CN104913555B - 用于对热交换器除冰的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热交换器除冰的方法和系统。提供了用于对车辆的热泵的外部热交换器除冰的方法和系统。在一个示例中，正温度系数(PTC)加热器将热量提供给对外部热交换器除冰的制冷剂。在一些示例中，当车辆的外部热交换器正被除冰时额外的PTC加热器提供热量给发动机冷却剂以对车辆的乘客厢加温。

Description

用于对热交换器除冰的方法和系统
技术领域
本说明书涉及用于对具有热泵的车辆的外部蒸发器除冰的方法和系统。该方法和系统可以对唯一地由电推动的车辆或者可以包含马达和发动机以便推进的车辆是特别有用的。
背景技术
客运车辆可以包含热泵以便对乘客厢加温和冷却。在一些示例中，热泵可以通过从制冷剂到发动机冷却剂的第一传递热量来加热乘客厢。发动机冷却剂然后被导向到乘客厢内的加热器核心，在其中乘客厢空气经过加热器核心从而加热乘客厢。但是，如果热泵的外部热交换器经历了结冰，则由于低效率的热泵操作，乘客厢不可达到期望的温度。可以通过使温暖的制冷剂经过热交换器，对外部热交换器除冰。对制冷剂加温的一种方式是在冷却模式下操作热泵，其中外部热交换器作为冷凝器操作。但是，在冷却模式下操作热泵可在驾驶员要求加热的时候从乘客厢中移除热量。结果，乘客厢温度可以被降低或者其不可在期望的时间量内达到期望的温度。
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出一种用于对车辆的外部热交换器解冻的方法，其包括：响应于外部热交换器结冰，增加沿压缩机和外部热交换器之间的通道定位的膨胀阀门的打开量；以及响应于外部热交换器结冰，激活第一正温度系数(PTC)加热器，该PTC加热器与经过膨胀阀的制冷剂热连通。
通过使用PTC加热器加热车辆热泵的制冷剂，可能的是提供更加迅速地对车辆外部热交换器除冰同时不从乘客厢中移除热量的技术效果。因此，可能的是在更少的时间内增加乘客厢热量。例如，车辆的热泵可以进入除冰模式，其中供应制冷剂给外部热交换器的膨胀阀几乎是完全打开的，而在同一时间，PTC加热器进一步增加制冷剂温度从而使得外部热交换器的除冰可以更快地完成。膨胀阀被调整以使从压缩机和PTC加热器中传递到外部热交换器的热量最大。以这种方式，外部热交换器除冰可以被加速，而不从乘客厢中移除热量。
在另一实施例中，用于对车辆的外部热交换器解冻的方法包括：响应于外部热交换器结冰和车辆不处于再生制动模式，将第一电流供应给第一正温度系数(PTC)加热器，PTC加热器与经过膨胀阀的制冷剂热连通；以及响应于外部热交换器结冰并且车辆处于再生制动模式，将第二电流供应给第一PTC加热器。
在另一实施例中，该方法进一步包括响应于电池充电状态，调整第一电流和第二电流。
在另一实施例中，第一电流和第二电流随着电池充电状态增加而增加。
在另一实施例中，第一电流和第二电流随着电池充电状态减少而减少。
在另一实施例中，该方法进一步包括进入除冰模式，其中沿车辆外部热交换器和压缩机之间的制冷剂管道定位的膨胀阀被完全打开。
在另一实施例中，车辆系统被提供。车辆系统包括：外部热交换器；与外部热交换器流体连通的制冷剂-发动机冷却剂热交换器；在制冷剂-发动机冷却剂热交换器的制冷剂侧的第一正温度系数(PTC)加热器；以及控制器，其包含被存储在非暂时存储器内的可执行指令，用于响应于外部热交换器的结冰而激活第一PTC加热器。
在另一实施例中，第一PTC加热器供应热量给经过外部热交换器的制冷剂。
在另一实施例中，车辆系统进一步包括在制冷剂-发动机冷却剂热交换器的发动机冷却剂侧的第二PTC加热器。
在另一实施例中，车辆系统进一步包括被存储在非暂时存储器内用于响应于电池充电状态调整被供应到第一PTC加热器的电流的额外可执行指令。
在另一实施例中，车辆系统进一步包括被存储在非暂时存储器内用于响应于再生制动的状态调整供应到第一PTC加热器的电流的额外可执行指令。
在另一实施例中，车辆系统进一步包括被存储在非暂时存储器内用于进入热泵除冰模式的额外可执行指令，其中沿着外部热交换器的上游处的制冷剂管道定位的膨胀阀是完全打开的。
本说明书可以提供几个优点。例如，该方法可以改善电动和混合动力车辆的乘客厢加热。进一步地，该方法可以改善热泵效率。又进一步地，当通过使用来自再生制动的能量激活热泵从而对外部热交换器除霜时，该方法可以改善车辆的电动推进范围。
当单独或结合附图时，本说明书的以上优点和其他优点以及特征将在之后的具体实施方式中显而易见。
应该理解的是发明内容被提供以用简化的形式引入选择的概念，这些概念将在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确认要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由所附的权利要求书唯一地限定。而且，要求保护的主题不局限于解决上文或本公开的任何部分内指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
通过单独或参考附图阅读实施例的示例(在此被称为具体实施方式)，将会更加全面地理解本文所述的优点，其中：
图1是车辆的示意图；
图2示出图1的车辆的示例车辆加热系统；
图3示出图1的车辆的示例车辆传动系；
图4和图5示出用于操作车辆加热系统的方法；以及
图6根据图4和图5的方法示出用于操作车辆加热系统的模拟示例顺序。
具体实施方式
本说明书涉及改善车辆的外部热交换器的除冰。具体地说，一个或多个PTC加热器可以被安装在制冷剂-发动机冷却剂热交换器的制冷剂侧以增加制冷剂温度，从而可以及时地对热泵的外部热交换器除冰。车辆可以是如图1所示的客运车辆或者商用车辆(未示出)。车辆包含气候控制系统，其包含如图2所示的热泵。气候控制系统可以包含作为如图3所示的混合动力传动系统的部分的发动机。根据图4和图5的方法，可以提供外部热交换器除冰。可以根据图4和图5的方法按照图6的顺序所示，对外部热交换器除冰。
参考图1，其示出了包含发动机12、电机14和电能存储设备11的车辆10。在一个示例中，车辆可以唯一地经由发动机12、唯一地经由电机14或者通过发动机12和电机14两者推动。电机可以经由电能存储设备11供应电力。电能存储设备11可以经由为电机14提供电力的发动机12和输出电能给电能存储设备11的电机再充电。可替换地，电能存储设备可以通过在车辆减速或下坡期间经由电机14将车辆的动能转化成电能而被再充电。电能存储设备11也可以经由家庭充电系统或远程充电系统(例如，充电站)从固定的电力网再充电。在一个示例中，电能存储设备11是电池。可替换地，电能存储设备11可以是电容器或其他存储设备。车辆10也可以包含可调整的格栅百叶窗18，其用于选择性地允许空气流入车辆的发动机舱。
车辆10也包含可以被打开或关闭以允许驾驶员和/或乘客进入车辆车厢或乘客厢120的门135。门开关134提供门135是打开还是关闭的指示。诸如图2所示的热泵系统的车辆系统可以在远程启动车辆的请求之后响应于门135是打开还是关闭而被激活或停用。例如，当驾驶员打开门135时，图2中示出的热泵可以退出车厢加温模式或除冰模式。
现在参考图2，车辆加热系统或气候控制系统224被示出。设备和流体通道或管道被示出为实线。电气连接被示出为虚线。
车辆10可以包含如图3所示出的传动系或另一适合的传动系，以推动车辆10和/或给车辆组件提供动力。车辆10被示出具有内燃发动机12，并且其可以与电机(未示出)选择性地连接。内燃发动机12可以燃烧汽油、柴油、酒精、氢或燃料的结合。
车辆10可以包含乘客舱或车厢120、发动机舱222以及气候控制系统224。乘客舱120可以在车辆10内并且其可以容纳一个或多个乘客。一部分气候控制系统224可以被定位在乘客舱120内。
发动机舱222可以靠近乘客舱120定位。一个或多个动力源(例如内燃发动机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可以经由舱壁226与乘客舱120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120内循环的空气的温度。进一步地，内燃发动机12可以经由气候控制系统224被加热，以降低燃料消耗和排放。气候控制系统224可以包含冷却剂子系统230、热泵子系统232和通风子系统234。
