用于发动机冷却系统控制的方法和系统技术方案

本发明专利技术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处流体联接到储存器的中空竖直竖管中的流体液位进行推断，而竖管中的流体液位基于来自由传感器传输的超声波信号的输出来估计，该传感器定位在竖直竖管的底部处的凹槽中。该传感器使用原始回波时间和处理的流体液位数据的组合来准确并且可靠地估计流体液位。

【技术实现步骤摘要】

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。
技术介绍
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，专利技术人在此已经认识到，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US20130103284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。
技术实现思路
在一个示例中，以上问题可通过用于冷却剂系统的方法至少部分地解决，该方法包括：接收来自联接到竖直管的传感器的未处理的原始回波时间(unprocessed,rawechotime)和处理的流体液位数据(processedfluidleveldata)中的每个，所述管被定位在冷却剂储存器外部并且在顶部区域和底部区域中的每个区域处流体联接到冷却剂储存器；以及在第一状况期间基于原始回波时间和车辆传感器数据生成流体液位估计；并且在第二状况期间基于处理的数据生成流体液位估计。以此方式，可基于从竖直竖管传输的脉冲的足够数目的一阶回波和二阶回波中的每个更新流体液位。作为一个示例，发动机冷却系统可包括与冷却剂溢出储存器对齐的竖直管，该管容纳超声波传感器。竖直管可经由软管在顶部和底部位置中的每个处联接到冷却剂储存器，冷却剂经由软管在管和储存器之间流动。软管可经连接使得在竖直管中的流体液位的顶部与管的顶部之间生成顶端空间。另外，软管可经连接使得竖直管的顶部被布置在低于冷却剂储存器的顶部的高度处，从而允许传感器更可靠地估计储存器中的流体液位并且区分低冷却剂液位状态和空冷却剂液位状态。定位在竖直管底部处的凹槽内部的传感器可传输信号到竖直管的顶部，在信号从管的顶部被反射之后，在传感器处接收该信号的回波。信号可被周期性地传输，并且基于平均回波时间(其为在传输信号与信号的回波被接收之间消逝的时间)，可估计竖直管中的冷却剂液位。然后，该估计可用于推断储存器中的冷却剂液位。作为一个示例，在测量周期已经消逝之后，发动机控制器可接收传感器处理的冷却剂液位、接收的回波的总数、具有合格回波时间的回波数目、针对在测量周期中的每个发射脉冲的一阶回波时间和二阶回波时间，以及传感器电路板的温度和在传感器的压电元件处的冷却剂的温度。如果合格回波时间的数目高于阈值数目，可使用传感器处理的冷却剂液位。如果合格回波时间的数目低于阈值数目，可根据原始一阶回波时间计算冷却剂液位。如果该计算未产生有效冷却剂液位，可激活标记以指示没有针对测量周期的有效冷却剂液位读数，并且可以不更新冷却剂液位。以此方式，能够增加确定冷却剂溢出储存器的冷却剂液位的准确性和可靠性。通过基于联接到储存器的竖管的所估计的冷却剂液位来推断储存器的冷却剂液位，由于热波动期间或车辆运动期间的罐内传感器输出的失真造成的冷却剂液位估计的不准确性降低。通过使回波时间原始数据和处理的数据中的每个可用于冷却剂液位估计，可允许控制器基于一阶回波和二阶回波的数目和输出来选择数据。由此，这增加用于冷却剂液位估计的可靠数据点的数目，从而改善生成的结果的可靠性。通过依赖超声波传感器和局部处理器基于原始回波时间和处理的回波时间来估计竖管的冷却剂液位，冷却剂液位估计能够被加快。总之，由于不准确的冷却剂液位估计造成的发动机过热能够被减少。应该理解，提供上述
技术实现思路
是为了以简化形式引入所选概念，其将在具体实施方式中被进一步描述。这并非意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上的或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出包括发动机冷却系统的发动机系统。图2示出发动机冷却系统的方框图。图3示出示例冷却系统的一部分，包括流体联接到竖管的冷却剂储存器，竖管固定到车辆框架。图4示出图3中的冷却系统的一部分的可替代视图，其突出竖管的流体联接和固定的特征。图5示出图3中的冷却系统的一部分的第二可替代视图。图6示出图3中的冷却系统的一部分的第三可替代视图，其突出竖管到车辆框架的固定。图7示出图3中的冷却系统的一部分的第四可替代视图，其突出在竖管内的超声波液位传感器和竖管到车辆框架的固定。图8示出经配置配合在竖直竖管的顶部上的盖子。图9示出用于估计冷却剂储存器中的流体的液位的高级流程图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：接收来自联接到竖直管的传感器的未处理的原始回波时间和处理的流体液位数据中的每个，所述管定位在冷却剂储存器外部并且在顶部区域和底部区域中的每个区域处流体联接到所述冷却剂储存器；以及在第一状况期间基于所述原始回波时间和车辆传感器数据生成流体液位估计；并且在第二状况期间基于所述处理的数据生成所述流体液位估计。

