用于诊断冷却水状态的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了用于诊断应用至冷却水泵控制系统的冷却水状态的系统。冷却水泵控制系统包括：速度控制器，其基于冷却水泵的速度指令值与冷却水泵的实际速度测量值之间的差值而产生逆变器的输出电流指令值，以提供电力给冷却水泵。用于诊断冷却水状态的系统包括：泵速预测模型单元，其基于输出电流指令值而产生速度估计值以预测冷却水泵的速度；和泵状态诊断单元，其比较速度估计值与实际速度测量值以诊断冷却水的循环状态。

System and method for diagnosing cooling water status

The present invention provides a system for diagnosing a cooling water condition applied to a cooling water pump control system. The cooling water pump control system comprises a speed controller, the inverter speed difference between the cooling water pump and cooling water pump actual speed measurement based on the output current command value, to provide power for the cooling water pump. Includes a system for diagnosis of the state of the cooling water pump speed: prediction model unit, the output current command value generated based on value to predict the cooling water pump speed and pump speed estimation; state diagnosis unit, the estimated speed and actual speed measurements to circulating cooling water condition diagnosis.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于诊断冷却水状态的系统和方法，并且更特别地，涉及如下的用于诊断冷却水状态的系统和方法：其甚至在冷却水泵速度改变的条件下也能够通过应用冷却水管道的负荷模型来确定管道(plumbing)的状态。
技术介绍
安装在燃料电池车辆中的燃料电池系统配置有：供给氢到燃料电池堆的氢供给系统；供给空气中氧到燃料电池堆的空气供给系统，其中氧是对于电化学反应所必需的氧化剂；基于氢和氧的电化学反应产生电力的燃料电池堆；以及从燃料电池堆移除电化学反应热并且同时调整燃料电池堆的温度的热和水管理系统。热和水管理系统包括用于循环到燃料电池堆的冷却水的冷却水泵、和冷却在冷却后从燃料电池堆排出的冷却水的散热器，并且还包括过滤从冷却回路流出的离子的离子过滤器。大气压力帽安装在热和水管理系统的散热器的顶端，贮存器(reservoir)以大气开放结构设置，并且水位传感器安装在内侧。预定封装空间对于在贮存器中安装用于冷却水的水位传感器是必要的，但确保封装空间是困难的。此外，甚至当水位传感器安装在其中时，当冷却水与空气混合并循环时，水位传感器不能够检测冷却水的损失，并且可持续地将水位感测为正常。换言之，冷却水短缺现象可以通过水位传感器或安装在管道中的压力传感器来确定，但此类方法经常由于干扰的影响导致因传感器的误检测，所述干扰的影响例如有冷却水的温度改变、由于冷却管线阀的打开或闭合造成的冷却回路改变，或车辆或设备的振动等。因此，流量传感器可以安装在冷却水管道中。然而，流量传感器的安装是复杂的，因为该传感器昂贵，并且其不便于安装单独的管道，以在其中安装传感器。为了解决如上所述的传感器方式的冷却水确定方法的缺点，本专利技术的申请人已经提出了用于通过转矩的分析(即电流)或冷却水泵的输出确定冷却水是否正常进行循环的技术。然而，现有技术也仅在冷却水泵速度是恒定的正常状态下才能确定冷却水的正常循环。在实际系统中，由于冷却水泵速度是基于热量的实时可变地控制，仅利用在固定速度下冷却水的正常循环的确定来确定冷却水状态是有局限的。描述为