冷却剂子系统230，其也被称为冷却剂回路，可以使诸如乙二醇的冷却剂循环以便冷却内燃发动机12。例如，当发动机正在运行或可操作时由内燃发动机12生成的废热可以被传递到冷却剂并且然后被循环到散热器231以便冷却内燃发动机12。在至少一个示例中，冷却剂子系统230可以包含冷却剂泵240、中间热交换器242、被合并到中间热交换器242内并且被浸没在中间热交换器242的发动机冷却剂回路侧的发动机冷却剂中或者靠近中间热交换器242的发动机冷却剂回路侧的发动机冷却剂的电激活的正温度系数(PTC)加热器265、加热器核心244以及可以通过诸如导管、软管、管子等的管道或通道流体互连的旁通回路248。冷却剂子系统230包含散热器231以便将热能传递到包围车辆10的周围空气中。冷却剂子系统230也包含电动操作阀门250和251以便调整冷却剂流动通过发动机12、散热器231以及中间热交换器242。电动操作阀门250和251经由控制器212被选择性地操作。
冷却剂泵240可以使冷却剂循环通过冷却剂子系统230。冷却剂泵240可以由电气或非电气动力源提供动力。例如，冷却剂泵240可以经由皮带被可操作地连接到内燃发动机12，或者可替换地可以由电动马达驱动。冷却剂泵240可以从内燃发动机12中接收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，冷却剂可以绕过散热器231从冷却剂泵240传送到中间热交换器242，并且然后在返回到内燃发动机12中之前到达加热器核心244，如由箭头线所表示的。当内燃发动机12输出较高水平的热能时，冷却剂可以在经由中间热交换器242和加热器核心244返回到内燃发动机12之前从泵240流到散热器231。电动操作阀门251将来自泵240的冷却剂导向通过散热器231或绕过散热器231并且到达电动操作阀门250。冷却剂可以基于电致动阀门250的方位流动通过或绕过发动机12。
中间热交换器242可以促进冷却剂子系统230和热泵子系统232之间热能的传递。特别地，热量可以从热泵子系统232传递到冷却剂子系统230。中间热交换器242可以是冷却剂子系统230和热泵子系统232的部分。中间热交换器242可以具有任何合适的配置。例如，中间热交换器242可以具有板翼片、管翼片或管壳式配置，其可以促进从热泵子系统232到冷却剂子系统230的热能的传递，而不必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。当气候控制系统224处于加热模式时，热量可以经由中间热交换器242从热泵子系统232传递到冷却剂。中间热交换器242包含在中间热交换器的发动机冷却剂侧的集成电动操作正温度系数(PTC)加热器265。PTC加热器265将热量传递到发动机冷却剂，而不必首先将热量传递到制冷剂。中间热交换器242也包含制冷剂侧的PTC加热器267。PTC加热器267将热量传递到制冷剂，而不必首先将热量传递到发动机冷却剂。PTC加热器可以经由控制器12被激活，控制器12响应于加热车厢120的请求和/或加热内燃发动机12的请求供应电流给PTC加热器。PTC加热器267也可以通过响应于外部热交换器266的除冰来供应电流给PTC加热器267而被激活。
加热器核心244可以将热能从发动机冷却剂传递到乘客舱120内的空气。加热器核心244可以被定位在通风子系统234中的乘客舱120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可以具有板翼片或管翼片构造。
旁通回路248可以传送冷却剂，从而使得冷却剂不被内燃发动机12加热。旁通回路控制阀250可以控制冷却剂流动通过旁通回路248。更具体地说，旁通回路控制阀250可以允许冷却剂流动通过旁通管路252并且当处于第一方位时抑制冷却剂从内燃发动机12流动到中间热交换器242。在该方位，第二冷却剂泵254可以使冷却剂循环通过从中间热交换器242到加热器核心244到旁通管路252并且回到第二冷却剂泵254的旁通回路248。同样地，冷却剂子系统230内的冷却剂可以通过热泵子系统232经由中间热交换器242或PTC加热器265或在一些操作模式中经由中间热交换器242和PTC加热器265而被独立地加热。当处于第二方位时，旁通回路控制阀250也可以抑制冷却剂流动通过旁通管路252。当冷却剂不流动通过旁通管路252时，第二冷却剂泵254可以或可以不使冷却剂循环。
热泵子系统232可以将热能传递到乘客舱120或者从乘客舱120传递热能，并且将热能传递到冷却剂子系统230或者从冷却剂子系统230传递热能。在至少一个示例中，热泵子系统232可以被配置为蒸气压缩热泵子系统，在其中流体被循环通过热泵子系统232以将热能传递到乘客舱120或者从乘客舱120传递热能。热泵子系统232可以操作在不同的模式，包含但不限于，冷却模式和加热模式。在冷却模式中，热泵子系统232可以使热量传递流体(可以被称为制冷剂)循环，以便将热能从乘客舱120内部传递到乘客舱120外部。在加热模式中，热泵子系统232可以经由中间热交换器242将热能从制冷剂传递到冷却剂，而不使制冷剂循环通过乘客舱120内的热交换器。
在加热模式中，热泵子系统232可以包含泵或压缩机260、第一控制阀262、第一膨胀设备264、外部热交换器266、第二控制阀268、第三控制阀270、蓄积器272、第二膨胀设备274、室内(interior)热交换器276、压力调节器281以及可选的内部(internal)热交换器278。热泵子系统232的组件可以经由一个或多个管道(例如，导管、软管等)流体连通。在图2中，当处于加热模式时制冷剂循环路径由箭头线297表示。
格栅百叶窗18可以被选择性地打开和关闭，以降低车辆10的空气动力阻力。格栅百叶窗18也可以选择性地允许空气溢出外部热交换器266或流过外部热交换器266。外部热交换器266的翼片285的温度可以经由温度传感器275确定或者根据车辆工况估计。
泵260，其也可以被称为压缩机，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可以被操作地连接到内燃发动机12或者由电动马达驱动。在加热模式中，泵260可以提供高压制冷剂给中间热交换器242，中间热交换器242又可以将热量从高压制冷剂传递到经过中间热交换器242的冷却剂，以便加热在冷却剂子系统230内流动的冷却剂。
第一控制阀262可以沿着旁通路径280被定位，旁通路径280可以被定位在中间热交换器242和第一膨胀设备264之间。当第一控制阀262打开时，旁通路径280可以允许一些制冷剂绕过第一膨胀设备264和外部热交换器266，并且流动到内部热交换器278(如果被提供的话)、第二膨胀设备274以及室内热交换器276。当处于加热模式时，第一控制阀262可以被关闭，以抑制制冷剂流动通过旁通路径280到达室内热交换器276。
第一膨胀设备264可以被定位在中间热交换器242和外部热交换器266之间并且可以与中间热交换器242和外部热交换器266流体连通。第一膨胀设备264可以被提供以改变制冷剂的压力。例如，第一膨胀设备264可以是热膨胀阀(TXV)或者是可以或可以不受到外部控制的固定或可变方位阀。第一膨胀设备264可以降低经过第一膨胀设备264从中间热交换器242到达外部热交换器266的制冷剂的压力。因此，在加热模式中从中间热交换器242接收的高压制冷剂可以以较低的压力并且作为液体和蒸汽混合物离开第一膨胀设备264。
外部热交换器266可以被定位在乘客舱120外面。在冷却模式中或在空气调节环境下，外部热交换器266可以起到冷凝器的作用，并且可以将热量传递到周围环境中以将制冷剂从蒸汽冷凝为液体。在加热模式中，外部热交换器266可以起到蒸发器的作用，并且将热量从周围环境传递到制冷剂，进而导致制冷剂蒸发。
第二控制阀268可以被定位在外部热交换器266和旁通路径280之间。第二控制阀268可以是止回阀并且其可以抑制制冷剂从旁通路径280流动到外部热交换器266。同样，当气候控制系统224处于加热模式时离开外部热交换器266的制冷剂可以被传送到第三控制阀270。
