CN104802613B - 用于车辆气候控制的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆气候控制的方法和系统。描述了一种操作车辆气候控制系统的方法和系统。在一个示例中，车辆气候控制系统包括与热泵一起操作的高温冷却剂回路和低温冷却剂回路。该系统和方法可以被合并到电动、混合动力以及内燃机推进的车辆内。

Description

用于车辆气候控制的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于改善对车辆乘客舱进行加热和冷却的方法和系统。这些方法和系统对于仅被电推进的车辆或者包含在车辆运行期间可能被停止的发动机的车辆是特别有用的，以提高车辆的燃料经济性。

背景技术

车辆的乘客车厢可以通过热泵被加热和冷却。在乘客车厢加热模式中，热泵可以使用乘客舱之外的热泵热交换器作为蒸发器。在乘客舱冷却模式中，热泵可以使用同一热泵热交换器作为冷凝器。热泵热交换器被放置在环境空气流路径中，以从环境空气中提取热量或者向环境空气散发热量。然而，车辆也可以包括使用环境空气来散发来自车辆的热量的其他热交换器。例如，如果车辆包括发动机，则车辆可以包括发动机散热器和变速器冷却器。由于车辆组装要求，热泵热交换器可能被放置在与其他车辆热交换器相同的空气流路径中。如果热泵热交换器被放置在其他车辆热交换器的前端，则热泵热交换器在乘客车厢加热模式期间可能从在空气流路径中流动的空气中提取比所期望的少的热量，因为热泵热交换器仅被暴露到环境空气。然而，如果热泵热交换器被放置在其他车辆热交换器之后，则热泵热交换器可能向在空气流路径中流动的空气散发较少的热量，因为其他车辆热交换器可能增加流过热泵热交换器的空气的温度。因此，热泵可能不以所期望的那样高的效率运行。

发明内容

本发明人已经认识到以上提到的缺点，并且已经开发了一种用于操作车辆气候控制系统的方法，其包括：在第一气候控制模式下，将热能从热泵传递到高温冷却剂回路；以及在第二气候控制模式下，将热能从热泵传递到低温冷却剂回路。

通过在第一气候控制模式下将热能传递到高温冷却剂回路以及在第二气候控制模式下将热能传递到低温冷却剂回路，可以提供改善热泵效率的技术结果，因为热能可以被传递到两个不同的热交换器。具体地，在乘客车厢加热模式期间，经由外部热交换器从环境空气中提取的热能可以被引导到高温冷却剂回路，在其中热能可以被传递到乘客车厢。另一方面，在乘客车厢冷却模式期间，来自乘客车厢的热能可以被传递到低温冷却剂回路和低温散热器。因此，两种热泵操作模式可以利用具有不同组装位置的不同热交换器，不同组装位置可以改善热泵的效率。例如，低温散热器可以被定位在其他发动机热交换器的前端，使得它可以在乘客车厢冷却模式期间向环境空气散发更多的热量。外部热交换器可以被定位在其他车辆热交换器之后，以便在乘客车厢加热模式期间改善热泵的效率。

在另一实施例中，一种操作车辆气候控制系统的方法包括：在第一模式下，调整两个阀的位置以引导来自高温冷却剂回路的冷却剂通过制冷剂-冷却剂热交换器；以及在第二模式下，调整这两个阀的位置以引导来自低温冷却剂回路的冷却剂通过制冷剂-冷却剂热交换器。

在另一实施例中，在第二模式下，高温冷却剂回路中的冷却剂绕过制冷剂-冷却剂热交换器。

在另一实施例中，在第二模式下，热泵被操作在乘客车厢冷却模式。

在另一实施例中，在第一模式下，热泵被操作在乘客车厢加热模式。

在另一实施例中，在第一模式下，热泵被操作在乘客车厢除湿模式。

在另一实施例中，提供了一种车辆系统。该系统包括：高温冷却剂回路；低温冷却剂回路；制冷剂-冷却剂热交换器；包含制冷剂的热泵；以及可调整以允许冷却剂从高温冷却剂回路流到制冷剂-冷却剂热交换器的两个控制阀，并且这两个控制阀可调整以允许冷却剂从低温冷却剂回路流到制冷剂-冷却剂热交换器。

在另一实施例中，这两个控制阀不允许冷却剂从高温冷却剂回路流到制冷剂-冷却剂热交换器，同时允许冷却剂从低温冷却剂回路流到制冷剂-冷却剂热交换器。

在另一实施例中，高温冷却剂回路包括发动机、散热器、冷却剂以及加热器核心。

在另一实施例中，低温冷却剂回路包括低温散热器和冷却剂。

在另一实施例中，车辆系统进一步包括控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中用于调整两个控制阀的指令。