技术介绍
中的主题仅意图增进对本专利技术的背景的理解，而不应被认为是本领域技术人员已经公知的现有技术。
技术实现思路
因此，本专利技术提供了用于诊断冷却水状态的系统和方法，其能够通过应用冷却水管道的负荷模型来确定冷却水管道的状态，而不需要在冷却水泵速度改变的条件下使用单独的传感器。为了达到上述目的，本专利技术提供了用于诊断应用至冷却水泵控制系统的冷却水状态的系统。冷却水泵控制系统可包括：速度控制器，其被配置成基于冷却水泵的速度指令值与冷却水泵的实际速度测量值之间的差值而产生逆变器的输出电流指令值，以提供电力给冷却水泵。用于诊断冷却水状态的系统可包括：泵速预测模型单元，其被配置成基于输出电流指令值而产生速度估计值以预测冷却水泵的速度；和泵状态诊断单元，其被配置成比较速度估计值与实际速度测量值以诊断冷却水的循环状态。在示例性实施例中，当冷却泵的速度估计值与实际速度测量值的比率小于用于正常循环确定的预设参考值时，泵状态诊断单元可以被配置成确定冷却水的循环状态为异常。此外，当冷却泵的速度估计值与实际速度测量值的比率小于用于正常循环确定的预设参考值的状态超过预设时间段持续时，泵状态诊断单元可以被配置成确定冷却水的循环状态为异常。另外，泵状态诊断单元可以被配置成在预设时间段内多次计算冷却泵的速度估计值与实际速度测量值的比率、计算在预设时间段内所计算的多个比率的平均值，并且当平均值小于用于正常循环确定的预设参考值时，确定冷却水的循环状态为异常。泵状态诊断单元还可以被配置成在预设时间段内多次计算冷却泵的速度估计值与实际速度测量值的比率、计算在预设时间段内所计算的多个比率的平均值，并且当其中平均值小于正常循环确定的预设参考值的状态超过预设时间段持续时，确定冷却水的循环状态为异常。为了达到上述目的，本专利技术提供了用于诊断应用至冷却水泵控制系统的冷却水状态的系统，由此冷却水泵控制系统可包括：速度控制器，其被配置成基于冷却水泵的速度指令值与冷却水泵的实际速度测量值之间的差值而产生逆变器的输出电流指令值，以提供电力给冷却水泵。用于诊断冷却水状态的系统可包括：速度控制器模型单元，其对速度控制器进行建模来基于用于预测冷却水泵的速度的速度指令值与速度估计值之间的差值而产生电流指令估计值以预测逆变器的输出电流；泵速预测模型单元，其被配置成基于电流指令估计值而产生速度估计值；以及泵状态诊断单元，其被配置成比较电流指令估计值与输出电流指令值以诊断冷却水的循环状态。在示例性实施例中，当输出电流指令值与所述电流指令估计值的比率小于用于正常循环确定的预设参考值时，泵状态诊断单元可以被配置成确定冷却水的循环状态为异常。此外，当输出电流指令值与电流指令估计值的比率小于用于正常循环确定的预设参考值的状态超过预设时间段持续时，泵状态诊断单元可以被配置成确定冷却水的循环状态为异常。另外，泵状态诊断单元可以被配置成在预设时间段内多次计算输出电流指令值与电流指令估计值的比率、计算在预设时间段内所计算的多个比率的平均值，并且当平均值小于用于正常循环确定的预设参考值时，确定冷却水的循环状态为异常。此外，泵状态诊断单元可以被配置成在预设时间段内多次计算输出电流指令值与电流指令估计值的比率、计算在预设时间段内所计算的多个比率的平均值，并且当平均值小于用于正常循环确定的预设参考值的状态超过预设时间段持续时，确定冷却水的循环状态为异常。为了达到上述目的，本专利技术提供了用于诊断应用至冷却水泵控制系统的冷却水状态的方法，由此冷却水泵控制系统可包括：速度控制器，其被配置成基于冷却水泵的速度指令值与冷却水泵的实际速度测量值之间的差值而产生逆变器的输出电流指令值，以提供电力给冷却水泵。所述方法可包括：由泵速预测模型单元根据输出电流指令值而产生速度估计值以预测冷却水泵的速度；由泵状态诊断单元多次计算冷却水泵的速度估计值与实际速度测量值的比率；计算由泵状态诊断单元所计算的多个比率的平均值；以及当平均值小于用于正常循环确定的预设参考值的状态超过预设时间段持续时，确定冷却水的循环状态为异常。为了达到上述目的，本专利技术提供了用于诊断应用至冷却水泵控制系统的冷却水状态的方法，由此冷却水泵控制系统可包括：速度控制器，其被配置成基于冷却水泵的速度指令值与冷却水泵的实际速度测量值之间的差值而产生逆变器的输出电流指令值，以提供电力给冷却水泵。