第三控制阀270可以被定位在外部热交换器266和蓄积器272之间。第三控制阀270可以帮助控制离开外部热交换器266的制冷剂的流动。在加热模式中，第三控制阀270可以是打开的以允许制冷剂从外部热交换器266流动到蓄积器272。在其他的模式中，诸如冷却模式，第三控制阀270可以被关闭并且第二膨胀设备274可以被打开。
蓄积器272可以作为贮存器用于存储任何残留的液体制冷剂，以便蒸汽制冷剂而不是液体制冷剂可以被提供给泵260。蓄积器272可以包含干燥剂，其从制冷剂中吸收少量水湿气。
第二膨胀设备274可以被定位在外部热交换器266和室内热交换器276之间并且可以与外部热交换器266和室内热交换器276流体连通。第二膨胀设备274可以具有与第一膨胀设备264相似的结构，并且与第一膨胀设备264相似，其可以被提供以改变制冷剂的压力。此外，第二膨胀设备274可以被关闭以抑制制冷剂的流动。更具体地说，在加热模式中第二膨胀设备274可以被关闭以便抑制制冷剂从外部热交换器266流动到室内热交换器276。同样，关闭第二膨胀设备274可以抑制制冷剂流动通过第二控制阀268到达内部热交换器278(如果提供的话)以及通过室内热交换器276。
室内热交换器276可以被流体连接到第二膨胀设备274。室内热交换器276可以被定位在乘客舱120里面。在冷却模式中或在空气调节环境中，室内热交换器276可以起到蒸发器的作用，并且可以从乘客舱120内的空气中接收热量以使制冷剂蒸发。离开室内热交换器276的制冷剂可以被传送到蓄积器272。在加热模式中，由于第二膨胀设备274的关闭，制冷剂可以不被传送到室内热交换器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120的外面。在冷却模式或空气调节环境中，热量可以从按路线从外部或外部热交换器266传送到室内热交换器276的制冷剂被传递到按路线从蓄积器272传送到泵260的制冷剂。在加热模式中，因为第二膨胀设备274被关闭，内部热交换器278不在这种制冷剂流动路径之间传递热能，进而抑制了制冷剂流动通过一部分内部热交换器278。
通风子系统234可以使车辆10的乘客舱120内的空气循环。通风子系统234可以具有外壳290、鼓风机292以及温度活门294。
外壳290可以接收通风子系统234的组件。在图2中，外壳290被图示以便为了清晰的目的，内部组件是可视的而不是被隐藏。此外，通过外壳290和内部组件的气流被箭头线277表示。外壳290可以被至少部分地定位在乘客舱120内。例如，外壳290或其一部分可以被定位在车辆10的仪表板之下。外壳290可以具有空气进气部分200，其可以从车辆10外面接收空气和/或从乘客舱120里面接收空气。例如，空气进气部分200可以经由进气道、风道或可以位于任何合适位置(诸如靠近前罩板、轮辋槽或其他车辆车身板件)的开口从车辆10外面接收周围空气。空气进气部分200也可以从乘客舱120里面接收空气并且使该空气再循环通过通风子系统234。一个或多个门或通气孔(louver)可以被提供以允许或抑制空气再循环。
鼓风机292可以被定位在外壳290内。鼓风机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以使空气循环通过通风子系统234的离心式风扇。
温度活门294可以被定位在室内热交换器276和加热器核心244之间。在所示出的示例中，温度活门294被定位在室内热交换器276的下游且在加热器核心244的上游。温度活门294可以阻塞或允许气流通过加热器核心244以帮助控制乘客舱120内空气的温度。例如，在加热模式中温度活门294可以允许气流通过加热器核心244，从而使得热量可以从冷却剂传递到经过加热器核心244的空气。该受热空气可以然后被提供给集气室，以便分配到位于乘客舱120内的风道和通风孔或出口。温度活门294可以在多个方位之间移动，以便提供具有期望温度的空气。在图2中，温度活门294被示出为处于全加热方位，在该方位中气流被导向通过加热器核心244。
有时，因为周围空气中的热能被传递到冷却翼片285的膨胀制冷剂，所以在加热模式期间外部热交换器266的翼片285上的冰发展是可能的。因此，可能期望的是使热泵子系统232进入除冰模式。在除冰模式期间第一膨胀设备264可以被调整(例如，被完全打开)，从而使得小压降出现在第一膨胀设备264的两端。进一步地，第二膨胀设备274被关闭，从而使得制冷剂不经过室内热交换器276并且阀门262也被关闭。当压缩机260压缩制冷剂时压缩机260增加了制冷剂的温度，并且其输出可以被增加。加热的制冷剂被导向通过外部热交换器266，进而对外部热交换器266加温以对线圈除冰。在制冷剂流动通过蓄积器272和内部热交换器278之后，加热的制冷剂被返回到压缩机260。在除冰模式期间制冷剂PTC加热器267可以被选择性地激活，以降低其对外部热交换器266除冰所耗费的时间量。制冷剂PTC加热器267将热量传递到制冷剂而不必首先将热量传递到发动机冷却剂。此外，如果乘客厢在期望温度的预定温度内，则冷却剂泵254可以在除冰模式期间被停用以便制冷剂中的热量不被传递到冷却剂回路230。另一方面，如果乘客厢不在期望温度的预定温度内，则冷却剂泵254可以在除冰模式中与PTC加热器265一起被激活，因此热量可以被提供给乘客厢，同时降低从制冷剂传递到发动机冷却剂的热量。
控制器212包含图4中的方法的可执行指令，用于操作图2中所示的系统的阀门、风扇以及泵或压缩机。控制器212包含输入端201和与图2的系统内的设备接口连接/交互的输出端202。控制器212也包含中央处理单元205和非暂时存储器206以便执行图4中的方法。
现在参考图3，车辆10内的车辆传动系300的方框图被示出。传动系300可以由发动机12提供动力。发动机12可以用包含起动机301的发动机启动系统或经由电机或传动系集成起动发电机(DISG)14启动。进一步地，发动机12可以经由诸如燃料喷射器、节气门、凸轮轴等的扭矩执行器304来生成或调整扭矩。
发送机输出扭矩可以被传输给传动系断开离合器305。传动系断开离合器选择性地连接和不连接传动系300。传动系断开离合器305可以是电气或液压致动。传动系断开离合器305的下游侧被示出为机械连接到DISG输入轴303。
DISG 14可以被操作以将扭矩提供到传动系300或将传动系扭矩转换成电能以便存储在电能存储设备11中。DISG 14具有大于起动机301的动力输出。进一步地，DISG 14直接驱动传动系300或者由传动系300直接地驱动。没有用于将DISG 14与传动系300连接的皮带、齿轮或链条。更确切地说，DISG 14以与传动系300相同的速率旋转。电能存储设备11可以是电池、电容器或电感器。DISG 14的下游侧被机械地连接到变速器308。
电能存储设备11也可以经由可以在车辆10的外部并且被电气连接到电力网381的固定(stationary)充电站380再充电。固定充电站380可以降低或增加由电力网381供应的电压，以对电能存储设备11充电。进一步地，当车辆10被停止并且不被驾驶员操作时响应于外蒸发器除冰，固定充电站380可以提供电力给PTC加热器267和压缩机260。
自动变速器308包含齿轮离合器(例如齿轮1-6)333以便调整变速器齿轮比。齿轮离合器333可以被选择性地接合以推动车辆10。来自自动变速器308的扭矩输出可以又被转送到车轮316以便经由输出轴334推动车辆。输出轴334将来自变速器308的扭矩输送到车轮316。自动变速器308可以将输入驱动扭矩传递给车轮316。
进一步地，摩擦力可以通过接合车轮摩擦制动器318施加给车轮316。在一个示例中，车轮摩擦制动器318可以响应于驾驶员将他的脚按压在制动器踏板上(未示出)而被接合。在其他示例中，控制器212或连接到控制器212的控制器可以应用接合车轮摩擦制动器。用相同的方式，通过响应于驾驶员从制动器踏板释放他的脚，而脱离车轮摩擦制动器318，减少到车轮316的摩擦力。进一步地，车辆制动器可以经由作为自动发动机停止程序的部分的控制器212施加摩擦力给车轮316。