在另一实施例中，车辆系统进一步包括存储在非暂时性存储器中用于使热泵操作在乘客车厢加热模式的额外指令。

本说明书可以提供几个优点。具体地，该方法可以允许热泵热交换器被定位为使得热泵效率可以被改善。进一步地，该方法可以允许车辆的气候控制系统使用较少的制冷剂如所期望地操作。此外，可以减少热泵的外部热交换器的尺寸。

当单独或结合附图阅读以下具体实施方式时，本说明书的以上优点以及其他优点和特征将会是显而易见的。

应该理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式引入一批概念，这些诶概念将在具体实施方式中进一步被描述。这并不意味着识别了所主张的主题的关键特征或必要特征，主题的范围由具体实施方式之后的权利要求书唯一地限定。而且，所主张的主题不局限于解决了上文指出的或者在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

通过单独或者参考附图阅读实施例的示例(在此称为具体实施方式)，将更完全地理解本文所述的优点，在附图中：

图1是车辆的示意图；

图2示出了操作在加热模式下的示例车辆气候控制系统；

图3示出了操作在冷却模式下的示例车辆气候控制系统；

图4示出了图1的车辆的示例车辆传动系；以及

图5示出了操作车辆气候控制系统的方法。

具体实施方式

本发明涉及为车辆乘客车厢提供气候控制。具体地说，描述了一种经由热泵向车辆车厢提供加热和冷却的方法和系统，该热泵包括在车辆车厢外部的两个热交换器。车辆可以是如图1所示的载客车辆，或者商用车辆(未示出)。热泵可以如图2和图3所示地配置和操作。车辆在动力传动系统中可以包括发动机，如图4所示。最后，热泵可以根据图5的方法进行操作。

参考图1，示出了车辆10，其包括发动机12、电机14以及电能存储装置11。在一个示例中，车辆可以仅通过发动机12推进，可以仅通过电机14推进，或者通过发动机12和电机14两者推进。电机14可以通过电能存储装置11供应电力。电能存储装置11可以通过车辆的动能或者发动机12充电，从而向电机14提供电力。电机14可以将车辆的动能或发动机扭矩转化成电能，电能被存储电能存储装置11中。电能存储装置11也可以通过家用充电系统或者远程充电系统(例如，充电站)从固定电网中充电。在一个示例中，电能存储装置11是电池。替换地，电能存储装置11可以是电容器或其他存储装置。

车辆10可以包括如图4所示的传动系或者另一合适的传动系，以便推进车辆10和/或为车辆部件提供动力。车辆10被示为具有内燃机12，并且其可以选择性耦接到电机14。内燃机12可以燃烧汽油、柴油、乙醇、氢或者燃料的组合。

现在参考图2，车辆气候控制系统224被示为处于乘客车厢加热模式。各装置和流体通道或管道被示为实线。电气连接被示为虚线。车辆气候控制系统224可以被包括在图1中所示的车辆10内，并且车辆气候控制系统224可以根据图5的方法进行操作。

车辆10可以包括乘客舱220、发动机舱222以及气候控制系统224。乘客舱220可以在车辆10内并且它可以接收一个或多个乘员。气候控制系统224的一部分可以位于乘客舱220内。

发动机舱222可以被定位靠近乘客舱220。一个或多个动力源(例如，内燃机12)以及一部分气候控制系统224可以在发动机舱222内。发动机舱222可以通过隔板226与乘客舱220隔离。气候控制系统224可以使空气循环，和/或控制或修改在乘客舱220内循环的空气的温度。进一步地，内燃机12可以通过气候控制系统224加热，以便减少燃料消耗和排放。气候控制系统224可以包括冷却剂子系统230、热泵子系统232以及通风子系统234。

冷却剂子系统230包括高温冷却剂回路241和低温冷却剂回路243。高温冷却剂回路241包括内燃机12、发动机散热器231、泵240以及加热器核心244。低温冷却剂回路243包括泵237、低温散热器236以及可选的液体冷却增压空气冷却器235。低温冷却剂回路243和高温冷却剂回路241可以与除气瓶299连通。替换地，高温冷却剂回路231中的冷却剂可以与低温冷却剂回路243中的冷却剂隔离。诸如水或乙二醇的冷却剂可以流动通过高温冷却剂回路241和低温冷却剂回路243。来自高温冷却剂回路241和低温冷却剂回路243的冷却剂可以经由控制阀251和252经过中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242(intermediaterefrigerant to engine coolant heat exchanger)。

在一个示例中，控制阀251和252可以是四端口双位置阀。当控制阀251和252在各自的第一位置(例如，针对乘客车厢加热模式被定位的位置)时，高温冷却剂回路中的冷却剂经过中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242。当控制阀251和252在各自的第二位置(例如，乘客车厢冷却模式)时，低温冷却剂回路243中的冷却剂经过中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242。因此，控制阀251和252提供了将热量从热泵子系统232经由低温散热器236传递到乘客车厢220或者环境空气的能力。

