用水冷式交流发电机加热车辆车厢的方法和系统技术方案

本公开提供了“用水冷式交流发电机加热车辆车厢的方法和系统”。提供了用于使用车辆的交流发电机来加热所述车辆的车厢的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括：以第一操作模式进行操作以加热车辆的车厢，所述第一操作模式包括将所述车辆的交流发电机的交流发电机输出短路至接地，并且关闭位于所述车辆的发动机的冷却剂系统和交流发电机冷却剂回路之间的冷却剂阀。

Method and system of heating vehicle compartment with water cooled alternator

【技术实现步骤摘要】
用水冷式交流发电机加热车辆车厢的方法和系统
本说明书总体上涉及用于控制车辆交流发电机以提供用于加热车辆车厢的热量的方法和系统。
技术介绍
车辆车厢温度通常可使用空调/加热系统来控制，所述空调/加热系统提供通过一个或多个仪表板通风口的温控气流。空调系统可以响应于对冷空气的请求而利用车辆中的压缩系统的操作来基本上立即产生冷空气并使冷空气流过仪表板通风口。然而，车辆加热系统通常利用来自发动机和车辆的相关系统的热量来为车厢产生热空气。因此，在发动机冷起动之后，流过仪表板通风口的空气加热缓慢，因为发动机和其他部件需要时间来加热到能够有效地加热冷却剂并因此加热车厢的温度。解决热车厢空气的可用性的其他尝试可以包括利用传统车辆(例如，利用来自相关联的交流发电机/整流器的12伏输出来为电气部件供电的车辆)的电源向电阻加热器进行输出。然而，本文中的专利技术人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，使用这种低电压电源操作加热器的足够功率的输出(例如，5千瓦)导致异常大的电流(例如，400安培)。因此，尽管所有其他车辆操作将能够由具有电流下限(例如，250安培极限)的交流发电机处理，但是将采用更昂贵的交流发电机来处理上述方法的大电流。此外，利用交流发电机输出来为电加热器供电可能在交流发电机的操作中受到效率损失。上述方法也未能解决加热器的冷却剂回路中的热量损失，因为来自车厢加热器的加热器芯体的冷却剂也可以被引导来在暖机阶段期间加热发动机。这种常见做法将一些热能用于加热发动机/变速器，而不是优先考虑加热器芯体。专利技术内容在一个示例中，上述问题可以通过用于向车辆车厢提供热量(例如，在发动机冷起动之后)的方法来解决，所述方法包括：以第一操作模式操作以加热车辆的车厢，所述第一操作模式包括将车辆的交流发电机的交流发电机输出短路至接地，并且关闭位于车辆的发动机的冷却剂系统和交流发电机冷却剂回路之间的冷却剂阀，交流发电机冷却剂回路使由交流发电机加热的冷却剂流动到车辆的车厢加热器的加热器芯体。以这种方式，交流发电机的基本上所有输出可以作为直接提供给加热器芯体的热量提供，以便提供车辆车厢的快速、有效的加热，即使在车辆的其他生热部件(例如，发动机)仍在加热时也是如此。应当理解，提供以上
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或基本特征，所述主题的范围是由具体实施方式所附的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题并不限于解决以上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示出了发动机系统的示例性实施例。图2示意性地示出了发动机系统的示例性交流发电机和交流发电机的相关联的电连接。图3示意性地示出了包括交流发电机的示例性冷却剂系统。图4是用于控制发动机系统以为车辆车厢提供加热的示例性方法的流程图。图5是示出交流发电机和发动机系统的其他部件随时间的示例性操作的时序图。具体实施方式以下描述涉及用于使用车辆的交流发电机来减少在车辆的车厢内引入热空气的延迟的系统和方法。图1示出了示例性发动机系统，其包括车辆的生热部件，所述生热部件可以用于为车辆的车厢提供热量。如上所述，可以通过使用交流发电机作为加热器来快速加热由车厢加热器使用的冷却剂，而减少车厢加热延迟。图2集中于交流发电机和相关系统的示例性电连接，因为交流发电机输出可以被短路以便提供增加的加热效率。图3示出了示例性冷却剂管道，其使得交流发电机能够以最小的热量损失和功率损失向车厢加热器提供已加热的冷却剂。图4的流程图中示出了用于控制发动机系统以提供基于交流发电机的车厢加热的示例性方法。图5中示出了在瞬时热空气模式(例如，基于交流发电机的车厢加热模式)之前、期间和之后的发动机系统的示例性操作，其中交流发电机的电连接性、冷却剂流(例如，经由冷却剂阀的位置控制)和冷却剂温度是随时间绘制。图1示意性地示出了示例性发动机系统100的各方面，所述发动机系统100包括联接在车辆102中的发动机10。在一些示例中，车辆102可以为具有对一个或多个车轮47可用的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆102是仅具有发动机的传统车辆，或是仅具有电机的电动车辆。尽管在传统车辆的背景下(例如，其中仅发动机向一个或多个车轮47提供扭矩)进行了大量描述，但是所公开的系统和方法可以替代地用于利用发动机和电机两者来向一个或多个车轮47提供扭矩的混合动力车辆中。例如，所公开的系统和方法可以用在混合动力车辆中，以便减小电气部件上的负荷和/或以便在电池荷电状态低于阈值时提供备用加热机构。在一个非限制性示例中，可以基于车辆的操作状态或状况，诸如对应于用于行驶如由车辆的导航系统确定的当前行程的剩余距离的电池使用量的荷电水平，来预定和/或动态地选择阈值。在所示示例中，车辆102包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器53接合时，发动机10和电机52经由变速器48连接到车轮47。在所描绘的示例中，第一离合器53设置在发动机10与电机52之间，并且第二离合器53设置在电机52与变速器48之间。控制器12可以向每个离合器53的致动器发送信号以使离合器接合或脱离，以便使发动机10与电机52和与其连接的部件连接或断开，和/或使电机52与变速器48和与其连接的部件连接或断开。变速器48可以是齿轮箱、行星齿轮系统、或另一种类型的变速器。动力传动系统可以各种方式配置，包括如并联、串联或串并联混合动力车辆。在电动车辆实施例中，电池45可以为牵引电池，其可以将电力输送到电机52以向车轮47提供扭矩。在一些实施例中，电机52还可以操作为发电机，以例如在制动操作期间提供电力来对系统电池45进行充电。应当理解，在包括非电动车辆实施例的其他实施例中，系统电池45可以为联接到交流发电机46的典型起动、照明、点火(SLI)电池。在所描绘的实施例中，发动机10是包括多级增压装置的增压发动机。具体地，发动机10包括分级在第二增压装置上游的第一增压装置。所述配置导致(第一增压装置的)第一压缩机110在(第二增压装置的)第二压缩机114上游定位在发动机进气通道42中。在本示例中，第一增压装置是电动机械增压器13，而第二增压装置是涡轮增压器15。电动机械增压器13包括由电动马达108驱动的第一压缩机110。具体地，压缩机风扇由从电动马达接收的动力沿着机械增压器压缩机轴80驱动。马达108由车载能量存储装置(诸如系统电池45)供电。在选定的状况期间，当电动机械增压器旁通阀(ESBV)72的开度减小时，空气可以进入第一压缩机110，由此引导来自气箱112的进入空气通过旁道和第一压缩机，在那里所述进入空气被加压以输送到第二压缩机114。在第二压缩机114的压缩机入口处接收的新鲜空气随后被压缩并引入发动机10中。通过增大ESBV72的开度，增加的空气量可以不进入旁道70，而是继续进入第二压缩机114而不通过第一压缩机110。在ESBV打开时的状况期间，压缩空气可以仅经由涡轮增压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括：/n以第一操作模式操作以加热车辆的车厢，所述第一操作模式包括：/n将所述车辆的交流发电机的交流发电机输出短路至接地；并且/n关闭位于所述车辆的发动机的冷却剂系统和交流发电机冷却剂回路之间的冷却剂阀，所述交流发电机冷却剂回路使由所述交流发电机加热的冷却剂流动到所述车辆的车厢加热器的加热器芯体。/n

【技术特征摘要】
20180914 US 16/132,0631.一种方法，其包括：
以第一操作模式操作以加热车辆的车厢，所述第一操作模式包括：
将所述车辆的交流发电机的交流发电机输出短路至接地；并且
关闭位于所述车辆的发动机的冷却剂系统和交流发电机冷却剂回路之间的冷却剂阀，所述交流发电机冷却剂回路使由所述交流发电机加热的冷却剂流动到所述车辆的车厢加热器的加热器芯体。


2.如权利要求1所述的方法，其中将所述交流发电机输出短路包括控制接触器以与所述交流发电机接合以将所述交流发电机与整流器之间的连接短路，所述整流器在电连接到所述交流发电机时为电气负载提供整流电压输出。


3.如权利要求2所述的方法，其中所述电气负载包括电池，所述电池在电连接到所述交流发电机时经由所述交流发电机输出进行再充电。


4.如权利要求1所述的方法，其中所述交流发电机输出连接到整流器，并且其中将所述交流发电机输出短路包括控制接触器以与整流器接合以将所述整流器与所述整流器的电气负载之间的连接短路。


5.如权利要求1所述的方法，其还包括响应于在所述发动机的冷起动的阈值时间段内检测到进行车厢加热的请求而以所述第一操作模式操作，所述方法还包括响应于检测到所述第一操作模式的结束而以第二操作模式操作，所述第二操作模式包括将所述交流发电机输出连接到电气负载并且打开位于所述冷却剂系统和所述交流发电机冷却剂回路之间的所述冷却剂阀。


6.如权利要求5所述的方法，其中检测所述第一操作模式的所述结束包括检测到所述发动机的发动机温度或离开所述发动机的冷却剂的冷却剂温度高于阈值温度。


7.如权利要求1所述的方法，其中所述第一操作模式还包括确定所述交流发电机冷却剂回路中的冷却剂高于阈值温度，并且响应于确定所述交流发电机冷却剂回路中的所述冷却剂高于所述阈值温度，而打开位于所述车辆的发动机的冷却剂系统和交流发电机冷却剂回路之间的所述冷却剂阀。


8.如权利要求7所述的方法，其中基于针对所述车厢的请求温度和/或要提供给所述车厢的请求热量来选择所述阈值温度。


9.如权利要求1所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗斯·戴卡斯特拉·普西福尔，
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