控制器212可以被编程以接收来自发动机12的输入并且以此控制发动机的扭矩输出和/或液力变矩器、变速器、DISG、离合器和/或制动器的操作。作为一个示例，发动机扭矩输出可以通过调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的结合，通过控制节气门打开和/或气门正时、气门升程以及涡轮增压发动机或机械增压发动机的升压而被控制。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的结合来控制发动机扭矩输出。在所有的情况下，发动机控制可以在逐缸基础上进行以控制发动机扭矩输出。正如在本技术领域内公知的，控制器212也可以通过调整流向和流出DISG绕组的电流来控制来自DISG的扭矩输出和电能生产。控制器212也可以响应于由远程发射器382提供的并且经由接收天线385所接收的信号来启动发动机12。
当满足怠速-停止条件时，控制器212可以通过切断给发动机的燃料和火花来开始发动机停机。但是在一些示例中发动机可以继续旋转。相反，当满足重启条件时，和/或车辆驾驶员想发动车辆时，控制器212可以通过在汽缸中重新开始燃烧来再激活发动机。发动机可以通过经由DISG 14或起动机301旋转发动机而被启动。
应该注意的是，图1-3的系统可以与各种不同的制冷剂一起操作，且不偏离本公开的范围或广度。例如，该系统可以使用CO2作为制冷剂。如果CO2被用作制冷剂，则可能需要几种修改，包含用制冷剂-冷却剂气体冷却器替换制冷剂-冷却剂热交换器242，将油分离器添加到压缩机260的输出端以及使外部热交换器266在冷却模式中作为气体冷却器并且在加热模式中作为蒸发器。
图1-3的系统提供了车辆系统，其包括：外部热交换器；与外部热交换器流体连通的制冷剂-发动机冷却剂热交换器；在制冷剂-发动机冷却剂热交换器的制冷剂侧的第一正温度系数(PTC)加热器；以及控制器，其包含被存储在非暂时存储器内的可执行指令，用于响应于外部热交换器的除冰而激活第一PTC加热器。该车辆系统包含第一PTC加热器供应热能给经过外部热交换器的制冷剂的情况。该车辆系统进一步包括在制冷剂-发动机冷却剂热交换器的发动机冷却剂侧的第二PTC加热器。该车辆系统进一步包括被存储在非暂时存储器内用于响应于电池充电状态调整被供应给第一PTC加热器的电流的额外可执行指令。
在一些示例中，该车辆系统进一步包括被存储在非暂时存储器内用于响应于再生制动(regenerative braking)的条件调整被供应给第一PTC加热器的电流的额外可执行指令。该车辆系统进一步包括被存储在非暂时存储器内用于在沿着外部热交换器的上游处的制冷剂管道定位的膨胀阀完全打开的情况下进入热泵除冰模式的额外可执行指令。
现在参考图4，示出用于对车辆热泵的外部或外部热交换器除冰的方法的流程图。图4和图5的方法可以被存储作为图1-3的系统中的非暂时存储器内的可执行指令。进一步地，图4和图5的方法可以提供图5中所示的操作顺序。
在402，方法400基于格栅百叶窗方位、周围温度以及车辆速度估计热交换器冻结温度。外部热交换器冻结温度可以是外部热交换器的翼片开始冻结的温度。在一个示例中，外部热交换器温度可以根据保存与外部热交换器冻结温度对应的依经验确定的温度值的表格或函数估计。基础外部热交换器冻结温度可以基于压缩机出口压力和膨胀阀264操作方位。保存基于车辆速度、格栅百叶窗方位以及周围温度的依经验确定的外部热交换器冻结温度因子或加法器的额外的表格或函数修改或调整基础外部热交换器冻结温度，以提供外部热交换器冻结温度。在外部热交换器冻结温度被确定之后，方法400进行到404。
在404，方法400确定外部热交换器翼片温度。外部热交换器翼片温度可以基于车辆工况被估计或经由温度传感器被测量。在外部热交换器翼片温度被确定之后，方法400进行到406。
在406，方法400判断在车辆被停止且停驻之前外部热交换器翼片冻结的风险是否存在，并且响应于在车辆被停止并且停驻之前外部热交换器冻结的指示外部热交换器是否不被除冰。存储器中的比特可以被用于指示外部热交换器冻结是存在还是不存在。在一个示例中，如果外部热交换器小于在402确定的外部热交换器冻结温度的预定温度或者在该预定温度内，则比特被赋予数值1以指示外部热交换器冻结的可能。如果外部热交换器冻结被指示并且车辆被停驻而没有进入除冰模式，则回答为是并且方法400进行到408。否则，回答为否并且方法400进行到430。
在408，方法400判断车辆10是否与充电站接通或电连接。充电站可以与电力网电连通并且可以位于家庭或营业所。在一个示例中，方法400可以通过测量充电输入端处的电压来判断车辆10是否与充电站电连通。如果方法400判断出车辆10与充电站电连通或者被电连接到充电站，则回答为是并且方法400进行到410。否则，回答为否并且方法400进行到430。
在410，方法400判断车辆是否正在被远程启动或者已经被远程启动。在一个示例中，如果启动车辆的信号已经从远程发射器接收到，则存储器内的比特可以被设定为数值1。一旦车辆被驱动则比特可以被重设为数值0。响应于远程启动，热泵子系统232可以被激活以开始加热或冷却乘客厢120。在远程启动期间，由于热泵可以通过使用来自固定电源的电力而被激活(例如，压缩机260、控制器212以及各种各样的阀门可以被激活)，因此车辆的发动机和/或马达可以被激活或可以不被激活。在一些示例中，方法400不激活发动机和/或马达，直到驾驶员打开车门。例如，如果车辆10经由发射器382被远程启动，则热泵子系统232可以被激活直到驾驶员将车辆10从固定充电站380电分离或者打开车门135。如果方法400判断车辆10已经被远程启动，则回答为是并且方法400进行到416。否则，回答为否并且方法400进行到412。
在412，方法400激活热泵压缩机260、制冷剂PTC加热器267并且优化膨胀设备264的阀门方位。在除冰模式中热泵子系统232被激活。供应给制冷剂PTC加热器267和压缩机260的电流量可以基于来自固定充电站380的可用电流量。但是，如果外部热交换器266已经被进行了一次除冰，同时车辆被停止，则压缩机260和制冷剂PTC加热器不被激活。在一个示例中，膨胀设备264的阀门方位通过响应于外部热交换器266处的温度传感器的反馈来调整膨胀设备264的方位，而被优化。方法400进行到414。
在414，方法400判断外部热交换器翼片温度是否高于在402处确定的外部热交换器冻结温度多于阈值温度。如果外部热交换器翼片温度高于外部热交换器温度多于阈值温度，则可以确定外部热交换器266被除冰。如果方法400判断外部热交换器翼片温度高于外部热交换器冻结温度，则回答为是并且方法400进行到退出。否则，回答为否并且方法400返回到412。
在416，方法400激活热泵压缩机260、制冷剂PTC加热器267、冷却剂泵254、发动机冷却剂PTC加热器265，并且优化膨胀设备264的阀门方位以便使传递到外部热交换器的热量最大。在除冰模式中，热泵子系统232被激活。被供应给制冷剂PTC加热器267和压缩机260的电流量可以基于来自固定充电站380的可用电流量。但是，如果外部热交换器266已经被进行了一次除冰，同时车辆被停止，则压缩机260和制冷剂PTC加热器不被激活。发动机冷却剂PTC加热器265被激活以对发动机冷却剂加温。进一步地，冷却剂泵254与风扇292被一起激活，以经由发动机冷却剂PTC加热器265对乘客厢加温。膨胀设备阀门方位可以通过响应于外部热交换器266的温度来调整膨胀设备阀门方位，而被优化。方法400进行到418。
在418，方法400判断外部热交换器翼片温度是否高于在402处确定的外部热交换器冻结温度多于阈值温度。如果外部热交换器翼片温度高于外部热交换器冻结温度多于阈值温度，则可以确定外部热交换器266被除冰。如果外部热交换器被除冰，则热泵子系统232退出除冰模式，压缩机260被停用并且制冷剂PTC加热器267被停用。如果方法400判断外部热交换器翼片温度高于外部热交换器冻结温度，则回答为是并且方法400进行到退出。否则，回答为否并且方法400返回到416。