在乘客车厢加热模式、除冰模式、并行除湿模式以及串行除湿模式期间，控制阀251和252被示为处于第一位置，在其中高温冷却剂回路241中的冷却剂沿箭头295所示的方向经过中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242。当阀251和252处于该第一位置时，低温冷却剂回路243中的冷却剂沿箭头296所示的方向经过旁路通道247。

当发动机正在运行或者燃烧空气和燃料时由内燃机12所生成的废热可以被传递到冷却剂。可以使冷却剂循环通过发动机散热器231，以便冷却内燃机12，并且循环通过加热器核心244，以便加热乘客车厢220，如箭头295所示。当气候控制系统224处于乘客车厢加热模式时，热量也可以从热泵子系统232经由中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242传递到高温冷却剂回路241中的冷却剂。当气候控制系统224处于图3中所描述的乘客车厢冷却模式时，热泵子系统232将热量从乘客车厢220经由中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242传递到低温冷却剂回路243。

冷却剂泵240可以使冷却剂循环通过冷却剂子系统230的高温冷却剂回路241。同样地，泵237可以使冷却剂循环通过冷却剂子系统230的低温冷却剂回路243。冷却剂泵240和237可以由电气或非电气动力源提供动力。例如，冷却剂泵240可以经由皮带选择性地耦接到内燃机12，或者替换地可以由电动马达驱动。

冷却剂泵240可以向内燃机12供应冷却剂并且使冷却剂在闭合回路中循环。例如，当气候控制系统224处于加热模式时，冷却剂可以从冷却剂泵240被输送到发动机12。从发动机输出的冷却剂可以被引导到散热器和/或中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242。供应给散热器231的冷却剂被返回到泵240。供应给中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242的冷却剂在返回到泵240之前被引导到加热器核心244。控制阀251可以被电操作以选择性地引导来自发动机12的冷却剂经过中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242，或者经由旁路通道247绕过中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242。

中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242可以有助于热能在冷却剂子系统230和热泵子系统232之间传递。具体地，热量可以从热泵子系统232被传递到冷却剂子系统230，以便经由加热器核心244加热乘客车厢220，或者经由低温散热器236散发到大气。中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242可以是冷却剂子系统230和热泵子系统232的一部分。中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242可以具有任何合适的配置。例如，中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242可以具有板状翼片、管状翼片，或者有助于将热能从热泵子系统232传递到冷却剂子系统230而不混合或交换冷却剂子系统230和热泵子系统232中的热传递流体的管壳配置。

当气候控制系统224处于加热模式或冷却模式时，热量可以从热泵子系统232经由中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242传递到冷却剂。在乘客车厢冷却模式期间，中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242将热量从热泵子系统232传递到低温冷却剂回路243。在乘客车厢加热模式期间，中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242将热量从热泵子系统232传递到高温冷却剂回路241，以便经由加热器核心244加热乘客车厢220。

加热器核心244可以将热能从冷却剂传递到乘客舱220内的空气。加热器核心244可以被定位在乘客舱220中，在通风子系统234内，并且可以具有任何合适的配置。例如，在一个或多个示例中，加热器核心244可以具有板状翼片或管状翼片构造。

热泵子系统232可以将热能从乘客舱220传递到冷却剂子系统230并且可以将热能从冷却剂子系统230传递到乘客舱220。在至少一个示例中，热泵子系统232可以被配置为蒸汽压缩热泵子系统232，在其中使流体循环通过蒸汽压缩热泵子系统232，以便将热能传递到乘客舱220或者从乘客舱220传递热能。热泵子系统232可以操作在不同的模式，包括但不限于冷却模式和加热模式。在冷却模式中，热泵子系统232可以使热传递流体(其可以被称作制冷剂)循环，以便将热能从乘客舱220的内部传递到乘客舱220的外部。在加热模式中，热泵子系统232可以将热能从热泵子系统232中的制冷剂经由中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242传递到冷却剂子系统224中的冷却剂，而不使制冷剂循环通过乘客舱220内的热交换器。

热泵子系统232可以包括泵260、第一控制阀262、第一膨胀装置264、外部热交换器266(例如，相对于乘客车厢220外部的热交换器)、止回阀268、第三控制阀270、压力调节器281、蓄积器272、第二膨胀装置274、内部热交换器276、外部热交换器旁路通道280以及可选的内部热交换器278。热泵子系统232的部件可以经由一个或多个管道(例如管、软管等)流体相通。在图2，当处于加热模式时，制冷剂循环路径由标有箭头的线297表示。

