CN107762682B - 水喷射防冻系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于将热从冷却剂传递到与车辆的发动机耦接的水喷射系统贮存器的方法和系统。水喷射系统贮存器包括流体耦接到第二贮存器的第一贮存器，其中第一贮存器在竖直方向上高于第二贮存器。冷却剂可以吸收来自发动机或混合动力电动车辆电力电子系统的废热，并且将热传递到水贮存器，以在即使环境温度处于或低于水的冻结温度的情况下仍能防止水冻结。

Description

水喷射防冻系统

技术领域

本说明书总体涉及用于加温车辆发动机的水喷射系统贮存器的方法和系统。

背景技术

将水喷射到内燃发动机中的燃料和空气混合物中会降低内燃发动机的燃烧室中的工作温度。将水喷射到燃料和空气的混合物中还可以减少不期望的燃料燃烧副产物(诸如NOx、一氧化碳(CO)和各种烃)的产生，从而改善排放。水贮存器可以耦接到内燃发动机以将水喷射到燃烧室。如果水贮存器与发动机紧密邻近，则来自水贮存器的水可由于高温而迅速蒸发。因此，水贮存器可以定位在车辆的温度更接近环境温度的区域(例如，靠近后行李箱、沿车身侧面或靠近车辆的燃料箱)。然而，当环境温度低于冰点时，水贮存器中的水会冻结，从而中断到水喷射系统的供水。

解决水喷射系统的水贮存器中的水冻结问题的其他尝试包括在水贮存器中储存水和乙醇的混合物并且从水贮存器喷射水和乙醇的混合物，以防止水在水贮存器中冻结。在另一种方法中，可以通过耦接到水贮存器的一个或多个加热器元件进行电加热。

然而，本发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，混合的水和乙醇会增加成本，并使包括复杂的空气/燃料比控制的水喷射系统复杂化。另外，电加热水贮存器会增加燃料消耗。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过水喷射系统来解决，水喷射系统包括：流体耦接到第二贮存器的第一贮存器，第二贮存器定位在在竖直方向上比第一贮存器低的平面处，第二贮存器流体耦接到发动机的水喷射器；与第二贮存器处于热交换关系的第一冷却剂管线；以及沿第一冷却剂管线在第二贮存器上游的第一冷却剂阀，其被配置为调节通过第一冷却剂管线的冷却剂的流动。

在示例中，冷却剂管线与第二贮存器中的水之间的热交换关系可以是通过从冷却剂穿过冷却剂管线的壁传递/传导热到第二贮存器内部的水。第二贮存器可以通过贮存器中的每个的共面的壁将热传递到第一贮存器。在一个示例中，可以通过流过与第一贮存器处于热交换关系的第二冷却剂管线的冷却剂将热传递到第一贮存器。到第一贮存器的热传递可以使在第一贮存器中由于低环境温度形成的冰融化。来自融化的冰的水可以从第一贮存器滴落到流体连接的第二贮存器。来自第二贮存器的水可以被引导通过水喷射管线以便喷射到发动机的燃烧室中。在另一示例中，加温第二贮存器中的水的冷却剂可以吸收来自混合动力电动车辆(HEV)电力电子系统的废热。冷却剂阀的位置可以基于第二贮存器的温度以及基于发动机或HEV电力电子系统处的冷却剂的温度来调节。

以这种方式，即使在环境温度低于水的冻结温度的情况下，上述水喷射系统也能确保水的供应以喷射到发动机的燃烧室中。在一个示例中，水喷射系统贮存器经由发动机系统冷却剂被加热，并且在另一示例中，水贮存器通过HEV电力电子器件冷却剂来加热。通过这样做，水喷射系统可以在冷的环境条件下以高效节能的方式加热，确保用于喷射到发动机的燃烧室中的水的供应。

应当理解，提供上述发明内容是为以简化形式引入所选概念，所选概念将在具体实施例中进一步描述。这并非意味着识别所要求的主题的关键或基本特征，主题的保护范围由随附权利要求唯一限定。此外，所要求的主题不限于解决以上的或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出车辆的发动机系统的示意图。

图2示出水喷射系统的水贮存器的第一实施例。

图3示出水喷射系统的水贮存器的第二实施例。

图4示出提供热到车辆的水喷射系统贮存器的车辆的冷却剂系统。

图5示出用于将热从冷却剂传递到水喷射系统贮存器的示例方法的流程图。

具体实施方式

以下描述涉及用于加温在水喷射系统的贮存器中的水的系统和方法，水喷射系统被配置为将水喷射到发动机的燃烧室中。如图1所示的车辆发动机可以耦接到两个或更多个贮存器，所述两个或更多个贮存器可以容纳要喷射到发动机汽缸中的主燃料和/或辅助流体(例如，水)。水可以被喷射到发动机的燃烧室中，以降低燃烧温度并减少车辆排放物中不期望的燃烧副产物，诸如NOx、CO等。然而，随着环境温度的降低，储存在贮存器中的水可以冻结，这可以中断从贮存器到耦接到发动机的燃烧室的喷射器的水供应。因此，根据本文公开的实施例，水喷射系统可以包括水贮存器，即使在低环境温度下，水贮存器仍然维持从水贮存器到发动机的液相的水供应。为了实现这一点，水喷射系统可以使冷却剂从发动机或来自电力电子系统(例如，当安装有发动机的车辆为混合动力电动车辆时)流到水喷射系统贮存器，以使水加温并且维持用于喷射到发动机的燃烧室的水供应。图2和图3示出水喷射系统的水贮存器的实施例，其中冷却剂流动以与水贮存器处于热交换关系。在图4中示出了用于加温水喷射系统贮存器中的水的冷却剂流动回路。图5中的流程图示出了通过基于冷却剂的温度和水贮存器中的水的温度调节冷却剂阀的位置来调节到水喷射系统贮存器的冷却剂流的方法。

在环境温度低(处于或低于水的冻结温度32°F)的情况下，水喷射系统贮存器中的水可能冻结，并且贮存器中的结冰作用可中断到耦接到发动机的喷射器的水供应。冷却剂从发动机(例如，从发动机本身或从发动机排气)吸收的废热可以用于调节水喷射系统贮存器的温度，以维持用于喷射到发动机中的水的供应。在一个示例中，将热传递到水喷射系统贮存器的冷却剂可以吸收来自HEV电力电子系统的废热。

水贮存器系统的实施例可以包括两个流体耦接的贮存器。这两个贮存器的相对定位可使得第一贮存器可以在竖直方向上高于第二贮存器。第一贮存器和第二贮存器的流体耦接可以被配置为引导第一贮存器中的液体凭借重力通过导管流到在竖直方向上较低的第二贮存器。来自第二贮存器的水可以被引导通过一个或多个水喷射管线，用于将其喷射到发动机的燃烧室以降低燃烧温度。加热的冷却剂可以流过与第二贮存器处于热交换关系的冷却剂通道，从而加温在第二贮存器内部的水。在第二贮存器和第一贮存器物理地共面接触的示例中，来自第二贮存器中的热可以传递到第一贮存器，这可使在第一贮存器中形成的至少一些冰融化。来自第一贮存器的融化的冰/水可流到在竖直方向上较低的第二贮存器，并且然后，在第二贮存器中积蓄的水可以通过水喷射管线被引导至发动机用于喷射。