特别地，所述方法可包括：由建模速度控制器的速度控制器模型单元基于用于预测冷却泵的速度的速度指令值与速度估计值之间的差值而产生电流指令估计值以预测逆变器的输出电流；由泵速预测模型单元基于电流指令估计值而产生速度估计值；由泵状态诊断单元在预设时间段内多次计算输出电流指令值与电流指令估计值的比率；计算由泵状态诊断单元所计算的多个比率的平均值；并且当平均值小于用于正常循环确定的预设参考值的状态超过预设时间段持续时，由泵状态诊断单元确定冷却水的循环状态为异常。附图说明本专利技术的上述和其它目的、特征和优点将在结合附图的以下详细描述中更清楚地理解，其中：图1A至图1C是示出根据本专利技术的示例性实施例的根据冷却水电动机的转速的冷却水泵的入口端与出口端的压力差、冷却水的流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于诊断冷却水状态的系统，所述系统包括：逆变器，所述逆变器被配置成提供电力给冷却水泵；速度控制器，所述速度控制器被配置成基于冷却水泵的速度指令值与冷却水泵的实际速度测量值之间的差值而产生所述逆变器的输出电流指令值；泵速预测模型单元，所述泵速预测模型单元被配置成基于所述输出电流指令值而产生速度估计值以预测冷却水泵的速度；以及泵状态诊断单元，所述泵状态诊断单元被配置成比较速度估计值与实际速度测量值以诊断冷却水的循环状态。

【技术特征摘要】
2015.10.23 KR 10-2015-01476741.一种用于诊断冷却水状态的系统，所述系统包括：逆变器，所述逆变器被配置成提供电力给冷却水泵；速度控制器，所述速度控制器被配置成基于冷却水泵的速度指令值与冷却水泵的实际速度测量值之间的差值而产生所述逆变器的输出电流指令值；泵速预测模型单元，所述泵速预测模型单元被配置成基于所述输出电流指令值而产生速度估计值以预测冷却水泵的速度；以及泵状态诊断单元，所述泵状态诊断单元被配置成比较速度估计值与实际速度测量值以诊断冷却水的循环状态。2.根据权利要求1所述的系统，其中当所述冷却泵的速度估计值与实际速度测量值的比率小于用于正常循环确定的预设参考值时，所述泵状态诊断单元被配置成确定冷却水的循环状态为异常。3.根据权利要求1所述的系统，其中当所述冷却泵的速度估计值与实际速度测量值的比率小于用于正常循环确定的预设参考值的状态超过预设时间段持续时，所述泵状态诊断单元被配置成确定冷却水的循环状态为异常。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述泵状态诊断单元被配置成在预设时间段内多次计算所述冷却泵的速度估计值与实际速度测量值的比率、计算在所述预设时间段内所计算的所述多个比率的平均值，并且当所述平均值小于用于正常循环确定的预设参考值时，确定冷却水的循环状态为异常。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述泵状态诊断单元被配置成在预设时间段内多次计算所述冷却泵的速度估计值与实际速度测量值的比率、计算在所述预设时间段内所计算的所述多个比率的平均值，并且当所
\t述平均值小于正常循环确定的所述预设参考值的状态超过预设时间段持续时，确定冷却水的循环状态为异常。6.一种用于诊断冷却水状态的系统，所述系统包括：逆变器，所述逆变器被配置成提供电力给冷却水泵；速度控制器，所述速度控制器被配置成基于冷却水泵的速度指令值与冷却水泵的实际速度测量值之间的差值而产生所述逆变器的输出电流指令值；速度控制器模型单元，所述速度控制器模型单元被配置成基于用于预测冷却水泵的速度的所述速度指令值与速度估计值之间的差值，产生电流指令估计值以预测所述逆变器的输出电流；泵速预测模型单元，所述泵速预测模型单元被配置成基于所述电流指令估计值而产生速度估计值；以及泵状态诊断单元，所述泵状态诊断单元被配置成比较所述电流指令估计值与所述输出电流指令值以诊断冷却水的循环状态。7.根据权利要求6所述的系统，其中当所述输出电流指令值与所述电流指令估计值的比率小...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东勋，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR