EA 030230B1 20180731

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000030230b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Способ диагностики утечки охладителя двигателя, содержащего насос для подачи охладителя, при этом согласно способу принимают данные о частоте вращения двигателя от двигателя в течение периода времени; принимают данные о давлении охладителя по меньшей мере от одного датчика давления охладителя в течение периода времени; коррелируют данные о частоте вращения двигателя и данные о давлении охладителя с использованием компьютерного контроллера для получения зависимости давление-частота вращения; идентифицируют одну или более сигнатуру наполнения с использованием компьютерного контроллера, по меньшей мере частично, на основании данных о давлении охладителя в течение периода времени и зависимости давление-частота вращения, при этом одну или более сигнатур наполнения идентифицируют на основании резкого увеличения изменения давления вдоль кривой давления в течение периода времени, что указывает на добавление охладителя в двигатель; и формируют сигнал утечки охладителя, по меньшей мере частично, на основании одной или более сигнатур наполнения.

2. Способ по п.1, в котором двигатель приводят к заданной рабочей частоте вращения перед измерением данных о давлении охладителя.

3. Способ по п.1, в котором каждую сигнатуру наполнения идентифицируют на основании, по меньшей мере частично, того, что измеренное давление охладителя в данных о давлении охладителя не выше первого порога давления в течение, по меньшей мере, первого интервала времени, после чего измеренное давление не ниже второго порога давления в течение, по меньшей мере, второго интервала времени, причем измеренное давление охладителя резко изменяется в момент времени вблизи конца первого интервала времени и вблизи начала второго интервала времени.

4. Способ диагностики утечки охладителя двигателя, содержащего насос для подачи охладителя, при этом согласно способу принимают в компьютерном контроллере давление охладителя в течение периода времени для формирования данных о давлении охладителя двигателя; принимают в компьютерном контроллере одну или более частоту вращения двигателя в течение периода времени для формирования данных о частоте вращения двигателя; коррелируют данные о давлении охладителя и данные об одной или более частоте вращения двигателя с использованием компьютерного контроллера для получения зависимости давление-частота вращения; формируют по меньшей мере один профиль давления охладителя, соответствующий каждой из одной или более частот вращения двигателя, по меньшей мере частично, на основании зависимости давление-частота вращения; выполняют диагностику утечки охладителя двигателя на основе сравнения данных о давлении охладителя двигателя и по меньшей мере одного профиля давления охладителя, при этом диагностика утечки охладителя включает идентификацию сигнатуры наполнения в профиле давления охладителя, а идентификация сигнатуры наполнения включает идентификацию состояния измеренного низкого давления перед состоянием измеренного стандартного давления; и передают сигнал утечки охладителя на основании, по меньшей мере частично, утечки охладителя двигателя, при этом компьютерный контроллер используют для выполнения по меньшей мере одного из следующего: прием давления охладителя, прием одной или более частоты вращения двигателя, коррелирование давления охладителя двигателя и одной или более частот вращения двигателя, формирование по меньшей мере одного профиля давления охладителя, диагностика утечки охладителя и передача сигнала утечки охладителя, причем компьютерный контроллер находится на расстоянии от двигателя и не расположен на транспортном средстве, механически связанном с двигателем.

5. Способ по п.4, в котором давление охладителя двигателя представляет собой давление охладителя двигателя на входе и/или давление охладителя двигателя на выходе.

6. Способ по п.4, в котором по меньшей мере один профиль давления охладителя включает сравнение давления охладителя двигателя и одной или более частот вращения двигателя в течение времени.

7. Способ по п.4, в котором состояние низкого давления представляет собой измеренное давление, меньшее первого порога давления или равное ему, а состояние стандартного давления представляет собой измеренное давление в пределах требуемого рабочего диапазона для двигателя.

8. Способ по п.6, в котором обнаруживают, что скорость изменения измеренного давления охладителя двигателя превышает заранее заданный порог или равна ему, при этом идентификация сигнатуры наполнения, по меньшей мере частично, основана на этой скорости изменения.

9. Способ по п.6, в котором выполняют идентификацию множества сигнатур наполнения в профиле давления охладителя в течение контрольного периода и подсчитывают это множество сигнатур наполнения для формирования подсчитанного числа сигнатур наполнения, при этом диагностика утечки охладителя, по меньшей мере частично, основана на том, что подсчитанное число сигнатур наполнения превышает пороговое число сигнатур наполнения.

10. Способ по п.4, в котором диагностика утечки охладителя включает идентификацию тенденции снижения давления в профиле давления охладителя.

11. Транспортное средство, имеющее двигатель, а также содержащее датчик давления охладителя, выполненный с возможностью измерения давления системы охладителя двигателя во время, по меньшей мере, первого периода работы двигателя и второго периода работы двигателя; датчик частоты вращения двигателя, выполненный с возможностью измерения частоты вращения двигателя во время, по меньшей мере, первого периода работы двигателя и второго периода работы двигателя; и компьютерный контроллер, содержащий команды, сконфигурированные для создания профиля давления охладителя, который описывает одну или более характеристику давления, соответствующего частоте вращения двигателя во время первого периода работы двигателя; идентификации сигнатуры наполнения на основании сравнения давления охладителя двигателя во время второго периода работы двигателя и профиля давления охладителя, при этом сигнатуру наполнения идентифицируют, по меньшей мере частично, на основании изменения давления, связанного с добавлением охладителя в систему охладителя двигателя; и выдачи сигнала утечки охладителя на основании, по меньшей мере частично, сигнатуры наполнения.

12. Транспортное средство по п.11, в котором также диагностируют утечку охладителя на основании, по меньшей мере частично, сигнатуры наполнения.

13. Транспортное средство по п.11, в котором сигнатуру наполнения идентифицируют на основании, по меньшей мере частично, того, что профиль давления охладителя не больше первого порога давления в течение, по меньшей мере, первого интервала времени, после чего профиль давления охладителя не меньше второго порога давления в течение, по меньшей мере, второго интервала времени.

14. Система по п.11, также включающая диагностику утечки охладителя путем идентификации тенденции снижения давления в профиле давления охладителя.

15. Система по п.11, также содержащая датчик температуры охладителя, выполненный с возможностью измерения температуры охладителя во время работы двигателя, при этом контроллер также содержит команды для создания профиля температуры охладителя, соответствующего заданной частоте вращения двигателя; и диагностики состояния двигателя на основе профиля давления охладителя и профиля температуры охладителя.

16. Система по п.11, в которой контроллер также содержит команды, сконфигурированные для вычисления меры гарантии работоспособности на основе профиля давления охладителя.

17. Диагностический комплект, содержащий компьютерный контроллер, содержащий команды для приема давления охладителя, связанного с системой двигателя; приема частоты вращения двигателя, соответствующей упомянутому давлению охладителя; сравнения давления охладителя и частоты вращения двигателя с предыдущими данными для идентификации одной или более сигнатур наполнения, соответствующих резкому изменению кривой давления на основании, по меньшей мере частично, добавления охладителя в систему двигателя; определения состояния системы двигателя на основе одной или более сигнатур наполнения в измеренном давлении охладителя двигателя и выдачи сигнала утечки охладителя на основании, по меньшей мере частично, этого состояния.

18. Диагностический комплект по п.17, в котором контроллер выполнен с возможностью осуществления связи с одним или более датчиками охладителя двигателя и датчиком частоты вращения двигателя, а также с возможностью корреляции измеренного давления охладителя двигателя и измеренной частоты вращения двигателя для идентификации профиля давления охладителя при выбранной частоте вращения двигателя.