泵260也可以被称作压缩机，其可以对制冷剂加压并且使制冷剂循环通过热泵子系统232。泵260可以由电气或非电气动力源提供动力。例如，泵260可以可操作地耦接到内燃机12，或者可以由电动马达驱动。在乘客车厢加热模式中，泵260可以向中间制冷剂-冷却剂热交换器242提供高压制冷剂，这继而可以将热量从高压制冷剂经过中间制冷剂-冷却剂热交换器242传递到冷却剂，以便加热在冷却剂子系统230中流动的冷却剂。

第一控制阀262被示为沿着旁路路径280被定位，旁路路径280位于中间热交换器242和第一膨胀装置264之间。当第一控制阀262在乘客车厢冷却模式(在图3的描述中更详细描述)期间为打开时，旁路路径280可以允许流动的制冷剂绕过第一膨胀装置264和外部热交换器266，并且流动到内部热交换器278(如果提供的话)、第二膨胀装置274以及内部热交换器276。当热泵子系统232处于乘客车厢加热模式时，第一控制阀262可以被关闭，以抑制制冷剂流过旁路路径280到达内部热交换器276。

第一膨胀装置264被示为定位在中间制冷剂-冷却剂热交换器242和外部热交换器266之间，并且可以与中间制冷剂-冷却剂热交换器242和外部热交换器266流体连通。第一膨胀装置264可以被提供以改变制冷剂的压力。例如，第一膨胀装置264可以是热膨胀阀(TXV)或者固定或可变位置阀(例如，电气受控膨胀阀)，它们可以是或者可以不是外部控制。第一膨胀装置264可以减少从中间热交换器242经过第一膨胀装置264到达外部热交换器266的制冷剂的压力。因此，在乘客车厢加热模式中，从中间热交换器242中接收的高压制冷剂可以以较低的压力离开第一膨胀装置264，并且作为液体和蒸汽混合物。

外部热交换器266可以被定位在乘客舱220的外面。在加热模式中，外部热交换器266可以操作为蒸发器，并且可以将热量从周围附近环境传递到制冷剂，由此使制冷剂蒸发。

止回阀268可以被定位在外部热交换器266和旁路路径280之间。止回阀268可以抑制制冷剂从旁路路径280流到外部热交换器266。因此，当气候控制系统224处于乘客车厢加热模式时，离开外部热交换器266的制冷剂可以被输送到第二控制阀270。

第二控制阀270可以被定位在外部热交换器266和蓄积器272之间。第二控制阀270可以帮助控制离开外部热交换器266的制冷剂的流动。在乘客车厢加热模式中，第二控制阀270可以是打开的，以允许制冷剂从外部热交换器266流到蓄积器272。

蓄积器272可以用作储液器，用于存储任何剩余的液体制冷剂，使得可以将蒸汽制冷剂而不是液体制冷剂提供给泵260。蓄积器272可以包括从制冷剂中吸收少量水湿气的干燥剂。

第二膨胀装置274可以被定位在外部热交换器266和内部热交换器276之间，并且可以流体连通到外部热交换器266和内部热交换器276。第二膨胀装置274可以具有与第一膨胀装置264相似的结构并且可以被提供以便与第一膨胀装置264相似地改变制冷剂的压力。此外，第二膨胀装置274可以被关闭以便抑制制冷剂的流动。更具体地说，在乘客车厢加热模式中，第二膨胀装置274可以被关闭以便抑制制冷剂从外部热交换器266流到内部热交换器276。因此，关闭第二膨胀装置274可以抑制制冷剂通过止回阀268流到内部热交换器278(如果提供的话)，并且抑制制冷剂流过内部热交换器276。

内部热交换器276可以与第二膨胀装置274流体连通。内部热交换器276可以被定位在乘客舱220内部。在乘客车厢加热模式中，由于第二膨胀装置274关闭，制冷剂不可以被输送到内部热交换器276。

内部热交换器278(如果提供的话)可以在流过热泵子系统232的不同区域的制冷剂之间传递热能。内部热交换器278可以被定位在乘客舱220外部。在乘客车厢加热模式中，因为第二膨胀装置274被关闭，所以内部热交换器278没有在这些制冷剂流动路径之间传递热能，由此抑制了制冷剂流过一部分内部热交换器278。