在430，方法400判断外部热交换器266翼片温度是否低于在402处确定的外部热交换器冻结温度的阈值温度或在该阈值温度内。在一个示例中，从在404处确定的翼片温度中减去在402处确定的外部热交换器冻结温度。如果结果小于0或者小于阈值温度，则回答为是并且方法400进行到432。否则，方法为否并且方法400进行到退出。
在432，方法400判断车辆10是否处于再生制动模式。当电机14正输出电力给电能存储设备11时，车辆10可以被判断为处于再生制动模式。如果方法400判断出车辆10处于再生制动模式，则回答为是并且方法400进行到434。否则，回答为否并且方法400进行到460。
在434，方法400判断车辆车厢温度是否在期望车厢温度的阈值温度内。在一个示例中，从期望车厢温度中减去从车厢温度传感器确定的车厢温度。如果结果小于0或者在预定温度内，则回答为是并且方法400进行到436。否则，回答为否并且方法400进行到450。
在436，方法400基于处于再生制动模式中的电机14的输出激活制冷剂PTC加热器267(例如，通过使电机14作为发电机操作并且将车辆的动能转换成电能来减慢车辆)。例如，如果电机输出5000瓦特，则根据电能存储设备11的充电状态，制冷剂PTC加热器267可以被分配一定百分比的电机输出。被分配给制冷剂PTC加热器267的电机输出的百分比随着电能存储设备的充电状态的增加而增加。例如，如果电池充电状态是全部容量的90％，则在再生制动模式期间由电机14输出的电力的95％可以分配给制冷剂PTC加热器。然而，如果电池充电状态是全部容量的10％，则在再生制动模式期间由电机14输出的电力的40％可以分配给制冷剂PTC加热器。在制冷剂PTC加热器267被激活之后方法400进行到438。
在438，方法400使热泵子系统232过渡到除冰模式。在除冰模式中车厢温度接近期望温度，压缩机260被激活，膨胀阀264的方位被优化，阀门262被关闭以及阀门270打开。在一个示例中，膨胀设备264的阀门方位通过响应于在外部热交换器266处的温度传感器的反馈来调整膨胀设备264的方位而被优化。在热泵子系统232进入除冰模式后方法400进行到440。
在440，方法400判断外部热交换器翼片温度是否高于在402处确定的外部热交换器冻结温度多于阈值温度。如果外部热交换器翼片温度高于外部热交换器冻结温度多于阈值温度，则可以确定外部热交换器266被除冰。如果外部热交换器被除冰，则热泵子系统232退出除冰模式，压缩机260被停用并且制冷剂PTC加热器267被停用。如果方法400判断外部热交换器翼片温度高于外部热交换器冻结温度，则回答为是并且方法400进行到退出。否则，回答为否并且方法400返回到436。
在450，方法400基于处于再生制动模式的电机14的输出激活制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器265。例如，如果电机正输出5000瓦特，则根据电能存储设备11的充电状态，制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器265可以被分配一定百分比的电机输出。分配给制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器265的电机输出的百分比可以随着电能存储设备的充电状态的增加而增加。例如，如果电池充电状态是全部容量的90％，则在再生制动模式期间由电机14输出的电力的95％可以分配给制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器265。然而，如果电池充电状态是全部容量的10％，则在再生制动期间由电机14输出的电力的40％可以分配给制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器265。在制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器265被激活之后方法400进行到452。
在452，方法400使热泵子系统232过渡到除冰模式。在除冰模式中车厢温度不接近期望的温度，压缩机260被激活，冷却剂泵254被激活，膨胀阀264被调整以优化到外部热交换器266的热传递，阀门262关闭并且阀门270打开。在一个示例中，膨胀阀264的方位通过响应于外部热交换器266的温度来调整膨胀阀方位而被优化。在热泵子系统232进入除冰模式后方法400进行到454。
在454，方法400判断外部热交换器翼片温度是否高于在402处确定的外部热交换器冻结温度多于阈值温度。如果外部热交换器翼片温度高于外部热交换器冻结温度多于阈值温度，则可以确定外部热交换器266被除冰。如果外部热交换器被除冰，则热泵子系统232退出除冰模式，压缩机260被停用，冷却剂泵254被停用并且制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器265被停用。如果方法400判断外部热交换器翼片温度高于外部热交换器冻结温度，则回答为是并且方法400进行到退出。否则，回答为否并且方法400返回到450。
在460，方法400判断车辆车厢温度是否在期望车厢温度的阈值温度内。在一个示例中，从期望车厢温度中减去从车厢温度传感器确定的车厢温度。如果结果小于0或者在预定温度内，则回答为是并且方法400进行到462。否则，回答为否并且方法400进行到470。
在470，方法400基于电池充电状态(例如，电能存储设备的全部充电容量的百分比)激活制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器265。例如，如果电池充电状态是全部充电容量的90％，则制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器265可以从电池或电能存储设备11中被分配有预定数量的瓦特。分配给制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器265的瓦特数随着电能存储设备器的充电状态的增加而增加。例如，如果电池充电状态是全部容量的90％，则由电能存储设备11输出的电力中的200瓦特可以分配给制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器265。然而，如果电池充电状态是全部容量的40％，则由电能存储设备11输出的电力中的50瓦特可以分配给制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器。在制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器265被激活后方法400进行到472。
在472，方法400使热泵子系统232过渡到除冰模式。在除冰模式中车厢温度不接近期望温度，压缩机260被激活，膨胀阀264的方位被优化，冷却剂泵254被激活，阀门262关闭并且阀门270打开。在热泵子系统232进入除冰模式后方法400进行到474。
在474，方法400判断外部热交换器翼片温度是否高于在402处确定的外部热交换器冻结温度多于阈值温度。如果外部热交换器翼片温度高于外部热交换器冻结温度多于阈值温度，则可以确定外部热交换器266被除冰。如果外部热交换器被除冰，则热泵子系统232退出除冰模式，压缩机260被停用，冷却剂泵254被停用，并且制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器265被停用。如果方法400判断出外部热交换器翼片温度高于外部热交换器冻结温度，则回答为是并且方法400进行到退出。否则，回答为否并且方法400返回到470。
在462，方法400基于电池充电状态激活制冷剂PTC加热器267。例如，如果电池充电状态是全部充电容量的90％，制冷剂PTC加热器267可以从电池或电能存储设备11中被分配预定数量的瓦特。分配给制冷剂PTC加热器267的瓦特数随着电能存储设备的充电状态的增加而增加。例如，如果电池充电状态是全部容量的90％，则由电能存储设备11输出的电力中的200瓦特可以分配给制冷剂PTC加热器267。然而，如果电池充电状态是全部容量的40％，则由电能存储设备11输出的电力中的50瓦特可以分配给制冷剂PTC加热器267。在制冷剂PTC加热器267被激活后方法400进行到464。