19. Способ по п.1, также включающий планирование обслуживания двигателя, по меньшей мере частично, с использованием упомянутого сигнала.

20. Способ по п.9, также включающий определение степени опасности утечки на основании, по меньшей мере частично, подсчитанного числа сигнатур наполнения.

21. Транспортное средство по п.11, в котором контроллер также содержит команды для компенсации ожидаемых флуктуаций давления, по меньшей мере частично, на основании вычисления скользящего среднего давления охладителя двигателя.

22. Транспортное средство по п.11, в котором мера гарантии работоспособности представляет собой оценочный период времени, в течение которого не произойдет неисправность, связанная с утечкой охладителя.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Евразийское 030230 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2018.07.31
(21) Номер заявки 201490350
(22) Дата подачи заявки
2012.08.31
(51) Int. Cl. F01P11/18 (2006.01)
(54) СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДИАГНОСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ
(31) 13/233,809
(32) 2011.09.15
(33) US
(43) 2014.08.29
(86) PCT/US2012/053512
(87) WO 2013/039731 2013.03.21
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ДЖЕНЕРАЛ ЭЛЕКТРИК КОМПАНИ
(US)
(72) Изобретатель:
Уорден Брет Дуэйн, Карунаратне Милан, Ландер Бенедикт Джордж
(US)
(74) Представитель:
Поликарпов А.В. (RU)
(56) US-A-5324114 EP-A1-1544433 US-A-5105653 US-A1-2007240434 EP-A1-1357272 US-A1-2003189051 US-A-4235100
(57) В изобретении описаны способы и системы для диагностики утечки охладителя двигателя. Способ может включать диагностику утечки охладителя двигателя на основе идентифицированных сигнатур наполнения в измеренном давлении охладителя двигателя. Также описана система транспортного средства, содержащая двигатель, систему охладителя, функционально связанную с двигателем, датчик давления охладителя, выполненный с возможностью измерения давления охладителя двигателя во время его работы, и контроллер, содержащий команды, сконфигурированные для создания профиля давления охладителя, соответствующего заданной частоте вращения двигателя, и диагностики состояния двигателя на основе профиля давления охладителя.
Область техники
Настоящее изобретение относится к системам и способам диагностики двигателя и, в частности, к системам и способам диагностики утечки охладителя на основе измеренного давления охладителя.
Предпосылки к созданию изобретения
Утечка охладителя давно является одной из главных причин отключения двигателя или изнашивания компонентов двигателя, работающих при нежелательно высоких температурах. В некоторых случаях, когда уровень охладителя падает ниже критического, мощность двигателя уменьшается, затем двигатель отключается для защиты от перегрева. Это неожиданное отключение вызывает задержку, которая может привести к столкновению с другим транспортом. Если позволить двигателю работать без соответствующего охлаждения, может произойти повреждение двигателя, что, в свою очередь, потребует дорогостоящего и длительного ремонта. В настоящее время имеется потребность в адаптивных способах или способах на основе сравнения с порогом и в системах обнаружения утечки охладителя в двигателях до того, как уровень охладителя двигателя упадет ниже критической величины.
Сущность изобретения
В одном варианте осуществления изобретения предлагается способ для двигателя, содержащего насос для подачи охладителя. Способ включает диагностику утечки охладителя двигателя на основе идентифицированных сигнатур наполнения в измеренном давлении охладителя двигателя.
В другом варианте осуществления изобретения предлагается способ для двигателя, содержащего насос для подачи охладителя, который включает измерение во времени давления охладителя двигателя, измерение во времени частоты вращения двигателя, корреляцию измеренного давления охладителя двигателя с измеренной частотой вращения двигателя для идентификации профиля давления охладителя при выбранной частоте вращения двигателя и диагностику утечки охладителя двигателя на основе профиля давления охладителя.
В одном варианте осуществления изобретения предлагается система транспортного средства. Система транспортного средства содержит двигатель, систему охладителя, функционально связанную с двигателем, датчик давления охладителя, выполненный с возможностью измерения давления охладителя двигателя во время его работы, и контроллер, содержащий команды, сконфигурированные для создания профиля давления охладителя, соответствующего заданной частоте вращения двигателя, и для диагностики состояния двигателя на основе профиля давления охладителя.
Настоящий раздел предоставлен для введения набора концепций изобретения в упрощенной форме, которые описываются подробно далее. Настоящий раздел не предназначен для идентификации ключевых признаков или существенных признаков изобретения и не ограничивает изобретение. Кроме того, изобретение не ограничено вариантами его осуществления, которые устраняют любые или все недостатки, указанные в любой части настоящего описания.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет понятным из последующего описания вариантов его осуществления со ссылками на приложенные чертежи.
Фиг. 1 иллюстрирует пример осуществления системы транспортного средства (например, системы локомотива), содержащей двигатель и систему охладителя и показанной в виде рельсового транспортного средства, выполненного с возможностью перемещения по железной дороге посредством множества колес.
Фиг. 2 представляет пример измеренного давления охладителя двигателя.
Фиг. 3 представляет пример измеренного давления охладителя двигателя с утечкой охладителя.
Фиг. 4 иллюстрирует пример осуществления модуля прогноза утечки охладителя.
Подробное описание изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к системам и способам диагностики двигателя. Предлагаются также диагностические комплекты. Двигатель может быть включен в состав транспортного средства, такого как система локомотива. Другими подходящими видами транспортных средств могут быть автомобили, внедорожные транспортные средства, горное оборудование, воздушные суда и морские суда. Другие варианты осуществления изобретения могут использоваться для стационарных двигателей, таких как ветряные двигатели или генераторы мощности. Двигатель может быть дизельным или может сжигать другое топливо или топливную смесь. Такие альтернативные топлива могут включать бензин, керосин, биодизель, природный газ или этанол, а также их комбинации. Подходящие двигатели могут использовать воспламенение от сжатия и/или искровое зажигание. Двигатели могут быть также гидравлически связаны с системой охладителя транспортного средства. Система охладителя может находиться под давлением. Указанные транспортные средства могут содержать двигатель с компонентами, которые изнашиваются при их использовании.
Кроме того, варианты осуществления настоящего изобретения используют данные, такие как измеренное давление охладителя для диагностики состояния двигателя или вспомогательного оборудования и для различения состояний двигателя или системы охладителя. Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения диагностируют утечку охладителя двигателя на основе идентифицированных сигнатур наполнения в измеренном давлении охладителя двигателя.
Двигатель может быть переведен в определенное рабочее состояние или режим при поиске конкретных видов изнашивания двигателя или при измерении давления охладителя. Например, диагностика двигателя может происходить в состоянии самозагрузки как части процедуры проверки, в состоянии установки динамического торможения или в состоянии установившегося режима работы двигателя. Способы диагностики и прогноза, обсуждаемые в настоящем документе, могут быть использованы для анализа тенденций изменения, сравнения состояний во времени, выполнения процедур проверки, подтверждения необходимости ремонта и содействия в ремонте. В некоторых вариантах осуществления изобретения могут отсчитываться данные о давлении охладителя, когда двигатель достигнет определенного рабочего режима или состояния в ходе нормальной работы.
Фиг. 1 иллюстрирует пример осуществления системы 100 транспортного средства (например, системы локомотива), представленного в виде рельсового транспортного средства 106, выполненного с возможностью перемещения по железной дороге 102 посредством множества колес 108. Как показано, рельсовое транспортное средство 106 содержит двигатель 110, функционально связанный с системой 120 охладителя. Транспортное средство 106 также содержит различные вспомогательные системы или оборудование, функционально связанные с генератором (не показан) или двигателем 110 для выполнения различных функций.