在另一示例中，第一贮存器和第二贮存器中的每个可以从在冷却剂管线中流动的冷却剂接收热量，从而使贮存器内部的温度增加，所述冷却剂管线与贮存器中的每个处于热交换关系。在第一贮存器中形成的至少一些冰可由于从冷却剂到第一贮存器的热传递而融化。来自第一贮存器的水可以流到在竖直方向上较低的第二贮存器，然后，所述水可用于喷射到发动机燃烧室中。用于加温水贮存器系统的冷却剂流的调节可基于传送到控制器的来自多个温度传感器的输入。基于来自多个温度传感器的信号，控制器然后可以调整一个或多个阀的位置以调节冷却剂流以将热传递到水贮存器系统，如下文将参考图1至图5所讨论的。

图1至图4示出了具有各个部件的相对定位的示例配置。至少在一个示例中，如果被示为互相直接接触或直接耦接，那么此类元件可以分别被称为直接接触或直接耦接。类似地，至少在一个示例中，被视为彼此邻近或相邻的元件可以分别彼此相邻或邻近。作为示例，彼此共面接触的部件可以被称为共面接触。作为另一示例，在至少一个示例中，彼此分开定位且之间仅具有空间并且不存在其他部件的元件可被称为这样。作为又一示例，被示为在彼此上方/下方，在彼此相对侧或者在彼此的左侧/右侧的元件可相对于彼此被称为这样。进一步地，如图所示，在至少一个示例中，元件的最顶部元件或点可以被称为部件的“顶部”，并且元件的最底部元件或点可以被称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以相对于附图的竖直轴线，并且用于描述附图中的元件相对于彼此的定位。由此，在一个示例中，被示为在其他元件上方的元件在竖直方向上位于其他元件上方。作为另一示例，附图内描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如，诸如为圆形的、直的、平面的、弯曲的、圆的、倒角的、成角度的等)。进一步地，在至少一个示例中，被示为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。更进一步地，在一个示例中，被示为在另一元件内或被示为在另一元件外的元件可以被称为这样。

图1描绘包括发动机10的示例车辆系统101。发动机10可接收主燃料并且可以另外接收辅助流体。辅助流体可以是水，水可以被喷射到发动机中以降低燃烧温度。在另一示例中，辅助流体可以是醇-水混合物。发动机10可以接收来自包括控制器12的控制系统的控制参数并且经由输入装置132接收来自车辆操作者130的输入。在该示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(在本文也称为“燃烧室”)14可以包括其中定位有活塞138的燃烧室壁136。活塞138可以耦接到曲轴140，使得活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统耦接到乘客车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动机马达可以经由飞轮耦接到曲轴140，以实现发动机10的起动操作。

汽缸14可经由一系列进气空气通道142、144和146接收进气空气。进气空气通道146可与发动机10的汽缸14之外的其他汽缸连通。在一些实施例中，进气通道中的一个或多个可包括升压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出配置有涡轮增压器的发动机10，涡轮增压器包括布置在进气通道142与144之间的压缩机174以及沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174可至少部分地由排气涡轮176经由轴180提供动力，其中升压装置被配置为涡轮增压器。然而，在其他示例中，诸如在发动机10设置有机械增压器的示例中，可以可选地省略排气涡轮176，其中压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入提供动力。包括节流板164的节气门162可以沿发动机的进气通道设置，以改变提供给发动机汽缸的进气空气的流率和/或压力。例如，如图1所示，节气门162可以设置在压缩机174的下游，或者可替代地设置在压缩机174的上游。

除汽缸14之外，排气通道148还可以接收来自发动机10的其他汽缸的排气。所示可变电压(VV)氧传感器128耦接到在排放控制装置178上游的排气通道148。VV氧传感器128可用于估计和/或测量从发动机排出的排气的氧含量。VV氧传感器还可用于估计在发动机中燃烧的燃料中的醇的量和环境湿度。

排气温度可以通过位于排气通道148中的一个或多个温度传感器(未示出)测量。可替代地，排气温度可以基于发动机工况(诸如速度、负荷、空气-燃料比(AFR)、火花延迟等)推断。可以理解，排气温度可以可替代地通过本文列出的温度估计方法的任何组合来估计。

发动机10的每个汽缸可包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，所示汽缸14包括位于汽缸14的上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。

至少一个进气提升阀150可以由控制器12经由凸轮致动系统151通过凸轮致动来控制。类似地，至少一个排气提升阀156可以由控制器12经由凸轮致动系统153控制。凸轮致动系统151和153可以各自包括一个或多个凸轮，并且可以利用由控制器12操作以改变气门操作的凸轮轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156的操作可以分别由阀位置传感器(未示出)和/或凸轮轴位置传感器155和157来确定。在替代实施例中，进气门和/或排气门可以通过电动气门致动来控制。例如，汽缸14可以可替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。在其他实施例中，进气门和排气门可以由公共气门致动器或致动系统或可变气门正时致动器或致动系统来控制。可以调整凸轮正时(通过推进或延迟VCT系统)以与EGR流和/或爆震控制流体的直接喷射协作调整发动机稀释，从而减少EGR瞬变并改善发动机性能。

汽缸14可以具有压缩比，压缩比为当活塞138处于底部中心时与活塞138处于顶部中心时的容积的比。通常，压缩比在9：1至10：1的范围内。然而，在使用不同燃料的一些示例中，压缩比可以增加。这可在例如使用较高辛烷值的燃料或具有较高的潜在汽化焓的燃料的情况下发生。

在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可包括用于启动燃烧的火花塞192。在选择的操作模式下，点火系统190可响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而，在一些实施例中，火花塞192可以省略，诸如当发动机10可以通过自动点火或通过燃料的喷射来启动燃烧时，如同一些柴油发动机的情况。

在一些示例中，发动机10的每个汽缸可配置有一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例，所示汽缸14包括燃料喷射器166。所示燃料喷射器166直接耦接到汽缸14，用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地在汽缸14中直接喷射燃料。以这种方式，燃料喷射器166向燃烧汽缸14提供所谓的燃料的直接喷射(在下文中被称为“DI”)。虽然图1示出喷射器166作为侧喷射器，但其也可位于活塞的顶部，诸如靠近火花塞192的位置。当使用醇基燃料操作发动机时，由于一些醇基燃料的挥发性较低，所以此位置可改善的混合和燃烧。可替代地，燃料喷射器可位于顶部并且靠近进气门以改善混合。

主燃料可从包括一个或多个燃料箱78、燃料泵和燃料轨的高压燃料系统8递送到燃料喷射器166。可替代地，燃料可通过单级燃料泵以较低压力进行递送，在这种情况下，相比于使用高压燃料系统的情况，直接燃料喷射的正时在压缩冲程期间可更加受限。进一步地，尽管未示出，但燃料箱78可具有提供信号至控制器12的压力传感器。应当理解，在替代实施例中，燃料喷射器166可为向汽缸14上游的进气道提供燃料的进气道喷射器。

辅助流体可以储存在贮存器76中。在一个示例中，贮存器76可以通过隔热水喷射管线75耦接到水喷射器77。在示例中，水喷射器77可以被配置为将水喷射到沿压缩机174与燃烧室之间的进气道流动的气流中，如图1所示。在另一示例中，水喷射器77可以直接耦接到汽缸14的燃烧室，以将水直接喷射到燃烧室中。在另一示例中，贮存器76可以包括在燃料系统8中，其中水连同燃料可以通过汽缸的直接喷射器(例如燃料喷射器166)喷射。包含水的贮存器76还可以耦接到挡风玻璃刮水器系统(未示出)以用于挡风玻璃擦拭的目的。还应当理解，贮存器76可以仅包括水，或水和醇的混合物，或可通过耦接到发动机的喷射器喷射的任何其他流体。

