[发明专利]用于发动机冷却系统控制的方法和系统

说明书

本发明涉及用于发动机冷却系统控制的方法和系统。提供用于改善发动机冷却剂液位估计以减少发动机过热的方法和系统。冷却剂溢出储存器中的流体的液位基于在顶部位置和底部位置联接到储存器的中空竖直竖管中的流体液位进行推断。定位在竖直竖管的底部处的凹槽中的超声波传感器间歇性地传输信号，在信号从冷却剂表面反射时接收它们的回波，并且基于回波时间估计竖管中的流体液位。

技术领域

本申请涉及用于推断冷却剂溢出容器(或脱气瓶)中的流体液位，并且基于竖直中空竖管(standpipe)中估计的流体液位调整发动机操作的方法和系统，该竖直中空竖管流体联接到溢出容器。

背景技术

车辆可包括冷却系统，该冷却系统经配置以通过将热传递到周围空气来减少发动机的过热。其中，冷却剂循环通过发动机汽缸体以将热从发动机去除，然后，加热的冷却剂循环通过散热器以散热。冷却系统可包括各种部件，诸如联接到系统的冷却剂储存器，用于给冷却剂脱气并储存冷却剂。也用于将夹带的空气从冷却剂分离的加压储存器通常被称为脱气瓶。当系统中任何地方的冷却剂温度升高时，由于滞留空气体积减小，所以冷却剂的热膨胀引起脱气瓶中的压力升高。使空气通过通常安装在注液盖中的阀门从脱气瓶释放能够实现卸压。然后，当脱气瓶中的冷却剂的温度和压力下降到大气压力以下时，空气可通过经常安装在注液盖中的另一个阀门被抽回瓶中。

如果瓶中的冷却剂液位过低，空气体积将太大以至于不能建立足够的压力来防止沸腾和水泵进口处的气穴现象。在低流体液位下，脱气瓶将不再能够将空气从冷却剂分离，并且空气能够被抽入冷却系统，再次导致差的冷却性能。如果采用溢出系统而不是有效的脱气系统，则当流体液位低时能够实现类似的冷却系统性能损失。

可使用各种方法来估计储存器中的流体液位。Murphy在美国专利No.8,583,387中描述的一种示例方法使用安装在储存器底部处的超声波流体液位传感器来估计储存器的流体液位。然而，发明人在此已经认识到，在此冷却系统中，冷却剂储存器的尺寸可基于储存器中所包含的冷却剂的温度而变化。因此，估计的冷却剂液位可存在不一致性。另外，由于传感器位于容器的底部处，所以在低冷却剂液位下，可能不清楚储存器中的流体液位是低还是空。更进一步地，由于传感器劣化，所以可能难以将实际的低冷却剂液位与不正确的冷却剂液位估计区别开来。在Gordon等人在US 20130103284中描述的另一个示例方法中，传感器联接到冷却剂储存器软管。使用此方法的一个问题在于，传感器仅能够检测回路中的该位置处的冷却剂的存在。尽管冷却剂存在于冷却剂储存器软管中的其中一个，但动力传动系统的关键部件可能未接收冷却剂，特别是如果该软管通过阀门与冷却系统隔开(例如，发动机恒温器软管)。进一步地，虽然接收到低冷却剂液位的指示，但由于冷却剂储存器基本上排空，发动机温度控制可能已经被劣化。

发明内容

在一个示例中，以上问题的一些可通过一种发动机冷却剂系统得到解决，该发动机冷却剂系统包括：冷却剂溢出容器，其具有内部凹槽以保存流体；竖直中空管，其定位在容器的外部并且包括内部凹槽以保存流体，凹槽的最底层被竖直定位在容器的内部凹槽的最底层下方；以及传感器，其联接到管的内部凹槽的最底层。以此方式，可基于竖直管的流体液位更可靠地推断冷却剂储存器流体液位，从而减少发动机过热的可能性。