Транспортное средство 106 также содержит контроллер 150 для управления различными компонентами, относящимися к системе 100 транспортного средства. В одном примере изобретения контроллер 150 содержит компьютерную систему управления. В одном варианте осуществления изобретения компьютерная система управления является, в основном, программной и содержит процессор, такой как процессор 152, выполненный с возможностью исполнения компьютерных команд. Контроллер 150 может содержать множество блоков управления двигателем (engine control unit, ECU), при этом система управления может быть распределена на каждом из этих блоков. Контроллер 150 также содержит машиночитаемый запоминающий носитель, такой как память 154, содержащая команды (например, исполняемые компьютером команды), обеспечивающий бортовой контроль и управление работой железнодорожного транспортного средства. Память 154 может включать энергозависимую или энергонезависимую память. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, контроллер может быть реализован аппаратно, например, с использованием цифровых сигнальных процессоров (digital signal processor, DSP) или других аппаратных логических схем для выполнения различных функций, описанных в настоящем документе.
Контроллер может следить за контролем и управлением системы 100 транспортного средства. Контроллер может получать сигнал от датчика 160 частоты вращения двигателя, от датчика 170 давления охладителя двигателя на входе или от различных других датчиков посредством системы 100 транспортного средства для определения рабочих параметров и рабочих условий. Например, контроллер 150 может также получать сигнал от датчика 172 температуры охладителя двигателя на входе и датчика 174 температуры охладителя двигателя на выходе. Соответственно контроллер может управлять системой 100 транспортного средства путем подачи команд для регулирования различных приводов 162 двигателя для управления работой железнодорожного транспортного средства 106, содержащего различные компоненты, такие как тяговые двигатели, генератор переменного тока, клапаны цилиндров, дроссельную заслонку и насос 122 для подачи охладителя. Сигналы от разных датчиков могут быть сгруппированы и переданы по одному или более жгутам проводов для уменьшения пространства, выделенного для проводки в системе 100 транспортного средства, и для защиты сигнальных проводов от истирания и вибрации.
Контроллер может содержать бортовые электронные средства диагностики для записи рабочих характеристик двигателя. Рабочие характеристики могут включать, например, измерения датчика 160 частоты вращения, датчика 170 давления охладителя и/или датчиков температуры. В одном варианте осуществления изобретения рабочие характеристики могут быть сохранены в базе данных в памяти 154. В одном варианте осуществления изобретения текущие рабочие характеристики могут сравниваться с предыдущими рабочими характеристиками для определения тенденций изменения рабочих характеристик двигателя.
Контроллер может содержать бортовые электронные средства диагностики для идентификации и записи потенциального изнашивания и отказа компонентов системы 100 транспортного средства. Одним из состояний, которое может быть диагностировано, является утечка охладителя из системы 120 охладителя. Например, когда идентифицируется утечка охладителя, в памяти 154 может быть сохранен диагностический код. В одном варианте осуществления изобретения уникальный диагностический код может соответствовать каждому состоянию, которое может быть идентифицировано контроллером. Например, первый диагностический код может указывать на то, что измеренное давление охладителя ниже порога, соответствующего уровню предупреждения, второй диагностический код может указывать на проблему с насосом 122 для подачи охладителя, третий диагностический код может указывать на проблему с датчиками 134 уровня охладителя и т.д.
Контроллер может быть также связан с дисплеем 180, например с дисплеем интерфейса диагностики, предоставляющим пользовательский интерфейс для рабочего персонала локомотива и персонала по обслуживанию. Контроллер может управлять двигателем в ответ на вводимую машинистом информацию
с помощью средств 182 пользовательского управления путем подачи команды для соответствующей регулировки различных приводов 162 двигателя. Примеры средств 182 пользовательского управления могут включать средства управления дроссельной заслонкой локомотива, средства управления торможением, клавиатуру и выключатель мощности. Кроме того, рабочие характеристики двигателя и вспомогательного оборудования, такие как диагностические коды, соответствующие изношенным компонентам, могут быть представлены посредством дисплея 180 машинисту и/или персоналу по обслуживанию.
Система транспортного средства может содержать систему 190 связи, связанную с контроллером. В одном варианте осуществления изобретения система 190 связи может содержать радиосхемы и антенну для передачи и приема голосовых сообщений и сообщений данных. Например, может осуществляться передача данных между системой транспортного средства и центром управления железной дорогой, другим локомотивом, спутником и/или путевым устройством, таким как железнодорожный стрелочный перевод. Например, контроллер может оценивать географические координаты системы транспортного средства, используя сигналы от GPS-приемника. В качестве другого примера, контроллер может передавать рабочие характеристики двигателя и/или вспомогательного оборудования в центр управления с помощью сообщения, переданного от системы 190 связи. В одном варианте осуществления изобретения сообщение может быть передано в центр управления с помощью системы 190 связи, когда обнаруживается утечка охладителя двигателя и может быть назначен ремонт системы транспортного средства.
Различное вспомогательное оборудование может быть функционально связано с вращающимся валом двигателя и может приводиться им в действие. Другое вспомогательное оборудование приводится в действие генератором с приводом от двигателя. Примерами такого вспомогательного оборудования могут быть нагнетатель, компрессор и вентилятор 131 радиатора. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения генератор может фактически представлять собой один или более генераторов, например главный генератор для приведения в действие тяговых двигателей и вспомогательный генератор для приведения в действие части вспомогательного оборудования. Другими примерами вспомогательного оборудования являются турбокомпрессоры, насосы и системы охлаждения двигателя.
Система 100 транспортного средства содержит систему 120 охладителя, функционально связанную с двигателем 110. Система 120 охладителя гидравлически связана с двигателем, что дает возможность охладителю протекать через двигатель к радиатору 130 для рассеивания тепла. Охладителем может быть вода или другие доступные для приобретения охладители. В некоторых вариантах осуществления изобретения система 120 охладителя содержит насос 122 для подачи охладителя. Насос 122 для подачи охладителя может быть с механическим приводом от вращающегося вала двигателя 110. Альтернативно, насос 122 для подачи охладителя может быть с электрическим приводом от генератора или генератора переменного тока системы транспортного средства. Насос 122 для подачи охладителя прокачивает охладитель через двигатель. Давление охладителя, поступающего в двигатель через входной порт 126, измеряется датчиком 170 давления охладителя. Другие датчики давления охладителя могут быть предусмотрены повсюду в системе охладителя двигателя, например в пределах двигателя или вблизи выходного порта 128 двигателя. В одном варианте осуществления изобретения охладитель, подаваемый с помощью насоса 122 для подачи охладителя, поступает в двигатель через входной порт 126, циркулирует через двигатель и выходит из двигателя через выходной порт 128. Входной порт 126 и выходной порт 128 могут быть портами на блоке цилиндров или другой части двигателя, сконфигурированной для прохождения через нее охладителя. Охладитель, проходящий через двигатель, может поглощать тепло от двигателя и переносить это тепло от двигателя к радиатору 130, где тепло рассеивается в окружающую среду. В некоторых вариантах осуществления изобретения предлагается вентилятор 131 радиатора для увеличения воздушного потока через радиатор 130 и, таким образом, для увеличения охлаждения охладителя, проходящего через радиатор. Охладитель может выходить из радиатора и протекать по обратному пути 132 в хранилище 124 охладителя. Хранилище 124 охладителя может быть резервуаром, предназначенным для хранения охладителя и обеспечивающим возможность его теплового расширения и сжатия. В некоторых вариантах осуществления изобретения хранилище 124 охладителя может быть баком или увеличенной частью трубопровода. В некоторых вариантах осуществления изобретения система 120 охладителя образует замкнутую цепь, в которой охладитель находится под давлением, создаваемым насосом