在464，方法400使热泵子系统232过渡到除冰模式。在除冰模式中车厢温度接近期望温度，压缩机260被激活，膨胀阀264的方位被优化，阀门262关闭并且阀门270打开。在一个示例中，膨胀设备264的阀门方位可以通过响应于在外部热交换器266处的温度传感器的反馈来调整膨胀设备264的方位而被优化。在热泵子系统232进入除冰模式后方法400进行到466。
在466，方法400判断外部热交换器翼片温度是否高于在402处确定的外部热交换器冻结温度多于阈值温度。如果外部热交换器翼片温度高于外部热交换器温度多于阈值温度，则可以确定外部热交换器266被除冰。如果外部热交换器被除冰，则热泵子系统232退出除冰模式，压缩机266被停用并且制冷剂PTC加热器267被停用。如果方法400判断外部热交换器翼片温度高于外部热交换器冻结温度，则回答为是并且方法400进行到退出。否则，回答为否并且方法400返回到462。
因此，图4和图5的方法提供用于选择性地激活和停用制冷剂PTC加热器和发动机冷却剂PTC加热器以对外部热交换器266除冰并且对乘客舱120加温。以这种方式，外部热交换器除冰可以被改善。此外，在一些示例中，如果发动机正在操作中并且外部热交换器被确定将被除冰，则热量可以经由中间热交换器242从发动机被传递到外部热交换器。压缩机被激活以提供起动力以将热量从中间热交换器242传递到外部热交换器266。
现在参考图6，示出用于根据图4和图5的方法操作车辆加热系统的模拟示例顺序。车辆加热系统可以被配置为如图1-3所示。在时刻T0-T4处的垂直线指示了在操作顺序中感兴趣的时间。
从图6的顶部开始的第一个图表是制冷剂PTC加热器267电流随时间的图表。X轴线表示时间并且时间从图6的左侧增加到图6的右侧。Y轴线表示供应给制冷剂PTC加热器267的电流并且电流沿Y轴线箭头的方向增加。
从图6的顶部开始的第二个图表是发动机冷却剂PTC加热器265电流随时间的图表。X轴线表示时间并且时间从图6的左侧增加到图6的右侧。Y轴线表示供应给发动机冷却剂PTC加热器265的电流并且电流沿Y轴线箭头的方向增加。
从图6的顶部开始的第三个图表是乘客舱温度随时间的图表。X轴线表示时间并且时间从图6的左侧增加到图6的右侧。Y轴线表示乘客舱温度并且温度沿Y轴线箭头的方向增加。水平线601表示期望乘客舱温度。
从图6的顶部开始的第四个图表是外部热交换器266冻结指示随时间的图表。X轴线表示时间且时间从图6的左侧增加到图6的右侧。Y轴线表示外部热交换器266冻结指示并且冻结条件由接近Y轴线箭头的处于较高水平的迹线指示。当迹线处于接近X轴线的较低水平时，外部热交换器266冻结不被指示。
在时刻T0，制冷剂PTC加热器和发动机冷却剂PTC加热器不被激活。乘客舱温度正在增加，指示热泵子系统处于加热模式(未示出)。外部热交换器冻结指示不是有效的(asserted)。
在时刻T0和时刻T1之间，乘客舱温度继续增加并且在其余图表中的状况保持不变。随着热泵子系统将热量添加到发动机冷却剂(未示出)，乘客舱温度增加。
在时刻T1，响应于外部热交换器翼片温度在估计的外部热交换器冻结温度的阈值温度之内，外部冻结指示有效。因为乘客舱温度低于期望乘客舱温度，所以制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器25都被激活。进一步地，电池充电状态(未示出)处于较高水平。因此，制冷剂PTC加热器267和发动机冷却剂PTC加热器265被供应更大量的电流。此外，热泵子系统进入除冰模式，其中压缩机260被激活，冷却剂泵254被激活，膨胀阀264被调整以优化到外部热交换器266的热传递，阀门262关闭并且阀门270打开(所有均未示出)。
在时刻T2，响应于外部热交换器翼片温度与估计的外部热交换器冻结温度相差大于阈值温度，外部冻结指示不是有效的。外部热交换器翼片温度通过进入除冰模式并且通过制冷剂PTC加热器所释放的热能已经被升高。由于外部热交换器冻结指示不再有效，所以热泵子系统退出除冰模式并且供应给制冷剂PTC加热器和发动机冷却剂PTC加热器的电流被中断。乘客舱温度保持在期望乘客舱温度601之下。
在时刻T2和时刻T3之间，乘客舱温度继续增加并且在其余的图表中的状况保持不变。当热泵子系统将热量添加到发动机冷却剂(未示出)时，乘客舱温度增加。
在时刻T3，响应于外部热交换器翼片温度在估计的外部热交换器冻结温度的阈值温度之内，外部冻结指示有效。因为乘客舱温度高于期望乘客舱温度，所以只有制冷剂PTC加热器267被激活。进一步地，电池充电状态(未示出)处于较低水平。因此，供应给制冷剂PTC加热器267的电流量比在时刻T1处供应的电流量更少。热泵子系统也进入除冰模式，其中压缩机260被激活，膨胀阀264的方位被优化，阀门262关闭，并且阀门270打开，并且冷却剂泵254被停用。
在时刻T4，响应于外部热交换器翼片温度与估计的外部热交换器冻结温度相差大于阈值温度，外部冻结指示不是有效的。外部热交换器翼片温度通过进入除冰模式并且通过制冷剂PTC加热器267所释放的热能已经被升高。因为外部热交换器冻结指示不再有效，热泵子系统退出除冰模式并且供应给制冷剂PTC加热器的电流被中断。乘客舱温度保持在期望乘客舱温度601之上。
因此，响应于电池充电状态、乘客舱温度以及外部热交换器冻结的指示，可以调整供应给PTC加热器的电流。此外，响应于来自外部热交换器266处的温度传感器的反馈和外部热交换器冻结的指示，可以调整膨胀阀打开量。
因此，图4和图5的方法提供了一种用于解冻车辆外部热交换器的方法，其包括：响应于外部热交换器结冰，增加沿着压缩机和外部热交换器之间的通道定位的膨胀阀的打开量；以及响应于外部热交换器结冰，激活第一正温度系数(PTC)加热器，该PTC加热器与经过膨胀阀的制冷剂热连通。该方法包含PTC加热器被并入制冷剂-发动机冷却剂热交换器的情况。该方法进一步包括响应于外部热交换器结冰的指示增加压缩机的输出。
在一些示例中，该方法进一步包括响应于外部热交换器结冰的指示，激活第二PTC加热器。该方法包含第二PTC加热器被并入制冷剂-发动机冷却剂热交换器的情况和第二PTC加热器将热量传递到发动机冷却剂而不必首先将热量传递到制冷剂的情况。该方法包含第一PTC加热器将热量传递到制冷剂而不必首先将热量传递到发动机冷却剂的情况。该方法包含外部热交换器作为热泵的部分的情况以及在增加膨胀阀的打开量之前热泵处于加热模式的情况。
此外，图4和图5的方法提供了一种用于解冻车辆外部热交换器的方法，其包括：响应于外部热交换器结冰并且车辆不处于再生制动模式，将第一电流供应给第一正温度系数加热器(PTC)，该PTC加热器与经过膨胀阀的制冷剂热连通；以及响应于外部热交换器结冰并且车辆处于再生制动模式，将第二电流供应给第一PTC加热器。该方法进一步包括响应于外部热交换器结冰并且车辆不处于再生制动模式，将第一电流供应给第二PTC加热器，以及响应于外部热交换器结冰并且车辆处于再生制动模式，将第二电流供应给第二PTC加热器，第一电流小于第二电流。
在一些示例中，该方法进一步包括响应于车辆被电连接到在车辆外部的固定充电系统，将第三电流供应给第一PTC加热器。该方法进一步包括响应于电池充电状态，调整第一电流和第二电流。该方法包含第一电流和第二电流随着电池充电状态增加而被增加的情况。该方法包含第一电流和第二电流随着电池充电状态减少而被减少的情况。该方法进一步包括进入除冰模式，其中沿着车辆外部热交换器和压缩机之间的制冷剂管道定位的膨胀阀被完全打开的情况。
正如本技术领域内一个普通技术人员将会意识到的，图4和图5中所述的方法可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，处理策略诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。同样地，说明的不同步骤或功能可以按说明的顺序执行、并行执行或在某些情况下被省略。同样，处理的次序对于实现本文所述的目标、特征和优点来说不是必要的，而是被提供以便于说明和描述。尽管没有明确说明，但是本领域内一个普通技术人员将会意识到根据使用的特定策略，说明的步骤或功能的一个或多个可以被重复执行。进一步地，所述的动作、操作、方法和/或功能可以图解地表示成代码以便被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时存储器内。
