用于车厢加热的方法和装置制造方法及图纸

本公开提供了“用于车厢加热的方法和装置”。提供了用于基于微粒过滤器(PF)再生预测来调整车厢加热系统的方法和系统。在一个示例中，一种方法包括：预测在即将到来的PF再生事件期间可以经由排气热交换器回收的排气热的量，并且在所述PF再生事件之前，调整供应给所述车厢加热系统的电加热器的电功率量。所述调整量可以基于可以回收的所述预测排气热的量。

Method and equipment for heating carriages

【技术实现步骤摘要】
用于车厢加热的方法和装置
本说明书总体上涉及用于基于微粒过滤器再生预测来调整暖通空调(HVAC)系统的方法和系统。
技术介绍
在燃烧期间产生的余热可以有效地用于向车厢提供热。循环通过发动机并通过排气热交换器(exhaustheatexchanger)的发动机冷却剂可以从发动机和排气中提取热能，该热能可以传递到车载暖通空调(HVAC)系统的加热器芯体。所提取的能量可以用于向发动机提供热并且还用于加热车厢，由此改善发动机和燃料效率。然而，随着发动机的运转效率提高，由冷却剂提取的余热可能不足以用于车厢加热。某些HVAC系统可以被配置有电加热器以在由冷却剂系统提取的热可能不足以满足车厢加热要求的状态期间提供补充加热。然而，经由车载电池操作电加热器会导致发动机功率的寄生损失。在不同的方法中，在第2013-778,683号美国专利申请中，Quix等人公开了一种用于在排气微粒过滤器(PF)的再生期间为车厢加热目的提供补充热的方法。在再生期间，发动机以降低的效率运转以产生排气热，该排气热可以用于燃烧积聚在PF上的烟粒。在PF再生期间产生的热的一部分可以传递到车辆加热器芯体以用于向车厢提供热。
技术实现思路
本文的专利技术人已经确定了解决上述方法的问题的系统和方法。一种示例性方法包括：预测从微粒过滤器(PF)的即将到来的再生回收的排气热的量，所述微粒过滤器联接到推进车辆的发动机的排气道；以及调整供应给联接到所述车辆的车厢的车厢加热系统的电加热器的电功率量，所述调整量基于所述预测的回收排气热的量。通过这种方式，通过预测即将到来的PF再生事件，可以在再生事件之前调整电加热器的操作，使得补充热可以有效地用于车厢加热。通过用排气热替换由电加热器提供的一部分或全部热，减少了寄生损失。此外，通过预测PF的再生，并且尽早开始减少电热，缓解减少电热的延迟进一步减少了寄生损失。在另一个示例中，微粒过滤器可以联接到发动机排气道以捕获排气中存在的微粒物质(烟粒)。一旦烟粒积聚达到预定水平，可以通过升高流过PF的排气的温度来引发过滤器的再生。发动机系统可以被配置有排气热交换器以用于回收排气热。排气中的热能可以通过流过热交换器的冷却剂回收，然后回收的热能可以用于向车厢提供热。对于具有较低热输出的较高效率的发动机，基于车厢加热要求，经由电池供电的电加热器可以联接到加热器芯体以向车厢供应热。控制器可以基于所述PF上的烟粒负荷和所述PF上的烟粒的积聚速率来预测即将到来的PF再生事件。可以根据在所述即将到来的再生期间流过所述热交换器的排气的温度、流过所述热交换器的排气的体积以及流过所述热交换器的冷却剂的温度来预测在所述即将到来的PF再生事件期间可用于排气热交换器的排气热的量。在预测所述PF再生事件期间的排气热的可用性时，在所述PF再生开始之前，可以减少供应给所述电加热器的功率。此外，在引发所述PF再生事件之前，可以基于在所述即将到来的再生期间的预测的回收排气热的量和车厢加热要求中的每一者来调整所述HVAC系统的鼓风机的转速和所述HVAC系统的混合门的位置。通过这种方式，通过甚至在引发所述PF再生之前预先调整供应给所述电加热器的功率，可以减少在减速阶段期间所述电加热器的响应的延迟。通过在多余排气热可用之前使所述电加热器减速，可以完全利用来自排气的多余热能，并且可以减少发动机功率的寄生损失。预测PF再生的技术效果是可以基于在所述PF再生事件期间的预期的排气热的可用性来调整包括混合门和鼓风机的HVAC系统部件。通过这种方式，通过在PF再生事件期间适时地利用残余排气热，可以改善车厢加热，同时降低功率使用。应当理解的是，上述
技术实现思路
的提供是为了以简易形式介绍对在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或基本特征，该主题的范围是由具体实施方式之后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上文提及或本公开的任何部分中的任何缺点的实现方式。附图说明图1示出了包括排气热交换器的发动机系统的示例性实施例。图2示出了与图1中的排气交换器流体地联接的示例性车辆暖通空调(HVAC)系统。图3示出了图示可以被实施用于基于微粒过滤器再生预测来调整HVAC系统的示例性方法的流程图。图4示出了根据本公开的基于预期的微粒过滤器再生对HVAC系统的示例性调整。具体实施方式以下描述涉及用于基于预测的微粒过滤器(PF)再生事件来调整车载车辆暖通空调(HVAC)系统的一个或多个部件的系统和方法。在图1中示出了包括排气热交换器和微粒过滤器的示例性发动机系统。如图2中所示，排气热交换器联接到HVAC系统。发动机控制器可以被配置为执行控制程序，诸如图3的示例性程序，以利用PF再生事件期间可用的排气热并且在引发PF再生事件之前调整HVAC系统部件。在图4中示出了在预测即将到来的PF再生事件时对HVAC系统的示例性调整。图1示出车辆系统101的示意图110，所述车辆系统101具有包括发动机10的示例性发动机系统100。在一个示例中，发动机系统100可以是柴油发动机系统。在一个示例中，发动机系统100可以是汽油发动机系统。在描绘的实施例中，发动机10是联接到涡轮增压器13的升压发动机，所述涡轮增压器13包括由涡轮116驱动的压缩机114。具体地，新鲜空气经由空气净化器112沿着进气道42引入发动机10，并且流到压缩机114。压缩机可以是合适的进气压缩机，诸如马达驱动或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统10中，压缩机是通过轴19机械地联接到涡轮116的涡轮增压器压缩机，涡轮116通过使发动机排气膨胀来驱动。如图1所示，压缩机114通过增压空气冷却器(CAC)118联接到节流阀20。节气门20联接到发动机进气歧管22。压缩空气充气从压缩机流过增压空气冷却器118和节气门20到达进气歧管22。在图1中所示的实施例中，歧管空气压力(MAP)传感器124感测进气歧管22内的空气充气压力。一个或多个传感器可联接到压缩机114的入口。例如，温度传感器55可联接到入口以便估算压缩机入口温度，并且压力传感器56可联接到入口以便估算压缩机入口压力。作为另一个示例，湿度传感器57可以联接到该入口以估计进入压缩机的空气充气的湿度。其他传感器可例如包括空燃比传感器等。在其他示例中，压缩机入口状态(诸如湿度、温度、压力等)中的一个或多个可基于发动机工况被推断出。此外，当排气再循环(EGR)被启用时，传感器可以估计包括新鲜空气、再循环的压缩空气和在压缩机入口处接收的残余排气的空气充气混合物的温度、压力、湿度和空燃比。废气门致动器91可以被致动打开以将至少一些排气压力经由废气门通道92从涡轮的上游排放到涡轮下游的位置。通过减少涡轮上游的排气压力，涡轮转速可减少，这进而帮助减少压缩机喘振。进气歧管22通过一系列进气门(未示出)联接到一系列燃烧室30。燃烧室还经由一系列排气门(未示出)联接到排气歧管36。在所描绘的实施例中，示出了单个排气歧管36。然而，在其他实施例中，排气歧管可以包括多个排气歧管部分。具有多个排气歧管部分的配置可以使得来自不同燃烧室的流出物可以被引导至发动机系统中的不同位置。在一个实施例中，排气门和进气门中的每一者可以是电子致动或控制的。在另一个实施例中，排气门和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括：预测从微粒过滤器(PF)的即将到来的再生回收的排气热的量，所述微粒过滤器联接到推进车辆的发动机的排气道，以及调整供应给联接到所述车辆的车厢的车厢加热系统的电加热器的电功率量，所述调整量基于所述预测的回收排气热的量。

【技术特征摘要】
2018.02.08 US 15/892,1561.一种方法，其包括：预测从微粒过滤器(PF)的即将到来的再生回收的排气热的量，所述微粒过滤器联接到推进车辆的发动机的排气道，以及调整供应给联接到所述车辆的车厢的车厢加热系统的电加热器的电功率量，所述调整量基于所述预测的回收排气热的量。2.如权利要求1所述的方法，其中基于所述PF上的估计烟粒负荷、自从紧接在前的所述PF再生以来经过的时间以及燃烧期间的烟粒产生速率中的一者或多者来预测所述PF的所述即将到来的再生，所述烟粒产生速率基于发动机负荷、发动机温度和发动机转速中的一者或多者。3.如权利要求1所述的方法，其还包括在所述即将到来的再生期间进行以下一项或多项：在排气冲程期间将燃料喷射到一个或多个发动机气缸并且经由在所述PF上游联接到所述排气道的燃料喷射器将燃料喷射到所述排气道以升高流过所述PF的排气的温度。4.如权利要求1所述的方法，其中经由流过在所述PF下游联接到所述排气道的热交换器的发动机冷却剂回收所述排气热，所述方法还包括经由所述冷却剂将所述排气热传递到联接到所述车厢加热系统的加热器芯体。5.如权利要求4所述的方法，其中所述预测的回收排气热的量基于在所述即将到来的再生期间流过所述热交换器的排气的温度、流过所述热交换器的排气的体积和流过所述热交换器的冷却剂的温度中的一者或多者。6.如权利要求1所述的方法，其中供应给所述电加热器的电功率的所述调整量还基于车厢加热要求，所述调整量随着所述预测的回收排气热的量的增加而增加，并且所述调整量随着所述车厢加热要求的增加而降低。7.如权利要求6所述的方法，其中所述车厢加热要求基于由所述车辆的驾驶员经由联接到所述车厢的人机界面(HMI)指示的期望车厢温度和经由联接到所述车厢的温度传感器估计的实际车厢温度中的每一者，所述车厢加热要求随着所述期望车厢温度与所述实际车厢温度之间的差异的增加而增加。8.如权利要求6所述的方法，其还包括基于在所述即将到来的再生期间的所述预测的回收排气热的量和所述车厢加热要求中的每一者来调整联接到所述车厢加热系统的鼓风机的转速，所述鼓风机的转速随着所述预测的回收排气热的量的增加和所述车厢加热要求的降低中的一者或多者而降低。9.如权利要求6所述的方法，其还包括基于在所述即将到来的再生期间的所述预测的回收排气热的量和所述车厢加热要求中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·埃里克，曼弗雷德·科贝尔施泰因，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US