可以在汽缸的单个循环期间通过喷射器将燃料和辅助流体递送到汽缸。进一步地，从喷射器递送的燃料或辅助流体的分布和/或相对量可以随工况诸如充气温度而变化。此外，对于单次燃烧事件，可以在每个循环中执行所递送的燃料的多次喷射。多次喷射可以在压缩冲程、进气冲程或其任何适当的组合期间执行。

在一些实施例中，可以从排气冷凝物、增压空气冷却器冷凝物、AC冷凝物排放管或雨水排放管在车辆上产生辅助流体。例如，贮存器76中的水可以由从排气、增压空气冷却器、AC和/或雨水排放管等排出的水自发产生。通过自发产生辅助流体，车辆系统上的消耗品的数量可减少。

虽然未示出，但是应当理解，发动机可进一步包括一个或多个排气再循环通道，用于将至少一部分排气从发动机排气装置转向发动机进气装置。由此，通过使一些排气再循环，可影响发动机稀释，这可通过减少发动机爆震、降低峰值汽缸燃烧温度和压力、减少节流损失和NOx排放来改善发动机性能。一个或多个EGR通道可包括耦接在涡轮增压器压缩机上游的发动机进气装置与涡轮下游的发动机排气装置之间，并且被配置为提供低压(LP)EGR的LP-EGR通道。一个或多个EGR通道可进一步包括耦接在压缩机下游的发动机进气装置与涡轮上游的发动机排气装置之间，并且被配置为提供高压(HP)EGR的HP-EGR通道。在一个示例中，可以在诸如不存在由涡轮增压器提供的升压的条件下提供HP-EGR流，而在诸如存在涡轮增压器升压和/或当排气温度高于阈值的情况下提供LP-EGR流。通过LP-EGR通道的LP-EGR流可以经由LP-EGR阀调整，同时通过HP-EGR通道的HP-EGR流可以经由HP-EGR阀(未示出)调整。

冷却剂系统(未示出)可以使冷却剂循环通过沿着发动机10的冷却剂管线并且循环通过沿排气再循环冷却器(未示出)的冷却剂管线以吸收废热。沿冷却剂管线流动的加热的冷却剂可以将热传递到车辆的各个部件，例如传递到贮存器76、传递到散热器(未示出)、传递到乘客舱(未示出)等。在从冷却剂到车辆的各个部件的热传递之后，冷却剂可以流回发动机10以再次吸收热。一个或多个泵可以耦接到冷却剂系统以使冷却剂循环。

在一个实施例中，冷却剂可以在与HEV的电力电子系统处于热传递关系的冷却剂通道中流动以吸收废热，从而冷却电力电子系统。然后，加热的冷却剂可以流到车辆的其他部件以传递热来加温部件。将参考图4详细地描述用于冷却包括水贮存器系统的各个部件的车辆的冷却剂系统。

控制器12在图1中示为微型计算机，其包括微处理器单元(CPU)106、输入/输出端口(I/O)108、在该特定示例中示为只读存储器芯片(ROM)110的用于可执行指令和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)112、不失效存储器114和数据总线。控制器12可接收来自耦接到发动机10的传感器的各种信号，除先前讨论的那些信号外，还包括：来自质量空气流量传感器112的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自耦接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦接到曲轴40的霍尔效应传感器120(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自传感器124的歧管绝对压力信号(MAP)。发动机转速信号RPM可由控制器12从信号PIP中生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。另外其他传感器可包括耦接到燃料系统的(一个或多个)燃料箱的燃料液位传感器和燃料成分传感器，和/或爆震传感器。响应于从各种传感器接收的信号，控制器可操作各种发动机致动器。示例致动器包括燃料喷射器166、节气门162和凸轮151与153等。

存储介质只读存储器110能够使用计算机可读数据进行编程，计算机可读数据表示可由微处理器106执行的指令，用于执行以下描述的方法以及预期但未具体列出的其他变型。参考图5详述了可以执行的示例程序。

现在参考图2，其示出了水贮存器系统200的第一实施例，其可向水喷射系统的喷射器供应水，类似于用于将辅助流体供应到图1所示的发动机10的汽缸14的贮存器76。水贮存器系统200包括通过导管230流体耦接到彼此的第一贮存器202和第二贮存器208。冷却剂管线218可以进入第二贮存器208，并且流过冷却剂管线218的热交换段219的冷却剂可以与第二贮存器208中的水210处于热交换关系。热传递可发生在热交换段219中的冷却剂与第二贮存器208中的水210之间。在热交换段219的末端处，冷却剂管线218离开第二贮存器208。在一个示例中，热交换段219可不进入第二贮存器内部，并且可以围绕第二贮存器的周边在外部存在。在另一示例中，热交换段219的一部分可以在第二贮存器的内部，并且热交换段的一部分可以在第二贮存器的外部。沿冷却剂管线218并且在热交换段219中的冷却剂流的方向由箭头220表示。冷却剂管线218可以包括圆柱形管或管道，其具有沿热交换段219面向第二贮存器内部的外壁和限定冷却剂穿过其中的内部容积的内壁。热交换段219可以是本领域众所周知的多个标准热交换单元中的一个，例如可以包括具有用于散发热的外部翅片的多个通道。冷却剂管线218中的冷却剂沿整个热交换段219与第二贮存器208中的水维持分离，并且冷却剂和水不会在第二贮存器中的任何点处混合。

第一贮存器202可在竖直方向上高于第二贮存器208。在示例中，第二贮存器208可以直接在第一贮存器202的下方，如图2所示。在一个示例中，与第一贮存器202的顶壁201相对的底壁203可以定位在第二贮存器208的顶壁205上方。第一贮存器的底壁203可与第二贮存器的顶壁201至少部分地共面接触。第一贮存器202的第一长度L1可大于第二贮存器208的第二长度L2，其中第二贮存器208的顶壁205的第二长度L2的一部分或第二长度L2的整体可与第一贮存器的底壁203的第一长度L1的至少一部分共面接触。共面接触可允许热在第二贮存器的顶壁与第一贮存器202的底壁203之间传递。

在一个示例中，第一贮存器202的容积可大于第二贮存器208的容积。在另一示例中，第一贮存器和第二贮存器中的每个的容积可相等。在另一示例中，第二贮存器208的容积可大于第一贮存器202的容积。

导管230可以从第一贮存器的底壁203处的开口和第二贮存器的顶壁205中的相应开口延伸，从而在第一贮存器和第二贮存器之间建立流体连接。第一贮存器的底壁203中的开口可以在竖直方向上高于第二贮存器的顶壁中的开口。由于重力作用，流体可沿流体导管230从第一贮存器滴落到第二贮存器。