通风子系统234可以使空气在车辆10的乘客舱220内循环。通风子系统234可以具有外壳290、吹风机292以及温度门294。

外壳290可以容纳通风子系统234的部件。在图2中，为了清晰，外壳290被示为内部部件是可见的而不是隐藏的。此外，流过外壳290和内部部件的气流用标有箭头的线277表示。外壳290可以被至少部分地定位在乘客舱220内。例如，外壳290或其中的一部分可以被定位在车辆10的仪表板下。外壳290可以具有空气进气部分200，空气进气部分200可以容纳来自车辆10外部的空气和/或来自乘客舱220内部的空气。例如，空气进气部分200可以经由进气道、导管或可能位于任何合适位置(例如靠近通风帽、轮舱或者其他车辆车体面板)的开口从车辆10的外部接收环境空气。空气进气部分200也可以从乘客舱220内部接收空气并且使该空气再循环通过通风子系统234。一个或多个门或气窗可以被提供以允许或抑制空气再循环。

吹风机292可以被定位在外壳290内。吹风机292也可以被称作鼓风扇，其可以被定位在空气进气部分200附近并且可以被配置为可使空气循环通过通风子系统234的离心式风扇。

温度门294可以被定位在内部热交换器276和加热器核心244之间。在所示的示例中，温度门294被定位在内部热交换器276的下游和加热器核心244的上游。温度门294可以阻止或允许气流通过加热器核心244，以便帮助控制乘客舱220内空气的温度。例如，在加热模式中，温度门294可以允许气流通过加热器核心244，使得热量可以从冷却剂传递到经过加热器核心244的空气。接着，这种受热空气可以被提供给增压室，以便分配给位于乘客舱220内的导管和通风孔或排气口。温度门294可以在多个位置之间移动，以便提供具有期望温度的空气。在图2中，温度门294被示为处于完全加热位置，在该位置中气流被引导通过加热器核心244。

控制器212包括图4中的方法的可执行指令，以操作图2中所示的系统的阀、风扇以及泵或压缩机。控制器212包括输入和输出202，以便与图2的系统中的装置接口连接。控制器212还包括中央处理单元205和非暂时性存储器206，用于执行图5的方法。

图2的系统也可以被操作在除冰模式中。在除冰模式期间，第一膨胀装置264可以被调整为(例如，完全打开)使得在第一膨胀装置264两端产生小压降(例如，小于15kPa压降)。进一步地，第二膨胀装置274被关闭，使得制冷剂不经过内部热交换器276。当压缩机260压缩制冷剂时，其增加制冷剂的温度。受热制冷剂被引导通过外部热交换器266，由此对外部热交换器266加温，以便除去线圈上的冰。在制冷剂流过蓄积器272和内部热交换器278之后，受热制冷剂被返回到压缩机260。

图2的系统也可以被操作在串联乘客车厢除湿模式中。在串联乘客车厢除湿模式期间，第一膨胀装置264被打开，以允许制冷剂流到用作蒸发器的外部热交换器266，并且第一控制阀262被关闭，以防止制冷剂从中间制冷剂-冷却剂热交换器242流动到内部热交换器278。压缩的制冷剂在到达第二膨胀装置274之前经过外部热交换器266和止回阀268。第二膨胀装置274被调整为提供小压降，由此限制内部热交换器276的冷却。通过在第二膨胀装置274两端仅提供小压降，乘客车厢220内的湿气可以被冷凝而基本上不冷却车厢空气。制冷剂离开第二膨胀装置274，进入内部热交换器276。在制冷剂经过压力调节器280和蓄积器272之后，制冷剂从热交换器276返回到压缩机260。

图2的系统也可以被操作在并联乘客车厢除湿模式中。在并联乘客车厢除湿模式期间，第一控制阀262和第二控制阀270被打开，以允许制冷剂流过外部热交换器266和旁路280。进一步地，第一膨胀装置264被打开并且其调节进入外部热交换器266的制冷剂流。从外部热交换器266输出的制冷剂被引导到蓄积器272。经过旁路通道280的制冷剂被引导通过第二膨胀装置274和内部热交换器276。使热泵子系统232操作在并联除湿模式允许在较低的环境空气温度下进行车厢除湿。外部热交换器266中的制冷剂压力被允许下降而不导致内部热交换器276中的制冷剂压力非常低，由此降低在内部热交换器276的线圈上形成冰块的风险。

现在参考图3，车辆气候控制系统24被示为处于乘客车厢冷却模式。装置和流体通道或管道被示为实线。电气连接被示为虚线。车辆气候控制系统24可以被包括在图1所示的车辆10内，并且车辆气候控制系统24可以根据图5的方法进行操作。此外，图3中所示的具有与图2中的元件相同编号的元件是图2中所述的相同元件。除了在图3的说明中另行指出的之外，图3中所示的元件按图2中所描述地操作。因此，为了简洁，省略了图3中与图2中的对应元件相同的每个元件的描述。

图3示出控制阀251和252处于第二状态，在其中热泵子系统处于乘客车厢冷却模式。在乘客车厢冷却模式期间，低温冷却剂回路243中的冷却剂经过中间制冷剂-发动机冷却剂热交换器242。冷却剂按箭头296所示的方向在低温冷却剂回路中流动。冷却剂按箭头295所示的方向在高温冷却剂回路中流动。从热泵子系统传递到低温冷却剂回路243的热量，连同来自进气空气的、被液体冷却增压空气冷却器235传递到冷却剂的热量，一起经由低温散热器236散发到大气。

通过关闭第二控制阀270、激活泵260并且打开第一控制阀262，热泵子系统232进入乘客车厢冷却模式。膨胀阀274还可以被调整以提供期望的制冷剂压降。当热泵子系统232处于乘客车厢冷却模式时，制冷剂循环路径由标有箭头的线397表示。在乘客车厢冷却模式期间，制冷剂不流过外部热交换器266。相反，中间热交换器242操作为冷凝器，并且它将热量从乘客车厢220传递到低温冷却剂回路243。在乘客车厢冷却模式期间，高温冷却剂回路241中的冷却剂不经过中间热交换器242。而是，来自高温冷却剂回路的冷却剂经过旁路通道247，使得来自乘客车厢的热量被传递到低温冷却剂回路243。

现在参考图4，示出了车辆10内的车辆传动系400的方框图。传动系400可以由发动机12提供动力。发动机12可以用包含起动机401的发动机启动系统启动，或者经由电机或集成传动系的起动机发电机(DISG)14启动。进一步地，发动机12可以经由扭矩执行器419(例如，燃料喷射器、节气门、凸轮轴等)生成或调整扭矩。

发动机12包括驱散发动机废热的散热器231和包含压缩机445和涡轮446的涡轮增压器450。涡轮446由发动机排气气体驱动并且它经过轴447旋转压缩机445。离开压缩机445的空气可以经由液体冷却增压空气冷却器235冷却。发动机输出扭矩可以被传递到传动系分离离合器404。传动系分离离合器404可以被电气致动或液压致动。传动系分离离合器404的下游侧被示为机械地耦接到DISG输入轴403。

DISG 14可以被操作为向传动系400提供扭矩，或者将传动系扭矩转化成电能，以便存储在电能存储装置11中。DISG 14具有大于起动机401的动力输出。进一步地，DISG 14直接驱动传动系400，或者由传动系400直接驱动。没有皮带、齿轮或链条将DISG 14耦接到传动系400。而是，DISG 14以与传动系400相同的速率旋转。电能存储装置11可以是电池、电容或电感器。DISG 14的下游侧被机械地耦接到变速器408。

自动变速器408包括齿式离合器(例如，1-6齿轮)，用于调整变速器齿轮比。齿式离合器433可以被选择性地接合以推进车辆10。来自自动变速器408的扭矩输出可以继而中继到车轮416，以经由输出轴434推进车辆。输出轴434将扭矩从变速器408输送到车轮416。自动变速器408可以将输入驱动扭矩传递到车轮416。

进一步地，通过接合车轮摩擦制动器418，摩擦力可以被施加到车轮416。在一个示例中，可以响应于驾驶员将他的脚压在制动器踏板(未示出)上而接合车轮摩擦制动器418。在其他示例中，控制器412或者联接到控制器212的控制器可以接合车轮摩擦制动器。以相同的方式，通过响应于驾驶员从制动器踏板释放了他的脚而松开车轮摩擦制动器418，可以减小对车轮416的摩擦力。进一步地，车辆制动器可以经由控制器212将摩擦力施加到车轮416，作为自动发动机停止程序的一部分。

控制器212可以被编程为从发动机12接收输入，并且因此控制发动机的扭矩输出，和/或控制扭矩转化器、变速器、DISG、离合器和/或制动器的操作。作为一个示例，通过调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合，通过控制节气门打开和/或气门正时、气门升程以及涡轮或机械增压发动机的升压，可以控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况下，控制器212可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时以及空气充气来控制发动机扭矩输出。在所有情况中，可以以逐缸的方式执行发动机控制，以便控制发动机扭矩输出。控制器212也可以通过调整流到和流自DISG绕组的电流来控制扭矩输出和电能产生，如本领域中已知的。

当满足怠速-停止条件时，控制器212可以通过切断发动机的燃料和火花来起动发动机停机。然而，在某些示例中，发动机可以继续旋转。相反地，当满足重启条件时，和/或车辆操作者想要发动车辆时，控制器212可以通过重新开始汽缸内的燃烧来重新激活发动机。通过经由DISG 14或起动机401旋转发动机，发动机可以被启动。