122.
Система 100 транспортного средства может содержать один или более датчиков, выполненных с возможностью контроля условий в системе. Например, датчик 160 частоты вращения измеряет частоту вращения вала двигателя во время его работы. Датчик 170 давления охладителя измеряет давление охладителя в системе 120 охладителя двигателя. Давление охладителя может быть измерено на насосе 122 для подачи охладителя, между насосом для подачи охладителя и двигателем или внутри двигателя. Один или более датчиков давления охладителя могут быть установлены в различных местах для измерения давления охладителя. Датчик 134 уровня охладителя измеряет уровень охладителя в хранилище 124 охладителя. В некоторых вариантах осуществления изобретения датчик 134 уровня охладителя может представлять собой один или более рефракционных датчиков. В других вариантах осуществления изобретения датчиком 134 уровня охладителя может быть поплавковый датчик уровня. Подходящие доступные для приобретения датчики могут выбираться в зависимости от конкретных параметров применения.
На фиг. 2 представлено измеренное во времени давление охладителя на входе для двигателя, работающего при 1050 об/мин без утечки охладителя. Для такого двигателя, работающего при 1050 об/мин, ожидается, что давление охладителя находится между 45 psi (310300 Па) и 55 psi (379200 Па) при стандартных условиях эксплуатации. Как показано, измеренное давление охладителя колеблется в пределах стандартного диапазона давления и не демонстрирует значительного выхода за данный диапазон. При постоянной частоте вращения двигателя давление охладителя двигателя, в общем, пропорционально уровню охладителя в системе охладителя, и поэтому данный график отражает, в общем, постоянный уровень охладителя. Для анализа может использоваться скользящее среднее измеренного давления охладителя для компенсации этого типа ожидаемых флуктуаций измеренных данных.
В отличие от этого, на фиг. 3 представлено измеренное во времени давление 200 охладителя на входе для двигателя с утечкой охладителя. Как и на фиг. 2, измеренное давление охладителя представлено для двигателя, работающего при 1050 об/мин, при этом стандартное значение давления находится между 45 psi (310300 Па) и 55 psi (379200 Па), включая эти значения. Повторяющиеся пики 202 и впадины 204 измеренного давления охладителя при постоянной частоте вращения двигателя или скорости работы насоса для подачи охладителя означают, что охладитель исчерпывается и периодически добавляется в систему. В этом варианте осуществления изобретения уровень 214 предупреждения о низком давлении может быть установлен на 35 psi (241300 Па). Критический уровень 216 низкого давления может быть установлен на 15 psi (103400 Па). Когда измеренное давление 200 охладителя падает ниже уровня 214 предупреждения, может быть сформирован сигнал тревоги, извещающий машиниста о состоянии низкого давления. Сигнал тревоги может также быть передан через систему 190 связи в центр управления или другое местоположение контроля. Состояние низкого давления также может быть сохранено в памяти 154 вместе с диагностическим кодом для использования персоналом по обслуживанию. Когда измеренное давление 200 охладителя падает ниже критического уровня 216, мощность двигателя может быть понижена или двигатель может быть отключен для предотвращения дальнейшего разрушения. Снижение 218 мощности двигателя или отключение 220 двигателя, ведущие к неисправности на линии, происходят, когда давление охладителя падает ниже критического уровня 216, как показано на фиг. З. Решение о снижении мощности, отключении двигателя или продолжении работы, когда давление охладителя выходит за границы стандартного диапазона давления, может быть сделано машинистом или системой на основе одного или более факторов, таких как измеренные значения давления или температуры внутри двигателя.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения насос 122 для подачи охладителя приводится в действие двигателем 110 таким образом, что давление охладителя двигателя на входе зависит как от частоты вращения двигателя, так и от количества охладителя в системе 120 охладителя. Для компенсации воздействия частоты вращения двигателя на измеренное давление охладителя упомянутый двигатель может вначале быть доведен до заданной рабочей частоты вращения перед измерением давления охладителя датчиком охладителя. Альтернативно, датчик 170 давления охладителя может периодически или непрерывно измерять давление охладителя, а данные об измеренном давлении охладителя могут коррелироваться с данными, представляющими частоту вращения двигателя, для создания профиля давления охладителя при заданной частоте вращения двигателя. Частота вращения двигателя может быть измерена датчиком 160 частоты вращения двигателя или может быть получена исходя из положения средств управления двигателем, например установки дроссельной заслонки. В одном варианте осуществления изобретения два или более профилей давления охладителя могут быть созданы на основе данных об измеренных частоте вращения и давлении, при этом разные профили давления охладителя соответствуют разным частотам вращения двигателя. Подобным образом давление охладителя может быть проанализировано при различных рабочих условиях, например в режиме ожидания, низкой частоты вращения и высокой частоты вращения. В другом варианте осуществления изобретения контроллер 150 получает данные об измеренных частоте вращения и давлении и содержит команды, сконфигурированные для создания профиля давления охладителя, соответствующего заданной частоте вращения двигателя. В еще одном варианте осуществления изобретения давление охладителя двигателя может отсчитываться при заданной рабочей частоте вращения двигателя. Например, контроллер 150 может содержать команды, сконфигурированные для сбора данных от датчика 170 давления охладителя только тогда, когда двигатель эксплуатируется при заданной частоте вращения. В каждом варианте осуществления изобретения профиль давления охладителя может определяться из данных об измеренном давлении охладителя для заданной частоты вращения двигателя, при этом оба показателя отображают данные о давлении охладителя, анализируемые в различных вариантах осуществления изобретения.
Когда насос 122 для подачи охладителя приводится в действие двигателем 110, скорость работы насоса 122 для подачи охладителя может быть пропорциональна частоте вращения двигателя. В других вариантах осуществления изобретения насос 122 для подачи охладителя может быть выполнен таким образом, что скорость работы насоса 122 для подачи охладителя не пропорциональна частоте вращения двигателя. Например, насос 122 для подачи охладителя может иметь электропитание от источника электрической энергии, такого как батарея, генератор или генератор переменного тока двигателя. В некоторых стационарных применениях насос 122 для подачи охладителя может иметь электропитание от внеш
него источника энергии, например от электрической сети. В некоторых вариантах осуществления изобретения скорость работы насоса 122 для подачи охладителя может регулироваться отдельно от частоты вращения двигателя, а давление охладителя может зависеть, по меньшей мере, от скорости работы насоса для подачи охладителя и уровня охладителя в системе. В упомянутых вариантах осуществления изобретения измеренное давление охладителя может коррелироваться со скоростью работы насоса для подачи охладителя или отсчитываться при заданной скорости работы насоса для подачи охладителя для создания профиля давления охладителя.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения для диагностики утечки охладителя двигателя 110 используется идентифицированная сигнатура наполнения в измеренном давлении охладителя двигателя. Сигнатура наполнения может быть охарактеризована как часть данных об измеренном давлении охладителя, указывающих на то, что охладитель был добавлен в систему охладителя, то есть система охладителя была наполнена вновь. В разных вариантах осуществления изобретения идентификация сигнатуры наполнения может запустить сигнал предупреждения или тревоги, побуждающий к проведению обслуживания системы. В некоторых вариантах осуществления изобретения подсчитанное число идентифицированных сигнатур наполнения может быть сохранено и использовано для определения того, когда необходимы обслуживание или ремонт.