当环境温度低于水的冻结温度时，第一贮存器内部的水可以冻结形成冰204。因此，从第一贮存器通过导管230到第二贮存器的水供应可以中断。当温的冷却剂流入通过冷却剂管线218的热交换段219并且加温第二贮存器内部的水210时，即使在环境温度低于冻结温度的情况下，第二贮存器内部的水210也可以不被冻结。第二贮存器可以是隔热贮存器。来自第二贮存器的温水可以通过水喷射管线207流到喷射器(未示出)，用于将水喷射到发动机的燃烧室中。水喷射管线207可以是隔热的，以维持沿水喷射管线流到发动机的水的温度高于冰点。在第二贮存器不隔热的示例中，第二贮存器中的水也可以在低温条件下冻结。然而，在发动机起动时，流过冷却剂管线的冷却剂可以由于贮存器的容积相对较小而迅速地将第二贮存器中的冰融化。

来自第二贮存器中的温水210的热可通过在第二贮存器208的顶壁205与第一贮存器202的底壁203之间的共面接触进行传导，以升高第一贮存器的温度。第一贮存器中的温度升高可以将冰204融化成水206，水206可以沿第一贮存器的底壁203积聚。

水206可以通过导管230滴落到第二贮存器208中，其中收集的水可以基于沿冷却剂管线218的热交换段219的冷却剂流和冷却剂温度进一步加热。温度传感器232可以感测第二贮存器中的水210的温度，并且液位传感器214可以感测水210的液位并将信号输入传送到控制器，例如图1的控制器12，控制器12继而可调节沿冷却剂管线218的冷却剂流。

通过冷却剂管线218的冷却剂流可以通过沿冷却剂管线218的冷却剂阀216的位置来调节。冷却剂阀216可以耦接到在冷却剂管线的热交换段219上游的冷却剂管线218。冷却剂阀216可以为电致动阀。在另一示例中，冷却剂阀218可以是热致动阀(诸如恒温阀)。冷却剂阀可以是两位置阀(打开和关闭)。在另一示例中，冷却剂阀216可以是可变位置阀，在从完全打开到部分打开到完全关闭的范围内。在其他实施例中，可以沿冷却剂管线存在附加阀。

温度传感器212可以耦接到在冷却剂阀216下游的冷却剂管线218的热交换段219。附加的温度传感器可以耦接到冷却剂管线218，以测量冷却剂管线218中的冷却剂的温度。在一个示例中，基于从沿冷却剂管线218的热交换段219的温度传感器212传送到控制器的温度，并且基于从其他温度传感器到控制器的附加温度输入信号，控制器可以调节冷却剂阀216的位置以增加或减少通过冷却剂管线218的冷却剂流。以下将参考图4和图5进一步讨论通过冷却剂管线的冷却剂流的调节。

流过冷却剂管线218的冷却剂可以是发动机冷却剂，例如吸收来自图1中的发动机10的废热的冷却剂。在另一示例中，流过冷却剂管线218的冷却剂可以吸收来自发动机排气系统的热。例如，发动机冷却剂可以从流过排气热回收(EGHR)系统的热排气或流过EGR冷却器(未示出)的热排气中提取热。在另一示例中，冷却剂可以是在沿HEV电力电子系统的冷却剂通道中流动的冷却剂，其中冷却剂可以从HEV电力电子系统中提取热，从而导致HEV电力电子设备温度的降低。加热的冷却剂可以从发动机或HEV电力电子设备沿箭头222所指示的方向流动，并且可以被引导流到冷却剂管线218或沿箭头224所指示的方向流向散热器(未示出)。冷却剂沿方向220流过冷却剂管线218，并且在与第二贮存器中的水210进行热交换之后离开第二贮存器。离开第二贮存器的较低温度的冷却剂可以在箭头220所指示的方向上流动，并且可以沿箭头226所指示的方向与沿由箭头228所指示的方向流动的来自散热器的冷却剂一起流动到发动机。将参考图4进一步讨论往返于水贮存器200的冷却剂流。

现在参考图3，其示出了水贮存器300的第二实施例。对先前在图2中介绍的一些零件进行类似地编号并且可不在图3中重新介绍。

在水贮存器系统300中，类似于图2所示的水贮存器200的第一实施例，第一贮存器202和第二贮存器208可以处于在竖直方向上不同的平面中。然而，第二贮存器可以或可以不与第一贮存器相邻，并且不在第一贮存器的正下方。因此，第一贮存器的底壁和第二贮存器的顶壁可以不共面接触。在一个示例中，导管330可以将第一贮存器流体地连接到第二贮存器。导管330的入口331可耦接到底壁203，并且导管330的出口333可耦接到第二贮存器208的顶壁。在其他示例中，导管330可以耦接到第一贮存器和/或第二贮存器的其他壁，其中导管330的入口331可以在竖直方向上高于出口333。

由于在第一贮存器的底壁203与第二贮存器208的顶壁205之间无共面接触，所以几乎没有热可以通过壁在第一贮存器与第二贮存器之间传递。相反，第一贮存器中的冰204可以通过将热从冷却剂传递到第一贮存器而被融化。除了冷却剂管线218在第二贮存器中的热交换段219之外，冷却剂管线332可以与第一贮存器处于热交换关系。如图3所示，冷却剂管线332可以在冷却剂阀216下游和第二贮存器上游从冷却剂管线218分出。

冷却剂阀328可以耦接到冷却剂管线332，其中冷却剂阀328可以调节通过冷却剂管线332的冷却剂流。在另一实施例中，冷却剂阀328和冷却剂阀216可以由具有多个位置的单个冷却剂阀代替，以引导冷却剂流通过冷却剂管线332或使冷却剂流停止通过冷却剂管线332。单个冷却剂阀还可以调节通过冷却剂管线218的冷却剂流。在一个示例中，限制器323可以存在于第二贮存器208上游的冷却剂管线218中，以确保反压以在冷却剂管线218也为冷却剂流而打开时使冷却剂流过冷却剂管线332。

温度传感器326可以沿冷却剂管线332耦接。冷却剂可以在箭头所指示的方向上沿冷却剂管线332流过冷却剂阀328。冷却剂管线332可以与第一贮存器的(一个或多个)外表面物理接触，并且热可以在冷却剂管线332中的冷却剂与第一贮存器之间进行交换。在另一示例中，冷却剂管线332可以进入和离开第一贮存器，并且可以被配置为与第一贮存器内部的内容物处于热交换关系。如图3所示，冷却剂管线332在与第一贮存器进行热交换之后可以在第二贮存器之前在接合部334处与冷却剂管线218汇合回来。因此，流过冷却剂管线332的冷却剂可被重新引入冷却剂管线218中以流到热交换段219。

由于在冷却剂管线332中的冷却剂与第一贮存器之间的热交换，冰204可融化，并且水206可以通过导管330流到第二贮存器以与水210结合。水贮存器系统300中往返于冷却剂管线218的冷却剂流动可以类似于以上参考图2描述的冷却剂流动并且将参考图4进一步讨论。

以这种方式，根据图2所示的第一实施例，第一贮存器202内由于低环境温度形成的冰可以通过将热从温的冷却剂传递到第二贮存器，然后将热从第二贮存器传递到图2中所示的水贮存器系统200中的第一贮存器而被融化。在另一实施例中，第一贮存器可以从在与第一贮存器处于热交换关系的冷却剂管线中流动的冷却剂直接接收热，如图3所示。由于热传递后冰融化而在第一贮存器中形成的水可以由于重力而通过导管流到第二贮存器。第二贮存器中的水可以由在冷却剂管线的热交换段中流动的冷却剂进一步加温。

