车辆节温器异常检测方法及系统与流程

本发明涉及一种用于检测车辆节温器异常的方法和系统，尤其是一种使用基于数据驱动模型以检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的方法和系统。

背景技术：

1、节温器用于车辆发动机冷却系统以保持内燃机在最佳温度范围内运行，通常在80摄氏度至90摄氏度左右。过低的发动机温度可能导致燃料燃烧效率降低及增加发动机磨损，而过高的发动机温度可能导致冷却效率降低，发动机过热及车辆故障。因此，保持发动机温度在最佳范围内是很重要的。

2、节温器通过作为机械阀，调节冷却剂在散热器的流向以进行冷却。节温器在低温时完全关闭，因此冷却剂通过分流支路再循环至发动机。随着温度升高，节温器逐渐开启，更多的冷却剂被转移到散热器，通过散热器支路与周围的空气进行热交换，从而保持发动机在最佳温度范围内。当温度继续升高时，节温器将完全开启。当温度进一步升高，发动机的冷却风扇进行温度调节。

3、无法开启及/或无法关闭的节温器表示故障模式，其中节温器无法正常工作。当节温器无法开启时，由于冷却剂没有被转移到散热器进行冷却，发动机将变得过热。另一方面，当节温器无法关闭时，多余的冷却剂将转移到散热器，发动机将在次优温度下运行。节温器可能在两种故障模式发生之前处于异常状态，其中所述节温器的部分无法开启或部分无法关闭。因此，需要有一种可以在故障发生之前在预设时间内更换节温器的预防性维护方法。与发生故障后更换节温器的纠正性维护相比，所述预防性维护可以节省时间和成本。所述预防性维护对于公交服务提供商等运输服务提供商特别有利，其中车辆故障可能对服务可靠性造成严重影响。另一方面，虽然用户可以提前更换节温器以防止车辆故障，但其可能会导致额外的材料费和高昂的维护人工费。因此，通过节温器的异常检测来实现预测性维护令其可以延长更换节温器的时间间隔而不会在车辆运作期间造成故障是最有利的。

4、美国专利20220068053a1公开了一种车辆中车辆系统的健康状态的测定。所述车辆系统包括空调(ac)系统、制动系统、天然气(cng)系统、燃油喷射系统、涡轮增压器、散热器(包括节温器)、转向系统和悬架系统。测定车辆健康状态的方法包括以下步骤：收集多个车辆的第一数据集，处理第一数据集以确定多个特征，基于多个特征值进行训练，收集第二数据集，以及基于训练分类器在第二个数据集的输出，判断车辆系统的健康状态。所述数据集所收集数据的包括操作数据、车辆数据和行程数据。因此，所述方法可以是用于车辆中的车辆系统的预测性维护的高级概念框架。因此，需要例如操作数据、车辆数据和行程数据的多个车辆数据集来测定所述车辆的健康状态。因此，用于车辆发动机冷却系统的节温器需要一种有效且直接，其只需要最少的数据的异常检测方法和系统。

5、美国专利7,363,804b2公开了一种基于检测到的冷却剂温度检测冷却系统故障的方法。所述方法考虑到冷却剂温度行为，从发动机侧的冷却剂温度行为检测冷却剂循环路径中的节温器的故障，可选地，所述故障可以通过发动机侧的冷却剂温度和散热器侧的冷却剂温度之间的差异来检测。然而，所述方法和系统采用基于数学的模型来诊断节温器的故障。所述方法需要详细的配制和准确的数学公式以模拟发动机冷却系统中系统组件的热力学原理，计算产生的热需要如进气量等详细信息。因此，车辆发动机冷却系统节温器异常检测方法和系统需要一种基于数据驱动的模型，因其模型是有效且简单的。

6、美国专利20100095909a1公开了一种发动机冷却系统车载诊断策略。所述车载冷却系统诊断策略使用至少一个流体定位于电子控制发动机和节温器之间的温度传感器。诊断算法通过监测在发动机启动期间的冷却剂温度来运行。通过将发动机启动期间的实际冷却剂温度与理应于不存在冷却系统错误时出现而预测的冷却剂温度进行比较，识别冷却系统故障状况。如果检测到冷却系统故障，诊断逻辑可以激活发动机冷却风扇或侵入式地开启电控节温器，同时监测冷却剂温度对侵入动作的反应。如果冷却剂温度响应侵入动作而发生显着变化，此现象可以利用以正确区分节温器故障和对应过冷车辆的车辆错误配置。然而，所述方法和系统采用基于数学的模型来从汽车制造商的角度诊断节温器的故障。所述方法需要详细的配制和准确的数学公式来模拟发动机冷却系统中系统组件的热力学原理，计算数学公式需要发动机质量和冷却剂质量等详细信息。因此，车辆发动机冷却系统节温器异常检测方法和系统需要一种基于数据驱动的模型，因其模型是有效且简单的。

技术实现思路

1、本发明的目标在于提供一种用于车辆发动机冷却系统中节温器的异常检测方法和系统，其可以提供无法开启或无法关闭故障的早期指示。

2、本发明的目标还在于通过使用一个基于数据驱动的模型，提供高效、有效和直接的车辆发动机冷却系统中节温器的异常检测方法和系统。

3、因此，上述目标可以通过遵循本发明的教导来实现。本发明涉及一种用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的方法，包括：在至少一部车辆的使用期间收集与节温器健康状态相关的第一、第二和第三原始数据；其中在不同的相关时间戳收集原始数据；上传原始数据到数据存储；在固定时间间隔从原始数据生成次估计器；使用次估计器预测节温器的特征值；使用预测的特征值和从车辆收集的至少一个原始数据计算预测误差数据；对预测误差数据及用于判断节温器健康状态的阈值进行比较；及其中节温器健康状态表明是否检测到异常。

技术特征：

1.一种用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的方法，其中第一、第二和第三原始数据包括发动机速度、空气温度及发动机冷却剂温度。

3.根据权利要求2所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的方法，其中空气温度包括车载环境空气温度。

4.根据权利要求2所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的方法，其中空气温度包括从最接近当前位置的天气数据提供商获得的环境空气温度。

5.根据权利要求1所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的方法，其中原始数据的收集(100)进一步包括收集至少在一部车辆使用期间与节温器健康状态相关的第四及第五原始数据(100)，其中，第四及第五原始数据包括燃料率和发动机冷却风扇速度。

6.根据权利要求1所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的方法，其中方法进一步包括在上传原始数据到数据存储后周期性地读取及处理数据(102)。

7.根据权利要求5所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的方法，其中次估计器的生成(104)进一步包括：

8.根据权利要求1所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的方法，其中特征值包括配置为发动机冷却剂温度的能量状态。

9.根据权利要求1或8所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的方法，其中预测节温器的特征值(106)的方法还包括：

10.根据权利要求1所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的方法，其中方法进一步包括：

11.根据权利要求10所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的方法，其中第二级数据信息为用户提供预测性维护计划以采取必要的行动。

12.一种用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的系统，包括：

13.根据权利要求12所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的系统，其中数据采集装置(200)包括发动机冷却剂温度传感器、燃料率传感器、发动机转速传感器、发动机风扇转速传感器、环境空气温度传感器及天气数据提供商。

14.根据权利要求12所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的系统，其中用于生成次估计器(104)的数据预处理和分析装置(204)进一步包括：

15.根据权利要求12所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的系统，其中用于预测节温器特征值的数据预处理和分析装置(204)进一步包括：

16.根据权利要求12所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的系统，进一步包括：

17.根据权利要求16所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的系统，其中数据可视化装置(206)进一步包括服务器单元(206a)及客户端单元(206b)，其中两个单元都具有互联网联通性。

18.根据权利要求17所述的用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常的系统，其中数据预处理和分析装置(204)及数据可视化装置(206)安装在远程站点。

技术总结
本发明公开了车辆节温器异常检测方法及系统，其中所述方法用于检测车辆发动机冷却系统中节温器异常并包括：在至少一部车辆的使用期间收集与节温器健康状态相关的第一、第二和第三原始数据(100)；其中在不同的相关时间戳收集原始数据；上传原始数据到数据存储(102)；在固定时间间隔从原始数据生成次估计器(104)；使用次估计器预测节温器的特征值(106)；使用预测的特征值和从车辆收集的至少一个原始数据计算预测误差数据(108)；对预测误差数据及用于判断节温器健康状态的阈值进行比较(110)；及其中节温器健康状态表明是否检测到异常。

技术研发人员：钟金鑫,曾志炜,许勍,李昀
受保护的技术使用者：产品可靠性暨系统安全研发中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11