В некоторых вариантах осуществления изобретения сигнатура наполнения может быть определена следующим образом: измеренное давление охладителя не больше первого порога давления в течение, по меньшей мере, первого периода времени, после чего измеренное давление не меньше второго порога давления в течение второго периода времени, при этом второй порог давления больше первого порога давления. Например, сигнатура наполнения может быть определена следующим образом: измеренное давление охладителя меньше или равно 35 psi (241300 Па) в течение по меньшей мере 60 с, после чего измеренное давление охладителя больше или равно 45 psi (310300 Па) в течение по меньшей мере 60 с. В некоторых вариантах осуществления изобретения первый порог давления может соответствовать уровню 214 предупреждения о низком давлении, в то время как второй порог давления соответствует нижнему пределу стандартного диапазона давления. Поскольку система охладителя может и не быть полностью наполненной в течение каждой операции наполнения, второй порог давления может быть установлен ниже, чем нижний предел стандартного диапазона давления для идентификации сигнатур наполнения, соответствующих частичному наполнению охладителем.
В другом варианте осуществления изобретения сигнатура наполнения может быть определена как идентифицирующая состояние измеренного низкого давления, предшествующее состоянию измеренного стандартного давления. Состояние низкого давления может быть состоянием, когда измеренное давление охладителя не превышает порога низкого давления, в то время как состояние стандартного давления может быть состоянием, когда измеренное давление охладителя находится в пределах требуемого рабочего диапазона для двигателя, например, в пределах конкретного диапазона давления для двигателя при выбранном наборе рабочих условий. Как показано на фиг. 3, в одном примере изобретения состояние нижнего давления может представлять собой давление охладителя, меньшее или равное 35 psi (241300 Па). Состояние стандартного давления может представлять собой давление охладителя по меньшей мере 45 psi (310300 Па) и не более 55 psi (379200 Па), при этом указанный диапазон представляет требуемое рабочее давление двигателя, когда двигатель и/или насос для подачи охладителя функционируют с заданной скоростью. В других вариантах осуществления изобретения состояния низкого давления и стандартного давления могут быть выбраны в зависимости от двигателя и требуемых рабочих частот вращения двигателя.
В еще одном варианте осуществления изобретения сигнатура наполнения может быть определена как обнаружение того, что скорость изменения измеренного давления охладителя двигателя равна заранее заданному порогу или превышает его. Когда охладитель добавляется в систему 120 охладителя, измеренное давление охладителя при заданной частоте вращения двигателя может возрастать. Когда производится анализ давления охладителя, увеличение давления с измеренного давления охладителя перед добавлением охладителя до измеренного давления охладителя после добавления охладителя может быть идентифицировано как скорость изменения давления охладителя. Когда измеренные данные об охладителе отсчитываются или коррелируются с частотой вращения двигателя, соседние точки данных в измеренном давлении охладителя могут не соответствовать соседним результатам измерений во времени. Как таковая, скорость изменения может быть вычислена как скорость изменения между последующими точками данных, а не как скорость изменения в течение временного интервала. В одном примере изобретения изменения между результатами соседних измерений давления охладителя могут составлять по меньшей мере 10 psi (68950 Па), по меньшей мере 15 psi (103400 Па) или по меньшей мере 25 psi (172400 Па). Данные о давлении охладителя могут также быть отфильтрованы или усреднены для удаления нормальных флуктуации, и скорость изменения усредненных данных о давлении охладителя может сравниваться с заранее заданным порогом для идентификации сигнатуры наполнения.
В некоторых вариантах осуществления изобретения сигнатура наполнения может быть определена как последовательность чередующихся пиков 202 и впадин 204, как показано на фиг. 3. Пики и впадины измеренного давления охладителя или профиля давления охладителя могут быть идентифицированы как
локальные минимумы или локальные максимумы измеренного давления охладителя. В различных вариантах осуществления изобретения измеренные данные о давлении охладителя могут быть усреднены, отфильтрованы или иным образом обработаны для содействия в идентификации пиков 202 и впадин 204. Как показано, каждый пик 202 и каждая впадина 204 могут иметь разные значения, и разница между соседними пиками 202 и впадинами 204 может быть различной.
В других вариантах осуществления изобретения диагностика утечки охладителя двигателя включает идентификацию тенденции снижения давления охладителя профиля давления охладителя. Как показано на фиг. 3, измеренное давление охладителя снижалось до начала каждого увеличения измеренного давления, соответствующего повторному наполнению охладителем. Уменьшение давления охладителя в течение минимального периода времени, определяющее тенденцию изменения, может идентифицироваться и коррелироваться с утечкой в системе 120 охладителя. Для каждого применения на основе нормального графика технического обслуживания двигателя или транспортного средства может быть определен минимальный период времени. Например, минимальный период времени может измеряться в часах, например 1, 4 или 12 ч, или может быть измерен в днях, например 3, 7 дней или даже больше в некоторых случаях применения. Кроме того, для компенсации нормальных флуктуаций профиль давления охладителя может быть усреднен или отфильтрован для удаления кратковременных колебаний. В некоторых вариантах осуществления изобретения тенденция снижения давления охладителя может быть идентифицирована ранее сигнатуры наполнения, что обеспечивает предварительное обнаружение утечки охладителя и дает возможность спланировать профилактическое обслуживание и ремонт. В некоторых вариантах осуществления изобретения тенденция снижения давления может быть охарактеризована как сигнатура утечки и может быть обнаружена с использованием способов, сравнимых с теми, которые используются для идентификации сигнатур наполнения, описанных выше.
В целом, в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения сигнатура наполнения или сигнатура утечки могут быть идентифицированы с использованием одного или более раскрытых способов, включая комбинации этих способов. Кроме того, состояние двигателя может быть диагностировано на основе комбинации измеренных параметров двигателя. В некоторых вариантах осуществления изобретения система 100 транспортного средства снабжена датчиком расхода охладителя двигателя, выполненным с возможностью измерения расхода охладителя, поступающего в двигатель. Расход охладителя может быть пропорционален давлению охладителя, при этом сигнатура наполнения или сигнатура утечки могут быть идентифицированы на основе данных о расходе охладителя двигателя, предоставляемых датчиком расхода охладителя, с использованием тех же описанных выше способов или подобных им. В других вариантах осуществления изобретения система 100 транспортного средства снабжена датчиком 172 температуры охладителя двигателя на входе и/или датчиком 174 температуры охладителя на выходе двигателя. Рост температуры охладителя между входным портом 126 двигателя и выходным портом 128 двигателя может также соответствовать давлению охладителя и/или уровню охладителя в системе. Поскольку уровень охладителя падает, можно ожидать увеличения роста температуры охладителя через двигатель, в то время как давление охладителя уменьшается. Сигнатура наполнения или сигнатура утечки могут, таким образом, также быть идентифицированы посредством анализа данных о температуре охладителя двигателя. Система 120 охладителя может также содержать датчик 134 уровня охладителя. Датчик 134 уровня охладителя может представлять собой один или более датчиков, выполненных с возможностью обнаружения уровня охладителя в хранилище 124 охладителя. Можно ожидать, что уровень охладителя будет уменьшаться при утечке охладителя из системы и расти при добавлении охладителя в систему, что содействует идентификации сигнатур как наполнения, так и утечки. В различных вариантах осуществления изобретения давление охладителя, расход охладителя, уровень охладителя и температура охладителя могут быть измерены и использованы либо по отдельности, либо в комбинации для идентификации сигнатур наполнения или сигнатур утечки, указывающих на то, что система 120 охладителя теряет охладитель и может нуждаться в обслуживании. Другие датчики двигателя, предназначенные для измерения температур двигателя, например температуры смазки двигателя, могут также контролироваться и сравниваться с данными о давлении охладителя для содействия в идентификации или диагностике утечки охладителя в системе.
В некоторых вариантах осуществления изобретения множество сигнатур наполнения и/или сигнатур утечки идентифицируются в течение контрольного периода. Например, сигнатуры наполнения могут быть подсчитаны в течение контрольного периода. Если число сигнатур наполнения превышает заранее заданный порог для контрольного периода, может быть сформирован сигнал предупреждения или тревоги, и машинист или центр управления могут быть извещены о потенциальной утечке охладителя из системы. Подобным образом, сигнатуры утечки или комбинация сигнатур наполнения и утечки могут быть подсчитаны в течение контрольного периода и сравнены с порогом. В некоторых вариантах осуществления изобретения может контролироваться частота появления сигнатур наполнения и/или сигнатур утечки в течение контрольного периода. Частота появления может использоваться для обнаружения наличия или степени опасности утечки охладителя и для оценки вероятности работы двигателя без сбоя или отключения, связанного с охладителем. Контрольный период может быть выбран на основе типа двигателя или системы транспортного средства. Кроме того, два или более контрольных периодов могут быть про
анализированы, например, для оценки краткосрочной и долгосрочной производительности двигателя. В некоторых вариантах осуществления изобретения контрольный период выбирается исходя из графика технического обслуживания и ремонта. В других вариантах осуществления изобретения контрольный период выбирается исходя из типа двигателя и ожидаемого рабочего цикла двигателя или системы транспортного средства. В еще одном варианте осуществления изобретения контрольный период измеряется временем работы двигателя, не включающим время, когда двигатель бездействует. В одном варианте осуществления изобретения сигнатуры наполнения в измеренном давлении охладителя локомотива могут контролироваться в течение периода времени, составляющего по меньшей мере три дня, по меньшей мере семь дней или по меньшей мере четырнадцать дней. Если число сигнатур наполнения в измеренном давлении охладителя локомотива превышает заранее заданный порог в течение контрольного периода, машинист локомотива или центр управления могут быть извещены об утечке охладителя.
Предыдущие данные двигателя и системы транспортного средства могут храниться в базе данных, включая отсчеты данных давления охладителя из предшествующей работы двигателя. Таким образом, может быть выявлена тенденция изменения давления охладителя, которая может быть использована для определения исправности двигателя. В одном варианте осуществления изобретения данные о давлении охладителя двигателя на входе могут сохраняться в базе данных, включая предыдущие данные двигателя. Например, база данных может храниться в памяти 154 контроллера 150. В качестве другого примера, база данных может храниться в местоположении, удаленном от рельсового транспортного средства 106. Например, предыдущие данные могут быть инкапсулированы в сообщение и переданы с помощью системы 190 связи. Таким образом, центр управления может контролировать исправность двигателя в реальном времени. Например, центр управления может выполнять шаги для диагностики состояния двигателя и, если необходимо, выдавать команды машинисту относительно дальнейшей работы двигателя. Кроме того, центр управления может планировать техническое обслуживание и использовать работоспособные локомотивы и персонал по обслуживанию таким образом, чтобы оптимизировать вложения капитала. Предыдущие данные системы охладителя могут также использоваться для оценки исправности двигателя до и после обслуживания двигателя, модификации двигателя и замен компонентов двигателя.
В одном варианте осуществления изобретения сообщение об утечке охладителя может быть передано рабочему персоналу локомотива посредством дисплея 180. Получив сообщение, машинист может регулировать работу рельсового транспортного средства 106 для снижения вероятности дальнейшего изнашивания двигателя. В одном варианте осуществления изобретения сообщение, указывающее на потенциальную неисправность, может быть передано с помощью системы 190 связи в центр управления. Кроме того, может быть сообщено о степени опасности потенциальной неисправности. Например, диагностика утечки охладителя на основе одной или более идентифицированных сигнатур наполнения в данных давления охладителя двигателя может обеспечить обнаружение утечки на более раннем этапе, чем в известных способах. Таким образом, двигатель может продолжать работать даже когда диагностируется потенциальная утечка охладителя при условии, что двигатель получает достаточное количество охладителя. Если обнаруживается, что охладителя недостаточно, например, по результатам измерения чрезмерной температуры или недостаточного давления охладителя, может потребоваться отключение двигателя или назначение быстрого технического обслуживания. В одном варианте осуществления изобретения степень опасности утечки охладителя может определяться по частоте идентифицированных сигнатур наполнения или по скорости изменения давления охладителя, превышающей пороговое значение. В любом случае идентификация утечки охладителя до возникновения нехватки охладителя двигателя может позволить спланировать техническое обслуживание и ремонт в более благоприятный период времени и уменьшить число неожиданных отказов транспортного средства на линии.
Система может также формировать сигнал тревоги на основе диагностированного состояния двигателя. В одном варианте осуществления изобретения сообщение о потенциальной утечке охладителя может быть передано рабочему персоналу локомотива с помощью дисплея 180, и машинист может регулировать работу рельсового транспортного средства 106 для уменьшения вероятности дальнейшего изнашивания. В другом варианте осуществления изобретения сообщение, диагностирующее потенциальную утечку, может быть передано с помощью системы 190 связи в центр управления. Например, когда диагностируется утечка охладителя, машинист может выбрать уменьшение частоты вращения двигателя для того, чтобы избежать превышения допустимых пределов температуры. Альтернативно, в некоторых системах машинист может вновь наполнить, по меньшей мере частично, систему охладителя для обеспечения продолжения работы до тех пор, пока транспортное средство не сможет быть обслужено.
В некоторых вариантах осуществления изобретения запрос на назначение обслуживания может быть передан, например, с помощью сообщения через систему 190 связи. Кроме того, передавая информацию о потенциальной утечке охладителя и степени опасности утечки, можно сократить время простоя рельсового транспортного средства 106. Например, техническое обслуживание может быть запланировано для рельсового транспортного средства 106 в соответствии со степенью опасности потенциальной утечки и доступностью персонала по обслуживанию. Время простоя может также быть сокращено путем побуждения машиниста вновь добавить охладитель в двигатель или путем снижения мощности двигателя для того, чтобы избежать чрезмерных температур и поддержать работу двигателя до тех пор, пока не
будет выполнено техническое обслуживание.
В некоторых вариантах осуществления изобретения контроллер 150 системы 100 транспортного средства может содержать команды для вычисления меры гарантии работоспособности на основе измеренных данных давления охладителя двигателя на входе. Используя профиль давления охладителя, можно вычислить меру гарантии работоспособности, соответствующую вероятности того, что двигатель может работать в стандартных условиях в течение заданного периода времени без неисправности, связанной с утечкой охладителя. В различных вариантах осуществления изобретения мера гарантии работоспособности может быть качественной или количественной оценкой и может представлять собой абсолютную или относительную меру. В одном варианте осуществления изобретения мера гарантии работоспособности может быть бинарной (например, да/нет) индикацией того, что, как ожидается, двигатель будет работать в течение по меньшей мере трех дней, исходя из среднего рабочего цикла двигателя.
Контроллер может содержать команды, сконфигурированные для вычисления меры гарантии работоспособности на основе анализа профиля давления охладителя двигателя. В одном примере изобретения профиль давления охладителя двигателя определяется при одной или более рабочих частотах вращения двигателя. Профиль давления охладителя может анализироваться для идентификации во времени скорости изменения давления охладителя двигателя на входе для заданного рабочего состояния двигателя. Если давление охладителя падает, контроллер может вычислить меру гарантии работоспособности как период времени, до истечения которого давление охладителя, как ожидается, не достигнет уровня 214 предупреждения или критического уровня 216. В других примерах изобретения профиль давления охладителя может быть проанализирован для определения частоты сигнатур наполнения, при этом мерой гарантии работоспособности может быть оцененный период времени до того, как ожидается повторное наполнение охладителем.