因此，即使由于低环境温度而在第一贮存器中形成冰的情况下，在第二贮存器中仍可有足够的水可用于通过水喷射管线供给到与发动机汽缸耦接的喷射器。在一个示例中，在第二贮存器与水喷射管线之间可存在止回阀(未示出)，如果在第二贮存器内部没有水可用则止回阀可处于关闭位置。另外，一个或多个温度传感器可以耦接到水喷射管线。

在一个示例中，在水喷射管线中的水接近水的冻结温度(例如，比32°F的冻结温度高3°F)的情况下，当水已经在水喷射管线中达延长时段时，则可将水喷射管线中的水排回到第二贮存器，以防止水喷射管线由于结冰而堵塞。一旦第二贮存器中的温度明显高于冰点，和/或者如果发动机控制器估计到在接下来的一分钟对喷射水的潜在需要，使得水将不会在喷射器管线中至延长的时段(例如，发动机未关闭，并且还未升温)，可以恢复从第二贮存器到水喷射管线的水的流动。沿水喷射管线的一个或多个阀(未示出)的位置可以经调节以将水从水喷射管线排回第二贮存器。

参考图4，其示出了冷却剂系统400。冷却剂系统400可耦接到水喷射系统的水贮存器系统450。在图4中，水贮存器450类似于图3的水贮存器系统300。在其他实施例中，水贮存器450可以类似于图2所示的水贮存器系统200。冷却剂沿冷却剂管线流动并且冷却剂管线的进入点和离开点被示意性地示出，而冷却剂管线的实际机械配置和冷却剂管线的实际进入点和离开点并未示出。

类似于图1的发动机10的发动机408可包括与发动机408的各个部件接触的冷却剂通道(未示出)，冷却剂可以流过该通道。冷却剂管线409可以引导冷却剂在发动机408中的冷却剂通道中流动。进入发动机408的冷却剂可以处于比发动机408的温度更低的温度。来自各个发动机部件的热可以传递到流过冷却剂通道的冷却剂，从而将发动机冷却。冷却剂也可以吸收来自发动机排气的废热，例如，在经过EGR冷却器(未示出)或其他合适的排气热交换器的冷却剂通道中流动。加热的冷却剂可以通过冷却剂管线407从发动机流出，其中离开发动机408的冷却剂的温度可高于通过冷却剂管线409进入发动机的冷却剂的温度。

流过冷却剂管线407的温的冷却剂可以经引导以加温一个或多个车辆部件410。一个或多个车辆部件410可包括乘客舱加热器芯、一个或多个热存储装置等。冷却剂可以通过从冷却剂管线407分出的冷却剂管线416流到一个或更多的车辆部件410。阀415可以调节通过冷却剂管线416到一个或多个车辆部件410的流动。阀415的位置可以由控制器(例如图1的控制器12)基于来自耦接到一个或多个车辆部件的温度传感器的信号来调节。冷却剂管线416和阀415仅是朝向一个或多个车辆部件的冷却剂流的示意图。然而，多个冷却剂管线可以从冷却剂管线407分出，并且一个或多个冷却剂阀可以调节沿冷却剂管线中的每个的冷却剂流，从而使冷却剂流到一个或多个车辆部件。在一些示例中，系统限制器(诸如孔口)可用于控制通过冷却剂系统的各个管线的冷却剂流的分配。系统限制器可以代替上述的任何一个或多个阀，或者限制器可以是一个或多个的阀补充。

同时，沿冷却剂管线407流动的冷却剂还可流向水贮存器450。冷却剂管线464可来源于冷却剂管线407，并且使冷却剂朝向水贮存器450流动。

水贮存器系统450可以包括通过导管468与第二贮存器454流体连通的第一贮存器452，类似于图3所示的水贮存器系统300。冷却剂管线464中的冷却剂可以流过第二贮存器，其中热交换段465中的冷却剂可以将热传递到第二贮存器454内部的水462。液位传感器436可耦接到第二贮存器。温度传感器也可以耦接到第二贮存器。从冷却剂管线407到冷却剂管线464的冷却剂流可以通过阀417调节。阀417可以是电致动阀。在另一示例中，冷却剂阀417可以是热致动阀(诸如恒温阀)。冷却剂阀可以是两位置阀(例如，仅可调整到打开位置和关闭位置)。在另一示例中，冷却剂阀417可以是可变位置阀，在从完全打开到部分打开到完全关闭的范围内。在其他实施例中，沿冷却剂管线可以存在附加阀。温度传感器434可以在冷却剂阀417下游耦接到冷却剂管线464的热交换段465。

冷却剂可以通过冷却剂管线422流向第一贮存器，其中冷却剂管线422可以从冷却剂管线464分出，如图4所示。从冷却剂管线464到冷却剂管线432的冷却剂流可以通过阀421调节。温度传感器可以耦接到冷却剂管线432。在另一示例中，到第一贮存器的冷却剂管线可不从冷却剂管线464分出，而是可直接来自冷却剂管线407。

冷却剂管线422可以与第一贮存器452的底壁处于热交换关系，从而传递来自冷却剂的热以融化由于低环境温度而在第一贮存器中形成的冰。融化的冰沿底壁453被收集为水456并且可以通过流体导管468流到第二贮存器454。

通过冷却剂管线407流动越过水贮存器450的冷却剂可以通过冷却剂管线422流到散热器420。通过冷却剂管线422到散热器420的冷却剂流可以通过沿冷却剂管线422的阀419来调节。

流过散热器420的冷却剂可以在与环境空气处于热交换关系的情况下被冷却，并且在将热传递到环境空气之后，冷却剂通过冷却剂管线418从散热器流出以流向发动机从而使发动机冷却。沿冷却剂管线418朝向发动机408流动的冷却剂可以处于比在冷却剂管线407中从发动机流出的冷却剂低的温度。

冷却剂管线418还可以从附加冷却剂管线接收低温冷却剂。沿冷却剂管线466离开水贮存器450的第二贮存器的冷却剂可与冷却剂管线418汇合，从而使冷却剂朝向发动机流动。将热传递到车辆410的一个或多个部件之后流动的冷却剂可以流过冷却剂管线414，与冷却剂管线418汇合。因此，将热传递到各个系统之后的冷却剂可通过冷却剂管线418和冷却剂管线409流到发动机408，以使发动机冷却并从发动机排气中回收热。

在一个示例中，冷却剂可以从HEV电力电子系统而不是从发动机408回收热。通过流过与HEV电力电子系统紧密邻近的冷却剂通道的冷却剂回收的热可以降低HEV电力电子系统的温度。如上所述，从电力电子设备吸收热之后的较暖的冷却剂然后可以用于加热车辆的各个部件。

在一个示例中，水贮存器系统200可以耦接到冷却剂管线464，其中通过冷却剂管线的热交换段的冷却剂流可以将热传递到在第二贮存器中的水。如图2所示，第一贮存器和第二贮存器可以至少部分共面接触，其中来自第二贮存器的热可以被传递到第一贮存器，并且第一贮存器中的冰可以融化。来自第一贮存器中的融化的冰的水可以通过导管230滴落到第二贮存器，如先前参考图2所述。通过调节阀417的位置，通过第二贮存器的冷却剂流可以被调节。在该实施例中，没有冷却剂流被引导朝向第一贮存器。来自第二贮存器的水可以流过水喷射管线463以被喷射到发动机。温度传感器可以耦接到水喷射管线。

