循环回路中循环的冷却剂泵,在内燃机的一个被识别的冷起动之后的一个预定的时刻，不仅确定一个代表内燃机的冷却剂温度的值，而且确定一个代表内燃机的气缸头温度的值并且接着将该值相互比较并且依据该比较的结果，评价冷却剂泵的运行可靠性（运行完善性）。