Контроллер может также использовать предыдущие данные двигателя и/или данные других двигателей в парке машин для вычисления меры гарантии работоспособности. В разных вариантах осуществления изобретения мера гарантии работоспособности может быть выражена в виде количества дней, в течение которых двигатель, как ожидается, будет работать без отказа. В других вариантах осуществления изобретения мера гарантии работоспособности может представлять собой относительную меру между двумя или более двигателями в парке машин, указывающую на меньшую вероятность у одного двигателя, чем у другого, иметь неисправность, связанную с утечкой охладителя. Сравнение множества двигателей в парке машин может позволить центру управления выбрать двигатели, которые имеют более высокую меру гарантии работоспособности для длинных поездок, одновременно оставляя двигатели с более низкой мерой гарантии работоспособности для коротких поездок. Двигатели с мерой гарантии работоспособности ниже порога могут быть выведены из действующего расписания до тех пор, пока не будет произведено их техническое обслуживание.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения предлагается модуль 300 прогноза утечки охладителя (coolant leak prognostics, CLP), который реализует систему и один или более способов, раскрытых в настоящем документе. Модуль CLP может быть реализован в аппаратном обеспечении, программном обеспечении или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления изобретения модуль CLP реализован на базе контроллера 150 системы 100 транспортного средства. Например, модуль CLP может быть реализован в виде конечного автомата. Как показано на фиг. 4, модуль CLP принимает один или более видов входных данных, таких как давление 302 охладителя двигателя на входе, частота 304 вращения двигателя, измеренный уровень 306 охладителя, температура 308 охладителя двигателя и/или температура 310 смазки двигателя. Входные данные могут анализироваться, сравниваться с текущими данными или предыдущими данными других двигателей и обрабатываться для оценки исправности системы 120 охладителя двигателя. Модуль CLP может выдавать один или более видов выходных данных, таких как идентифицированные сигнатуры 312 наполнения, идентифицированные сигнатуры 314 утечки, сигналы 316 предупреждения или другие сообщения тревоги или предупреждения и/или мера 318 гарантии работоспособности, включающая количество дней до ожидаемых неисправности или отключения 320, связанных с охладителем.
Различные компоненты двигателя 110, такие как насос для подачи охладителя, герметизирующие уплотнения насоса для подачи охладителя и резервного бака и различные соединения и трубопроводы между элементами системы 120 охладителя, могут изнашиваться, что приводит к утечкам охладителя. Модуль CLP может оказать помощь машинисту или персоналу по обслуживанию в диагностике источника утечки охладителя. Сравнивая данные от датчика 170 давления охладителя, датчика 160 частоты вращения двигателя, датчика 134 уровня охладителя и других компонентов, таких как датчики температуры охладителя и смазки, модуль CLP может предоставить персоналу по обслуживанию руководство относительно того, где происходит утечка, и помощь в процессе диагностики.
В одном из вариантов осуществления изобретения для определения состояния двигателя на основе идентифицированных сигнатур наполнения в измеренном давлении охладителя двигателя может быть использован диагностический комплект. Например, диагностический комплект может содержать контроллер, который выполнен с возможностью связи с одним или более датчиками охладителя двигателя и датчиком частоты вращения двигателя. Контроллер может также коррелировать во времени измеренное
давление охладителя двигателя с измеренной частотой вращения двигателя для идентификации профиля давления охладителя при выбранной частоте вращения двигателя. Контроллер может также идентифицировать сигнатуры наполнения в профиле давления охладителя и диагностировать состояние двигателя, например утечку охладителя, на основе идентифицированных сигнатур наполнения в измеренном давлении охладителя двигателя. Диагностический комплект может также содержать линию связи для взаимодействия с контроллером 150 и/или системой 190 связи. В одном варианте осуществления изобретения диагностический комплект передает сообщение по линии связи в центр управления, когда диагностируется утечка охладителя или другое состояние двигателя.
В настоящем описании и формуле изобретения используется ряд терминов, которые имеют изложенное ниже значение. Использование единственного числа включает множественное число, если явно не указано иное. В описании изобретения и формуле изобретения могут использоваться выражения, указывающие на приблизительные значения, для обозначения того, что количественное представление допускает изменение без изменения в результате этого связанной с ним основной функции. Соответственно значение, сопровождаемое таким выражением как "около", не ограничено точным указанным значением. В некоторых случаях выражения, указывающие на приблизительные значения, могут соответствовать точности инструмента для измерения этого значения. Аналогично, выражение "без" может использоваться в комбинации с каким-либо термином и может подразумевать незначительное или ничтожное количество, при этом указывая на отсутствие термина, с которым используется это выражение. Более того, если прямо не указано иное, термины "первый", "второй" и т.д. не задают порядок или важность элементов, а используются для различения элементов.
Использованные в настоящем документе слова "может" и "может быть" указывают на возможность появления конкретного свойства, характеристики или функции при некоторых обстоятельствах и обладание конкретным свойством, характеристикой или функцией и/или уточняет другой глагол, выражая одно или более из следующего: способность, умение или возможность, связанные с уточняемым глаголом. Соответственно использование слов "может" и "может быть" указывает на то, что модифицированный термин является, по-видимому, подходящим, допускающим или соответствующим указанной способности, функции или применению с учетом того, что в некоторых обстоятельствах модифицированный термин может иногда не быть подходящим, допускающим или соответствующим. Например, в некоторых обстоятельствах можно ожидать некоторого события или возможности, в то время как в других обстоятельствах такое событие или такая возможность не могут возникнуть - это различие и фиксируется словами "может" и "может быть". Термины "генератор" и "генератор переменного тока" используются в настоящем документе взаимозаменяемо (однако признается, что тот или другой термины могут быть более подходящими в зависимости от применения). Термин "команды", используемый в настоящем документе по отношению к контроллеру или процессору, может относиться к исполняемым командам.
Варианты осуществления изобретения, описанные в настоящем документе, являются примерами изделий, систем и способов, содержащих элементы, которые соответствуют элементам изобретения, изложенным в формуле изобретения. Настоящее описание позволяет специалистам изготовить и использовать варианты осуществления изобретения, имеющие альтернативные элементы, которые также соответствуют элементам изобретения, указанным в формуле изобретения. Изобретение, таким образом, включает изделия, системы и способы, которые не отличаются от буквально изложенных в формуле изобретения, а также включает другие изделия, системы и способы с несущественными отличиями от буквального изложения формулы изобретения. Хотя в настоящем документе проиллюстрированы и описаны некоторые признаки и варианты осуществления изобретения, специалистам могут быть понятны многие модификации и изменения изобретения. Приложенная формула изобретения охватывает все такие модификации и изменения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ диагностики утечки охладителя двигателя, содержащего насос для подачи охладителя, при этом согласно способу
принимают данные о частоте вращения двигателя от двигателя в течение периода времени;
принимают данные о давлении охладителя по меньшей мере от одного датчика давления охладителя в течение периода времени;
коррелируют данные о частоте вращения двигателя и данные о давлении охладителя с использованием компьютерного контроллера для получения зависимости давление-частота вращения;
идентифицируют одну или более сигнатуру наполнения с использованием компьютерного контроллера, по меньшей мере частично, на основании данных о давлении охладителя в течение периода времени и зависимости давление-частота вращения, при этом одну или более сигнатур наполнения идентифицируют на основании резкого увеличения изменения давления вдоль кривой давления в течение периода времени, что указывает на добавление охладителя в двигатель; и
формируют сигнал утечки охладителя, по меньшей мере частично, на основании одной или более сигнатур наполнения.
2. Способ по п.1, в котором двигатель приводят к заданной рабочей частоте вращения перед измерением данных о давлении охладителя.
2.
3. Способ по п.1, в котором каждую сигнатуру наполнения идентифицируют на основании, по меньшей мере частично, того, что измеренное давление охладителя в данных о давлении охладителя не выше первого порога давления в течение, по меньшей мере, первого интервала времени, после чего измеренное давление не ниже второго порога давления в течение, по меньшей мере, второго интервала времени, причем измеренное давление охладителя резко изменяется в момент времени вблизи конца первого интервала времени и вблизи начала второго интервала времени.
4. Способ диагностики утечки охладителя двигателя, содержащего насос для подачи охладителя, при этом согласно способу
принимают в компьютерном контроллере давление охладителя в течение периода времени для формирования данных о давлении охладителя двигателя;
принимают в компьютерном контроллере одну или более частоту вращения двигателя в течение периода времени для формирования данных о частоте вращения двигателя;
коррелируют данные о давлении охладителя и данные об одной или более частоте вращения двигателя с использованием компьютерного контроллера для получения зависимости давление-частота вращения;
формируют по меньшей мере один профиль давления охладителя, соответствующий каждой из одной или более частот вращения двигателя, по меньшей мере частично, на основании зависимости давление-частота вращения;
выполняют диагностику утечки охладителя двигателя на основе сравнения данных о давлении охладителя двигателя и по меньшей мере одного профиля давления охладителя, при этом диагностика утечки охладителя включает идентификацию сигнатуры наполнения в профиле давления охладителя, а идентификация сигнатуры наполнения включает идентификацию состояния измеренного низкого давления перед состоянием измеренного стандартного давления; и
передают сигнал утечки охладителя на основании, по меньшей мере частично, утечки охладителя двигателя,
при этом компьютерный контроллер используют для выполнения по меньшей мере одного из следующего: прием давления охладителя, прием одной или более частоты вращения двигателя, коррелирование давления охладителя двигателя и одной или более частот вращения двигателя, формирование по меньшей мере одного профиля давления охладителя, диагностика утечки охладителя и передача сигнала утечки охладителя,
причем компьютерный контроллер находится на расстоянии от двигателя и не расположен на транспортном средстве, механически связанном с двигателем.
5. Способ по п.4, в котором давление охладителя двигателя представляет собой давление охладителя двигателя на входе и/или давление охладителя двигателя на выходе.
6. Способ по п.4, в котором по меньшей мере один профиль давления охладителя включает сравнение давления охладителя двигателя и одной или более частот вращения двигателя в течение времени.
7. Способ по п.4, в котором состояние низкого давления представляет собой измеренное давление, меньшее первого порога давления или равное ему, а состояние стандартного давления представляет собой измеренное давление в пределах требуемого рабочего диапазона для двигателя.
8. Способ по п.6, в котором обнаруживают, что скорость изменения измеренного давления охладителя двигателя превышает заранее заданный порог или равна ему, при этом идентификация сигнатуры наполнения, по меньшей мере частично, основана на этой скорости изменения.
9. Способ по п.6, в котором
выполняют идентификацию множества сигнатур наполнения в профиле давления охладителя в течение контрольного периода и
подсчитывают это множество сигнатур наполнения для формирования подсчитанного числа сигнатур наполнения,
при этом диагностика утечки охладителя, по меньшей мере частично, основана на том, что подсчитанное число сигнатур наполнения превышает пороговое число сигнатур наполнения.
10. Способ по п.4, в котором диагностика утечки охладителя включает идентификацию тенденции снижения давления в профиле давления охладителя.
11. Транспортное средство, имеющее двигатель, а также содержащее
датчик давления охладителя, выполненный с возможностью измерения давления системы охладителя двигателя во время, по меньшей мере, первого периода работы двигателя и второго периода работы двигателя;
датчик частоты вращения двигателя, выполненный с возможностью измерения частоты вращения двигателя во время, по меньшей мере, первого периода работы двигателя и второго периода работы двигателя; и
компьютерный контроллер, содержащий команды, сконфигурированные для
создания профиля давления охладителя, который описывает одну или более характеристику давления, соответствующего частоте вращения двигателя во время первого периода работы двигателя;
идентификации сигнатуры наполнения на основании сравнения давления охладителя двигателя во
время второго периода работы двигателя и профиля давления охладителя, при этом сигнатуру наполнения идентифицируют, по меньшей мере частично, на основании изменения давления, связанного с добавлением охладителя в систему охладителя двигателя; и
выдачи сигнала утечки охладителя на основании, по меньшей мере частично, сигнатуры наполнения.
12. Транспортное средство по п.11, в котором также диагностируют утечку охладителя на основании, по меньшей мере частично, сигнатуры наполнения.
13. Транспортное средство по п.11, в котором сигнатуру наполнения идентифицируют на основании, по меньшей мере частично, того, что профиль давления охладителя не больше первого порога давления в течение, по меньшей мере, первого интервала времени, после чего профиль давления охладителя не меньше второго порога давления в течение, по меньшей мере, второго интервала времени.
14. Система по п.11, также включающая диагностику утечки охладителя путем идентификации тенденции снижения давления в профиле давления охладителя.
15. Система по п.11, также содержащая датчик температуры охладителя, выполненный с возможностью измерения температуры охладителя во время работы двигателя, при этом контроллер также содержит команды для создания профиля температуры охладителя, соответствующего заданной частоте вращения двигателя; и диагностики состояния двигателя на основе профиля давления охладителя и профиля температуры охладителя.
16. Система по п.11, в которой контроллер также содержит команды, сконфигурированные для вычисления меры гарантии работоспособности на основе профиля давления охладителя.
17. Диагностический комплект, содержащий компьютерный контроллер, содержащий команды для
приема давления охладителя, связанного с системой двигателя;
приема частоты вращения двигателя, соответствующей упомянутому давлению охладителя;
сравнения давления охладителя и частоты вращения двигателя с предыдущими данными для идентификации одной или более сигнатур наполнения, соответствующих резкому изменению кривой давления на основании, по меньшей мере частично, добавления охладителя в систему двигателя;
определения состояния системы двигателя на основе одной или более сигнатур наполнения в измеренном давлении охладителя двигателя и
выдачи сигнала утечки охладителя на основании, по меньшей мере частично, этого состояния.
18. Диагностический комплект по п.17, в котором контроллер выполнен с возможностью осуществления связи с одним или более датчиками охладителя двигателя и датчиком частоты вращения двигателя, а также с возможностью корреляции измеренного давления охладителя двигателя и измеренной частоты вращения двигателя для идентификации профиля давления охладителя при выбранной частоте вращения двигателя.
19. Способ по п.1, также включающий планирование обслуживания двигателя, по меньшей мере частично, с использованием упомянутого сигнала.
20. Способ по п.9, также включающий определение степени опасности утечки на основании, по меньшей мере частично, подсчитанного числа сигнатур наполнения.
21. Транспортное средство по п.11, в котором контроллер также содержит команды для компенсации ожидаемых флуктуаций давления, по меньшей мере частично, на основании вычисления скользящего среднего давления охладителя двигателя.
22. Транспортное средство по п.11, в котором мера гарантии работоспособности представляет собой оценочный период времени, в течение которого не произойдет неисправность, связанная с утечкой охладителя.
18.
Прогноз утечки охладителя
Фиг. 4
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
030230
- 1 -
(19)
030230
- 1 -
(19)
030230
- 1 -
(19)
030230
- 1 -
(19)
030230
- 4 -
(19)
030230
- 12 -