因此，由冷却剂从发动机或HEV电力电子系统吸收的废热可传递到水贮存器系统，以防止在环境温度低的情况下结冰，从而维持到与发动机耦接的水喷射系统的水供应。另外，来自冷却剂的热能也可传递到车辆的其他部件以增加部件的温度。将热能传递到各个部件后的冷却剂处于比在传递热能之前的冷却剂低的温度。然后，低温冷却剂可以被引导回发动机以吸收废热。以这种方式，在车辆的冷却剂系统中的冷却剂可以能量高效的方式用于进行冷却(发动机、HEV电力电子设备)和加热(水贮存器、其他车辆部件)功能。

在图5的流程图中示出了用于调节到水贮存器系统的冷却剂流的方法500。当环境温度低于水的冻结温度时，冷却剂可将热传递到水贮存器系统，以防止水贮存器中的水冻结，从而维持水贮存器系统中的液体水供应以用于喷射到发动机。在一个示例中，方法500可以调节沿图4所示的冷却剂回路400到水贮存器系统200(图2所示)或水贮存器系统300(图3所示)的冷却剂流。水贮存器可以包括第一贮存器202，第一贮存器202在竖直方向上高于第二贮存器208并且流体连接到第二贮存器208。沿冷却剂管线218流过第二贮存器的冷却剂流可以由沿冷却剂管线的冷却剂阀216调节，以加温第二贮存器中的水。如图2所示，由于第一贮存器与第二贮存器之间的共面接触，热可以从第二贮存器传递到第一贮存器。在另一实施例中，第一贮存器可以从流过与第一贮存器处于热交换关系的冷却剂管线的冷却剂接收热，如图3和图4所示。

用于执行方法500和本文包括的其余方法的指令可以由控制器(例如图1的控制器12)基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如以上参考图2和图3所述的温度传感器212和232，以及液位传感器214)接收的信号执行。控制器可以利用发动机系统的发动机致动器来调整一个或多个阀的位置，诸如图2和图3的冷却剂阀216，从而根据下述方法调节冷却剂流以加温水贮存器系统中的水。

方法500在502处开始，即基于来自多个发动机传感器的反馈来确定发动机工况。发动机工况可包括但不限于发动机转速和负荷、发动机温度、排气温度、发动机处的冷却剂温度、水喷射系统的第二水贮存器中的水温度、水喷射系统的水贮存器中的液位、发动机爆震、排气的氧浓度等。

在504处，方法500确定水贮存器系统的第二贮存器内部的水的温度(T_WIT)。第二贮存器可以是第二贮存器208(在图2和图3中示出)。耦接到第二贮存器的温度传感器可以将水温T_WIT传送到控制器，例如，图2和图3的温度传感器232可以向控制器12(图1)提供T_WIT。

在506处，方法500确定冷却剂的吸热源处的冷却剂温度T_CT。在一个示例中，冷却剂的吸热源可以是发动机，其中冷却剂可以吸收热，包括从热的发动机排气吸收热，以冷却发动机和排气。在另一示例中，冷却剂的吸热源可以是HEV电力电子系统，其中冷却剂吸收来自电力电子器件的热以冷却电力电子系统。一个或多个温度传感器(诸如图1的温度传感器116)可在吸热源处耦接到冷却剂系统，并且可以将T_CT作为输入信号提供给控制器。

在508处，方法500确定第二贮存器附近(例如在第二贮存器的热交换段)的冷却剂温度T_CT-WIT。在一个示例中，耦接到图2和图3的冷却剂管线218的热交换段219的温度传感器212可将T_CT-WIT传送到控制器。

在509处，方法500评估T_WIT是否小于第一阈值温度。第一阈值温度可以比水的冻结温度(32°F)高几度(例如，6°F)。在一个示例中，第一阈值可以是38°F。在509处，方法500还确定T_CT是否大于第二阈值温度，其中第二阈值温度高于第一阈值温度。在一个示例中，第二阈值可以比第一阈值高50°F。在509处，方法500还确定T_CT-WIT是否小于第三阈值，其中第三阈值大于第一阈值并且大于第二阈值。在一个示例中，T_CT-WIT可接近水的沸腾温度(例如，212°F)。

在509处，如果T_WIT不小于第一阈值，T_CT不大于第二阈值，和/或者T_CT-WIT高于第三阈值，则该方法进行到526，其中冷却剂阀保持在关闭位置，使得没有冷却剂流向水贮存器。当T_WIT高于第一阈值温度(例如，100°F)时，第二贮存器中的水不接近冻结温度。因此，不需要用于加温水的冷却剂流。如果在509处T_CT不大于第二阈值，则在期望水加温的情况下，冷却剂不具有足够的热能来加温第二贮存器中的水。

另外，如果T_CT-WIT不小于第三阈值，则由于热交换段中的冷却剂的过高温度可转移到水，所以第二贮存器中的水可能开始沸腾。因此，在526处，维持关闭的冷却剂阀位置。然后，方法500返回。

在一个示例中，如果第二贮存器中的水处于38°F，并且流过穿过第二贮存器的冷却剂管线的热交换段的发动机冷却剂的温度(T_CT-WIT)接近212°F的沸点温度，则可在热交换段的表面处存在短持续时间(例如，一分钟以上)的水局部沸腾/蒸发，然后热散逸到第二贮存器内的整个水体以将贮存器温度升高至42°F。至少在一些示例中，此局部沸腾是不希望的，因为它可导致热交换器劣化或其他问题。

如果水贮存器的热交换段中的冷却剂太热，则可以通过将冷却剂阀定位在关闭位置来停止通过通向第二贮存器中的热交换段的冷却剂管线的冷却剂的流动。当冷却剂阀处于关闭位置时，热交换段中的热的冷却剂将一些热传递到水贮存器中的水中并冷却下来。在一个示例中，基于测量的温度T_CT-WIT，冷却剂阀可以以工作周期(duty cycle)操作，其中冷却剂阀可以在所述时间的10％内处于打开位置，并且可以在所述时间的90％内处于关闭位置，以控制热从冷却剂管线的热交换段传递到第二贮存器中的水的速率。

然而，在509处，如果T_WIT小于第一阈值，T_CT大于第二阈值，并且T_CT-WIT小于第三阈值，则该方法进行到510，其中冷却剂阀打开以引导冷却剂流通过与第二贮存器处于热交换关系的冷却剂管线。流过冷却剂管线的冷却剂传递热以加温第二贮存器中的水。当T_WIT小于第一阈值时，水贮存器的加温将防止结冰，因为冰可中断到与发动机耦接的喷射器的水供应。当T-CT高于第二阈值时，这表示冷却剂中存在足够的热，该热可以通过冷却剂管线传递以加温第二贮存器中的水。然而，当T_CT-WIT不高于第三阈值时，冷却剂管线的热交换段中的冷却剂没有多于期望的热以传递到第二贮存器中的水，并且因此第二贮存器中的水将不会由于来自冷却剂管线的热交换段的过量的热传递而以局部方式沸腾和蒸发。在一个示例中，如512处所指示，打开冷却剂阀以实现到第一贮存器的热传递可以通过第二贮存器进行，其中第一贮存器在竖直方向上高于第二贮存器并且与第二贮存器的壁至少局部共面接触(诸如图2所示的水贮存器系统200)。当通过冷却剂管线的冷却剂流使第二贮存器中的T_WIT升高时，来自第二贮存器的热可通过共面壁传导至第一贮存器，从而使第一贮存器内部的温度升高。

在516处，流过冷却剂管线的热交换段的冷却剂加温第二贮存器内部的水。第二贮存器中的水现在可用于通过水喷射管线喷射到发动机。冷却剂管线的热交换段中的冷却剂温度(T_CT-WIT)可以被监测，并且如果T_CT-WIT增加到超过第三阈值，则冷却剂阀可以关闭。

在518处，方法500确定第二水贮存器的水的液位是否大于阈值液位。阈值液位可以指示水在第二贮存器中的最小体积，以使得能够通过水喷射管线递送到与发动机耦接的喷射器以进行水喷射。水液位可以通过耦接到第二贮存器的液位传感器(例如，耦接到图2和图3中的第二贮存器208的液位传感器214)来评估，并且水的液位信号可以被传送到控制器。

如果在518处水的液位不超过阈值液位，则在第二贮存器中没有足够的水可被引导到与发动机耦接的水喷射器。方法500进行到528，其中到第二贮存器的冷却剂流继续通过打开的冷却剂阀，以将热从冷却剂传递到第二贮存器，并且将热传递到第一贮存器。在一个示例中，如530处所指示，到第一贮存器的热传递可以通过第二贮存器发生，其中第一贮存器在竖直方向上高于第二贮存器，并且与第二贮存器的壁至少部分地共面接触(诸如图2所示的水贮存器系统200)。在另一示例中，如在532处所指示，通过打开第二冷却剂阀以使温的冷却剂流过与第一贮存器处于热交换关系的第二冷却剂管线，可发生到第一贮存器的热传递。第二冷却剂管线中的冷却剂可以将热传递到第一贮存器(诸如在图3所示的水贮存器系统300中)。

当冷却剂继续将热传递到水贮存器时，方法500进行到534，其中融化的冰作为水从第一贮存器滴落到第二贮存器，从而使第二贮存器中的水的液位增加用于进行水喷射。然后，方法500返回到518以评估第二贮存器中的水的液位是否高于阈值液位。

如果在518处第二贮存器中的水的液位高于阈值液位，则方法500进行到520，以确定T_WIT是否小于第一阈值温度。如果是，则方法500进行到524，其中冷却剂阀维持在打开位置以使冷却剂流到第一贮存器，从而继续加温第一贮存器中的水。然后，方法500返回。

然而，如果在520处，T_WIT不小于第一阈值，则这指示第二贮存器中的水被充分地加温。方法500进行到522，其中由于水不需要再进一步加温，所以冷却剂阀关闭以使冷却剂流停止通过第二贮存器。在一个示例中，当T_WIT比第一阈值高几度时，冷却剂阀可以关闭(例如，第一阈值可以是38°F，并且当T_WIT为42°F时冷却剂阀可以关闭)。温水可以通过水喷射管线被从第一贮存器引导到与发动机耦接的喷射器，以用于进行水喷射。然后，方法500返回。

以这种方式，冷却剂回收来自发动机或HEV电力电子系统的废热可以将热转移到水贮存器系统，以在即使环境温度处于或低于水的冻结温度的情况下仍维持第二贮存器中的水的供应以便将水喷射到发动机。第二贮存器中的水由流过冷却剂管线以将热传递到水的冷却剂加温。在竖直方向上高于第二贮存器并且流体耦接到第二贮存器的第一贮存器可通过第一贮存器与第二贮存器之间的物理接触而由来自第二贮存器的热传递加温。可替代地，第一贮存器可通过流过与第一贮存器处于热交换关系的第二冷却剂管线的冷却剂加温。到第一贮存器的热传递可将第一贮存器中的冰融化，并且融化的冰(水)由于重力而滴落到第二贮存器。因此，即使在环境温度低的情况下，第二贮存器中的水仍可以可用于通过水喷射管线喷射到发动机中。

将热从冷却剂传递到水喷射系统的水贮存器的技术效果包括即使在低环境温度下仍维持水贮存器中的水的供应。使用由冷却剂从发动机或从HEV电力电子系统回收的废热，并且将其传递到水贮存器提供了一种能量高效的系统，该系统用于使用冷却剂以在车辆中实现冷却和加热功能两者。即使在环境温度低的情况下仍然维持水贮存器中的水的供应用于水喷射允许喷射水以降低发动机汽缸内部的燃烧温度，从而提高燃料经济性。另外，水喷射减少了诸如NOx、CO等燃烧产物的形成，从而改善了车辆的排放。

示例水喷射系统包括：流体耦接到第二贮存器的第一贮存器，第二贮存器定位在竖直方向上比第一贮存器低的平面处，第二贮存器流体耦接到发动机的水喷射器；与第二贮存器处于热交换关系的第一冷却剂管线；以及在第二贮存器上游的沿第一冷却剂管线的第一冷却剂阀，其被配置为调节通过第一冷却剂管线的冷却剂的流动。热交换关系可以包括从第一冷却剂管线中的冷却剂通过第一冷却剂管线的壁到第二贮存器不将冷却剂与第二贮存器的内容物混合的热传递。水喷射系统的第一示例包括其中第一贮存器的第一容积大于第二贮存器的第二容积。水喷射系统的第二示例包括第一示例，并且进一步包括其中第一贮存器的底壁和第二贮存器的顶壁至少部分地彼此共面接触。水喷射系统的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括其中将第一贮存器流体耦接到第二贮存器的流体导管的入口在第一贮存器的底壁中，并且流体导管的出口在第二贮存器的顶壁中。水喷射系统的第四示例可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，并且进一步包括其中还包括第二冷却剂管线，第二冷却剂管线包括第二冷却剂阀，所述第二冷却剂管线与第一贮存器处于热交换关系。水喷射系统的第五示例可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，并且进一步包括其中第二冷却剂管线起始于第一冷却剂阀下游的沿第一冷却剂管线的分支点处，并且在与第一贮存器进行热交换之后，第二冷却剂管线在第二贮存器上游且在分支点下游流体连接到第一冷却剂管线。水喷射系统的第六示例可选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个，并且进一步包括其中第一冷却剂管线穿过第二贮存器的内部容积。水喷射系统的第七示例可选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个，并且进一步包括其中第一冷却剂管线沿第二贮存器的底表面。水喷射系统的第八示例可选地包括第一示例至第七示例中的一个或多个，并且进一步包括其中冷却剂为发动机冷却剂。水喷射系统的第九示例可选地包括第一示例至第八示例中的一个或多个，并且进一步包括其中冷却剂为混合动力电动车辆电力电子设备冷却剂。水喷射系统的第十示例可选地包括第一示例至第九示例中的一个或多个，并且进一步包括其中具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令的控制器响应于第二贮存器中的温度低于第一阈值而打开第一冷却剂阀。水喷射系统的第十一示例可选地包括第一示例至第十示例中的一个或多个，并且进一步包括：其中控制器包括进一步的指令以响应于用于加热冷却剂的热回收源处的冷却剂温度高于第二阈值而打开第一冷却剂阀。

一种示例方法，其包括：响应于第一贮存器的温度小于第一阈值以及在热回收源处的冷却剂的温度大于第二阈值而打开第一冷却剂阀；并且使冷却剂流过与第一贮存器处于热交换关系的第一冷却剂管线，其中第一贮存器流体耦接到第二贮存器和发动机的水喷射器；以及响应于第一贮存器的温度大于第一阈值而关闭第一冷却剂阀，从而使冷却剂流停止通过第一冷却剂管线。该方法的第一示例包括其中第一阈值低于第二阈值。该方法的第二示例包括第一示例，并且可选地包括其中热回收源为发动机。该方法的第二示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括其中热回收源为混合动力电动车辆电力电子系统。该方法的第三示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括调整沿与第二贮存器处于热交换关系的第二冷却剂管线的第二冷却剂阀的位置。水喷射系统的第四示例可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括：调整第二冷却剂阀的位置包括响应于第一贮存器中的水的液位小于阈值水液位，打开第二冷却剂阀以通过第二冷却剂阀将冷却剂流引导到第二冷却剂管线。

另一示例系统包括：流体耦接到第二贮存器的第一贮存器，第二贮存器流体耦接到与发动机耦接的水喷射管线；与第一贮存器处于热交换关系的第一冷却剂管线；与第二贮存器处于热交换管线的第二冷却剂管线；沿第一冷却剂管线的第一冷却剂阀，其被配置为调节通过第一冷却剂管线的冷却剂的流动；以及沿第二冷却剂管线的第二冷却剂阀，其被配置为调节通过第二冷却剂管线的冷却剂的流动。该系统的第一示例包括，其中第二贮存器在竖直方向上低于第一贮存器，而与第一贮存器无共面接触。

注意，本文包括的示例控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器以及其他发动机硬件来实行。本文描述的具体程序可以表示任何数目的处理策略中的一种或多种，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。由此，所说明的各种行为、操作和/或功能可以所说明的顺序执行、同时执行或在一些情况下省略。同样地，处理的顺序并非是实现本文所描述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为易于说明和描述提供。根据所使用的特定策略，可以重复执行所说明的行为、操作和/或功能中的一种或多种。进一步地，所描述的行为、操作和/或功能可以用图形表示成代码以待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中，其中所描述的行为通过在包括各种发动机硬件组件的系统中结合电子控制器执行指令来实行。

应当理解，因为可能有许多变化，所以本文公开的配置和程序实际上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制意义。例如，上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他的发动机类型。本公开的主题包括本文公开的不同系统和配置，以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

随附权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等价物。此类权利要求应理解成包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件、和/或性质的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修正或通过在本申请或相关申请中呈现的新权利要求加以要求。此类权利要求，无论比原始权利要求范围更宽、更窄、相同或不同，仍被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种水喷射系统，其包括：

第一贮存器，其流体耦接到第二贮存器，所述第二贮存器定位在竖直方向上比所述第一贮存器低的平面处，所述第二贮存器流体耦接到发动机的水喷射器；

第一冷却剂管线，其与所述第二贮存器处于热交换关系；以及

第一冷却剂阀，其沿所述第一冷却剂管线，被配置为调节通过所述第一冷却剂管线的冷却剂的流动，

其中，响应于所述第二贮存器的温度小于第一阈值以及在热回收源处的冷却剂的温度大于第二阈值，打开所述第一冷却剂阀，以及

响应于所述第二贮存器的所述温度大于所述第一阈值，关闭所述第一冷却剂阀，从而使冷却剂流停止通过所述第一冷却剂管线。

2.根据权利要求1所述的水喷射系统，其中所述第一贮存器的第一容积大于所述第二贮存器的第二容积。

3.根据权利要求1所述的水喷射系统，其中所述第一贮存器的第一壁和所述第二贮存器的第二壁彼此至少部分共面接触。

4.根据权利要求3所述的水喷射系统，其中将所述第一贮存器流体耦接到所述第二贮存器的流体导管的入口在所述第一贮存器的所述第一壁中，并且所述流体导管的出口在所述第二贮存器的所述第二壁中。

5.根据权利要求1所述的水喷射系统，其进一步包括第二冷却剂管线，所述第二冷却剂管线包括第二冷却剂阀，所述第二冷却剂管线与所述第一贮存器处于热交换关系。

6.根据权利要求5所述的水喷射系统，其中所述第二冷却剂管线起始于沿所述第一冷却剂管线的分支点处，并且在与所述第一贮存器进行热交换之后，所述第二冷却剂管线流体耦接到在所述第二贮存器上游且在所述分支点下游的所述第一冷却剂管线。

7.根据权利要求1所述的水喷射系统，其中所述第一冷却剂管线穿过所述第二贮存器的内部容积。

8.根据权利要求1所述的水喷射系统，其中所述第一冷却剂管线沿所述第二贮存器的底表面。

9.根据权利要求1所述的水喷射系统，其中所述第一冷却剂管线流体连接到发动机冷却剂系统。

10.根据权利要求1所述的水喷射系统，其中所述第一冷却剂管线流体连接到混合动力电动车辆电力电子设备冷却剂系统。

11.根据权利要求1所述的水喷射系统，其进一步包括控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令以响应于所述第二贮存器中的温度低于所述第一阈值而打开所述第一冷却剂阀。

12.根据权利要求11所述的水喷射系统，其中所述控制器包括响应于用于加热所述冷却剂的所述热回收源处的冷却剂温度高于第二阈值而打开所述第一冷却剂阀的进一步指令。

13.一种水喷射方法，其包括：

响应于第二贮存器的温度小于第一阈值以及在热回收源处的冷却剂的温度大于第二阈值而打开第一冷却剂阀，并且使冷却剂流动通过与所述第二贮存器处于热交换关系的第一冷却剂管线，其中所述第二贮存器流体耦接到第一贮存器和发动机的水喷射器，并且其中所述第二贮存器定位在竖直方向上比所述第一贮存器低的平面处；以及

响应于所述第二贮存器的温度大于所述第一阈值而关闭所述第一冷却剂阀，从而使冷却剂流停止通过所述第一冷却剂管线。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一阈值低于第二阈值。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述热回收源为发动机。

16.根据权利要求13所述的方法，其中所述热回收源为混合动力电动车辆电力电子系统。

17.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括调整沿与所述第一贮存器处于热交换关系的第二冷却剂管线的第二冷却剂阀的位置。

18.根据权利要求17所述的方法，其中调整所述第二冷却剂阀的所述位置包括：响应于所述第二贮存器中的水的液位小于阈值水液位，打开所述第二冷却剂阀以通过所述第二冷却剂阀将冷却剂流引导到所述第二冷却剂管线。

19.一种水喷射系统，其包括：

第一贮存器，其流体耦接到第二贮存器，所述第二贮存器流体耦接到与发动机耦接的水喷射管线，其中所述第二贮存器定位在竖直方向上比所述第一贮存器低的平面处；

第一冷却剂管线，其与所述第二贮存器处于热交换关系；

第二冷却剂管线，其与所述第一贮存器处于热交换关系；

第一冷却剂阀，其沿所述第一冷却剂管线，被配置为调节通过所述第一冷却剂管线的冷却剂的流动；以及

第二冷却剂阀，其沿所述第二冷却剂管线，被配置为调节通过所述第二冷却剂管线的冷却剂的流动，

其中，响应于所述第二贮存器的温度小于第一阈值以及在热回收源处的冷却剂的温度大于第二阈值，打开所述第一冷却剂阀。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述第二贮存器与所述第一贮存器无共面接触。

Images