因此，图1-4的系统提供了一种车辆系统，其包括：高温冷却剂回路；低温冷却剂回路；制冷剂-冷却剂热交换器；包含制冷剂的热泵；以及可调整以允许冷却剂从高温冷却剂回路流到制冷剂-冷却剂热交换器的两个控制阀，以及可调整以允许冷却剂从低温冷却剂回路流到制冷剂-冷却剂热交换器的两个控制阀。车辆系统包括其中两个控制阀不允许冷却剂从高温冷却剂回路流到制冷剂-冷却剂热交换器，同时允许冷却剂从低温冷却剂回路流到制冷剂-冷却剂热交换器。车辆系统包括其中高温冷却剂回路包括发动机、散热器、冷却剂以及加热器核心的情况。车辆系统包括其中低温冷却剂回路包括低温散热器和冷却剂。车辆系统进一步包括控制器，该控制器包括被存储在非暂时性存储器中用于调整两个控制阀的指令。车辆系统进一步包括被存储在非暂时性存储器中用于使热泵操作在乘客车厢加热模式的额外指令。

现在参考图5，示出了操作车辆气候控制系统的方法的流程图。图5的方法可以被包括在图1-4的系统内，作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令。

在502处，方法500确定工况。工况可以包括但不限于乘客车厢温度和湿度、驾驶员车厢温度请求、驾驶员气候模式请求、气候控制模式请求、环境温度和湿度、以及发动机运行状态。在确定了工况之后，方法500前进到504。

在504处，方法500判断是否请求了乘客车厢冷却模式。在一个示例中，乘客车厢冷却模式可以由驾驶员请求。在其他示例中，乘客车厢冷却模式可以由气候控制系统请求。如果方法500判断请求了乘客车厢冷却模式，则应答为“是”并且方法500前进到506。否则，应答为“否”并且方法500前进到508。

在506处，方法500使气候控制系统224操作在乘客车厢冷却模式，如图3的说明中所解释的。进一步地，通过将控制阀251和252定位在低温冷却剂回路243中的冷却剂经过中间制冷剂-冷却剂热交换器242的位置(例如，第二位置)，来自乘客舱的热量被传递到低温冷却剂回路243。高温冷却剂回路241中的冷却剂绕过中间制冷剂-冷却剂热交换器242。中间制冷剂-冷却剂热交换器242操作为冷凝器，并且内部热交换器276操作为蒸发器。在气候控制系统224进入乘客车厢冷却模式之后，方法500前进到退出。

在508处，方法500判断是否请求了乘客车厢加热模式。在一个示例中，乘客车厢加热模式可以由驾驶员请求。在其他示例中，乘客车厢加热模式可以由气候控制系统请求。如果方法500判断请求了乘客车厢加热模式，则应答为“是”并且方法500前进到510。否则，应答为“否”并且方法500前进到512。

在510处，方法500使气候控制系统224操作在乘客车厢加热模式，如图2的说明中所解释的。进一步地，通过将控制阀251和252定位在高温冷却剂回路241中的冷却剂经过中间制冷剂-冷却剂热交换器242的位置(例如，第一位置)中，来自环境空气的热量经由高温冷却剂回路241传递到乘客车厢。结果，热能从热泵子系统232中的制冷剂传递到高温冷却剂回路中的冷却剂。低温冷却剂回路243中的冷却剂绕过中间制冷剂-冷却剂热交换器242。热量经由加热器核心244被供应给乘客车厢220。在气候控制系统224进入乘客车厢加热模式之后，方法500前进到退出。

在512处，方法500判断是否请求了除冰模式。在一个示例中，除冰可以由气候控制系统请求。如果方法500判断请求了除冰模式，则应答为“是”并且方法500前进到514。否则，应答为“否”并且方法500前进到516。

在514处，方法500使气候控制系统224操作在除冰模式，如图2的说明中所解释的。进一步地，控制阀251和252被定位为(例如，第一位置)使得高温冷却剂回路241中的冷却剂经过中间制冷剂-冷却剂热交换器242。低温冷却剂回路243中的冷却剂绕过中间制冷剂-冷却剂热交换器242。外部热交换器266由压缩的制冷剂加温，以便除冰。在气候控制系统224进入除冰模式之后，方法500前进到退出。

在516处，方法500判断是否请求了并联除湿模式。在一个示例中，并联除湿模式可以由气候控制系统请求。如果方法500判断请求了并联除湿模式，则应答为“是”并且方法500前进到518。否则，应答为“否”并且方法500前进到520。

在518处，方法500使气候控制系统224操作在并联除湿模式，如图2的说明中所解释的。进一步地，控制阀251和252被定位为(例如，第一位置)使得高温冷却剂回路241中的冷却剂经过中间制冷剂-冷却剂热交换器242。低温冷却剂回路243中的冷却剂绕过中间制冷剂-冷却剂热交换器242。内部热交换器276被冷却以便从乘客车厢220去除潮湿。在气候控制系统224进入并联除湿模式之后，方法500前进到退出。

在520处，方法500判断是否请求了串联除湿模式。在一个示例中，串联除湿模式可以由气候控制系统请求。如果方法500判断请求了串联除湿模式，则应答为“是”并且方法500前进到522。否则，应答为“否”并且方法500前进到退出。

在522处，方法500使气候控制系统224操作在串联除湿模式，如图2的说明中所解释的。进一步地，控制阀251和252被定位为(例如，第一位置)使得高温冷却剂回路241中的冷却剂经过中间制冷剂-冷却剂热交换器242。低温冷却剂回路243中的冷却剂绕过中间制冷剂-冷却剂热交换器242。内部热交换器276被冷却以便从乘客车厢220去除潮湿。在气候控制系统224进入串联除湿模式之后，方法500前进到退出。

因此，图5的方法提供了操作车辆气候控制系统的方法，其包括：在第一气候控制模式下，将热能从热泵传递到高温冷却剂回路；以及在第二气候控制模式下，将热能从热泵传递到低温冷却剂回路。该方法包括其中将热能从热泵传递到高温冷却剂回路而没有将热能传递到低温冷却剂回路。该方法也包括其中将热能从热泵传递到低温冷却剂回路而没有将热能传递到高温冷却剂回路。

在一些示例中，该方法包括其中经由热交换器将热能从热泵传递。该方法包括其中第一气候控制模式是乘客车厢加热模式。该方法包括其中第一气候控制模式是乘客车厢冷却模式。该方法包括其中热泵是蒸汽压缩热泵。

图5的方法还提供了一种操作车辆气候控制系统的方法，其包括：在第一模式下，调整两个阀的方位以将冷却剂从高温冷却剂回路引导通过制冷剂-冷却剂热交换器；以及在第二模式下，调整两个阀的位置以将冷却剂从低温冷却剂回路引导通过制冷剂-冷却剂热交换器。该方法包括其中将高温冷却剂回路中的冷却剂与低温冷却剂回路中的冷却剂隔离。该方法还包括其中在第一模式下，低温冷却剂回路中的冷却剂绕过制冷剂-冷却剂热交换器。

在一些示例中，该方法包括其中在第二模式下，高温冷却剂回路中的冷却剂绕过制冷剂-冷却剂热交换器。该方法还包括其中在第二模式下，热泵被操作在乘客车厢冷却模式。该方法还包括其中在第一模式下，热泵被操作在乘客车厢加热模式。该方法包括其中在第一模式下，热泵被操作在乘客车厢除湿模式。

如本领域技术人员所理解的，图5中所描述的方法可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种步骤或功能可以按所示的顺序执行，并行执行，或者在某些情况下被省略。同样地，未必需要该处理顺序来实现本文所述的目标、特征以及优点，提供该处理顺序是为了便于说明和描述。尽管未明确说明，但是本领域普通技术人员将会认识到，根据所使用的特定策略，所示步骤或功能中的一个或多个可以被重复执行。

说明到此结束。本领域技术人员通过阅读本说明将会想到许多替换和修改，而不偏离本说明的精神和范围。例如，包含电动、混合动力或者内燃机推进系统的车辆可以使用本说明来获益。

Claims (9)

1.一种操作车辆气候控制系统的方法，其包括：

在第一气候控制模式下，经由第一阀至第二阀将热能从热泵传递到高温冷却剂回路；以及

在第二气候控制模式下，经由所述第二阀至所述第一阀将热能从所述热泵传递到低温冷却剂回路，

其中将所述高温冷却剂回路中的冷却剂与所述低温冷却剂回路中的冷却剂隔离。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述热能从所述热泵传递到所述高温冷却剂回路时没有将热能传递到所述低温冷却剂回路。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述热能从所述热泵传递到所述低温冷却剂回路时没有将热能传递到所述高温冷却剂回路。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述热能经由热交换器从所述热泵传递。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一气候控制模式是乘客车厢加热模式。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二气候控制模式是乘客车厢冷却模式。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述热泵是蒸汽压缩热泵。

8.一种操作车辆气候控制系统的方法，其包括：

在第一模式下，引导冷却剂从第一阀流动到第二阀并从高温冷却剂回路流动通过制冷剂-发动机冷却剂热交换器；以及

在第二模式下，引导冷却剂从所述第二阀流动到所述第一阀从低温冷却剂回路流动通过所述制冷剂-发动机冷却剂热交换器，

其中将所述高温冷却剂回路中的冷却剂与所述低温冷却剂回路中的冷却剂隔离。

9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述第一模式下，所述低温冷却剂回路中的冷却剂绕过所述制冷剂-发动机冷却剂热交换器。