说明书到此结束。本领域技术人员通过阅读本说明书，将会想到许多替换和修改，而不偏离本说明书的精神和范围。例如，以天然气、汽油、柴油或可替换燃料配置操作的L3、L4、L5、V6、V8、V10和V12的发动机可以使用本说明书以获益。

Claims (9)

1.一种用于解冻车辆的外部热交换器的方法，其包括：
响应于外部热交换器结冰，增加沿着压缩机和外部热交换器之间的通道定位的膨胀阀的打开量；以及
响应于所述外部热交换器结冰并且车辆不处于再生制动模式，通过供应第一电流到第一正温度系数加热器以激活所述第一正温度系数加热器，所述第一正温度系数加热器与经过所述膨胀阀的制冷剂热连通；以及
响应于外部热交换器结冰并且所述车辆处于所述再生制动模式，将第二电流供应给所述第一正温度系数加热器，所述第一电流小于所述第二电流。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一正温度系数加热器被合并入制冷剂-发动机冷却剂热交换器。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括响应于外部热交换器结冰的指示，增加压缩机的输出。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括响应于外部热交换器结冰的指示，激活第二正温度系数加热器。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二正温度系数加热器被并入制冷剂-发动机冷却剂热交换器，并且其中所述第二正温度系数加热器将热量传递到发动机冷却剂，而不必首先将热量传递到所述制冷剂。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一正温度系数加热器将热量传递到所述制冷剂，而不必首先将热量传递到所述发动机冷却剂。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述外部热交换器是热泵的部分，并且其中在增加所述膨胀阀的所述打开量之前所述热泵处于加热模式。
8.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括响应于外部热交换器结冰并且所述车辆不处于所述再生制动模式，将第一电流供应给所述第二正温度系数加热器，以及响应于外部热交换器结冰并且所述车辆处于所述再生制动模式，将第二电流供应给所述第二正温度系数加热器，所述第一电流小于所述第二电流。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括响应于车辆被电连接到在所述车辆外部的固定充电系统，将第三电流供应给所述第一正温度系数加热器。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6350012B2 (ja) * 2014-06-23 2018-07-04 三菱自動車工業株式会社 車両の回生制御装置
JP2019089524A (ja) * 2017-11-17 2019-06-13 アイシン精機株式会社 車両用熱交換装置
JP6584019B2 (ja) * 2017-12-21 2019-10-02 本田技研工業株式会社 電動車両
DE102018200936A1 (de) 2018-01-22 2019-07-25 Ford Global Technologies, Llc Vorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Temperatur einer Fahrzeugkomponente mittels Luftleitmitteln
DE102018200934A1 (de) 2018-01-22 2019-07-25 Ford Global Technologies, Llc VVorrichtung zum Steuern der Temperatur einer Fahrzeugkomponente mit Anti-Eis-Entblockiereinheit
US20190366802A1 (en) * 2018-05-31 2019-12-05 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for deicing of active aerodynamic systems in a vehicle
JP7079668B2 (ja) * 2018-06-14 2022-06-02 本田技研工業株式会社 車両の熱管理システム
CN109693512B (zh) * 2018-12-13 2022-04-19 珠海广通汽车有限公司 一种电动汽车的空调的控制方法及电动汽车
US11110778B2 (en) 2019-02-11 2021-09-07 Ford Global Technologies, Llc Heat pump secondary coolant loop heat exchanger defrost system for a motor vehicle
CN110889209B (zh) * 2019-11-18 2023-04-28 中国北方车辆研究所 一种润滑油加温仿真方法
US11267318B2 (en) * 2019-11-26 2022-03-08 Ford Global Technologies, Llc Vapor injection heat pump system and controls
US20220388514A1 (en) * 2021-06-02 2022-12-08 Cummins Inc. Systems and methods for reducing emissions with smart alternator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5507153A (en) * 1993-03-22 1996-04-16 Seiko Epson Corporation Electric motor vehicle
US6467284B1 (en) * 2001-09-17 2002-10-22 Ut-Battelle, Llc Frostless heat pump having thermal expansion valves
CN103423928A (zh) * 2012-05-21 2013-12-04 本田技研工业株式会社 车辆用空调装置
US8607855B2 (en) * 2007-02-23 2013-12-17 Behr Gmbh & Co. Kg Cooling system for a motor vehicle

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4432211A (en) * 1980-11-17 1984-02-21 Hitachi, Ltd. Defrosting apparatus
US4866365A (en) * 1986-04-16 1989-09-12 Texas Instruments Incorporated Supplemental automotive vehicular heater system and method of providing same
JPH10324147A (ja) * 1997-05-26 1998-12-08 Zexel Corp 空気調和装置
US6040561A (en) * 1999-06-30 2000-03-21 General Motors Corporation High voltage bus and auxiliary heater control system for an electric or hybrid vehicle