【技术特征摘要】
2014.12.26 US 14/583,4141.一种方法，其包括：
接收来自联接到竖直管的传感器的未处理的原始回波时间和处理的
流体液位数据中的每个，所述管定位在冷却剂储存器外部并且在顶部区
域和底部区域中的每个区域处流体联接到所述冷却剂储存器；以及
在第一状况期间基于所述原始回波时间和车辆传感器数据生成流体
液位估计；并且在第二状况期间基于所述处理的数据生成所述流体液位
估计。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述传感器在所述竖直管中传
输信号并且接收所述传输的信号的回波，并且其中所述未处理的原始回
波时间包括，来自所述传感器的所述信号的传输与在所述传感器处的所
述回波的所述接收之间消逝的回波时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述传感器在功率设定下周期
性地传输具有频率的所述信号，所述传输的信号的所述频率和所述功率
设定中的每个基于先前传输的信号的所述回波时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述原始回波时间包括，一阶
谐波回波时间和二阶谐波回波时间中的一个或多个，并且其中所述处理
的流体液位数据包括基于所述原始回波时间估计的流体液位。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述原始回波时间进一步包括
相对于周期性地传输所述信号的所述频率，在持续时间内接收的回波总
数和各个回波的回波时间，并且其中所述处理的数据包括基于在所述持
续时间内接收的信号高于阈值水平的回波的数目估计的所述流体液位。
6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括相对于所述处理的流
体液位数据，基于所述原始回波时间指示所述传感器的劣化。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述传感器为包括压电元件的
第一传感器，并且其中基于由温度传感器估计的流体温度进一步指示所
述劣化，所述温度传感器联接到所述第一传感器。
8.一种方法，其包括：
从竖直管的底部到所述竖直管的顶部周期性地传输传感器信号，所
述竖直管被定位成紧邻冷却剂储存器，所述管在所述顶部和所述底部中
的每个处流体联接到所述储存器，使得竖直管底部被定位成低于储存器
底部；以及
在所述传感器处，生成原始数据和所述传输的信号的回波的处理的
数据中的每个。
9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括，基于所述原始数据
和所述处理的数据中的每个，估计所述冷却剂储存器的流体液位。
10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括，基于所述原始数
据和所述处理的数据中的每个，估计由于车辆运动引起的晃动造成的所
述估计的流体液位的改变。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述冷却剂储存器联接到车
辆发动机冷却剂系统，所述方法进一步包括，基于所述原始数据和所述
处理的数据中的每个，指示所述冷却剂系统的劣化。
12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括，基于所述原始数
据和所述处理的数据中的每个，调整所述传感器的功率输出。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·E·罗林格尔，R·R·杰兹，W·R·古德温，C·E·格里芬，C·迪特里希，M·杰罗，S·S·汤普森，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US