US20080196429A1 (en) * 2002-02-11 2008-08-21 The Trustees Of Dartmouth College Pulse Electrothermal And Heat-Storage Ice Detachment Apparatus And Method
KR100527184B1 (ko) * 2003-07-07 2005-11-08 현대자동차주식회사 전기자동차의 공조 시스템을 이용한 회생 제동 방법
US20060046895A1 (en) * 2004-08-30 2006-03-02 Thacher Russell J Vehicular control system for regenerative braking
US7789179B2 (en) 2007-05-03 2010-09-07 International Truck Intellectual Property Company, Llc Method of compression molding motor vehicle components and parts made therefrom
JP5348549B2 (ja) * 2009-08-04 2013-11-20 スズキ株式会社 電動車両
US9440514B2 (en) 2009-08-07 2016-09-13 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Vehicle air-conditioning system
US8823203B2 (en) 2009-11-12 2014-09-02 Denso Corporation Controller for engine
US20130099561A1 (en) * 2009-12-23 2013-04-25 General Electric Company Method and system for utilization of regenerative braking electrical energy for operating auxiliary system in a vehicle
EP2524829B1 (en) * 2010-01-15 2017-09-13 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Vehicle air-conditioning system and driving control method therefor
JP5418280B2 (ja) * 2010-02-17 2014-02-19 株式会社デンソー 蒸発器
JP5682433B2 (ja) * 2010-06-09 2015-03-11 日産自動車株式会社 充電制御システム
US8982578B2 (en) * 2010-10-14 2015-03-17 Tyco Electronics Corporation Connector system and assembly having integrated protection circuitry
US8473177B2 (en) * 2010-12-31 2013-06-25 Cummins, Inc. Apparatuses, methods, and systems for thermal management of hybrid vehicle SCR aftertreatment
JP5131358B2 (ja) * 2011-01-06 2013-01-30 株式会社デンソー 車両の熱源制御装置
KR101342931B1 (ko) 2011-03-09 2013-12-18 한라비스테온공조 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템
US8919100B2 (en) * 2011-06-06 2014-12-30 GM Global Technology Operations LLC Method of using a regenerative brake system for heating a motor vehicle catalytic converter and powering other electrical accessories
JP2013095409A (ja) * 2011-11-07 2013-05-20 Aisin Seiki Co Ltd バッテリ暖機装置およびバッテリ暖機方法
JP2013129353A (ja) * 2011-12-22 2013-07-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 車両用空調装置
DE102011090195A1 (de) 2011-12-30 2013-07-04 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Temperierung eines Fahrzeuginnenraumes
US20130227973A1 (en) 2012-03-05 2013-09-05 Halla Climate Control Corporation Heat pump system for vehicle and method of controlling the same
JP2013208938A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 車室外熱交換器の着霜回避装置及び車両用空調装置
JP6047314B2 (ja) * 2012-06-29 2016-12-21 サンデンホールディングス株式会社 車両用空調装置
US8958936B2 (en) * 2012-10-19 2015-02-17 Ford Global Technologies, Llc System override for user selected electric-only operation of a hybrid vehicle
CN105264310A (zh) * 2013-03-15 2016-01-20 安东尼技术玻璃(上海)有限公司 防冷凝控制系统和方法
JP6068229B2 (ja) * 2013-03-29 2017-01-25 株式会社日本クライメイトシステムズ 車両用空調装置
US9470128B2 (en) * 2013-05-28 2016-10-18 Electro-Motive Diesel, Inc. Exhaust system implementing active regeneration control
KR101518924B1 (ko) * 2013-12-10 2015-05-11 현대자동차 주식회사 친환경 자동차의 히터 제어장치 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5507153A (en) * 1993-03-22 1996-04-16 Seiko Epson Corporation Electric motor vehicle
US6467284B1 (en) * 2001-09-17 2002-10-22 Ut-Battelle, Llc Frostless heat pump having thermal expansion valves
US8607855B2 (en) * 2007-02-23 2013-12-17 Behr Gmbh & Co. Kg Cooling system for a motor vehicle
CN103423928A (zh) * 2012-05-21 2013-12-04 本田技研工业株式会社 车辆用空调装置

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