CN109649112A - 鼓风机马达操作 - Google Patents

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威廉·斯图尔特·约翰斯顿
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克里斯·乔治·厄林
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Abstract

提供了一种在环境温度低于阈值温度时操作车辆气候系统的方法。响应于环境温度低于阈值温度，控制器被适配成以一定电压来操作鼓风机马达，所述电压取决于所述车辆是处于电荷维持模式还是电荷消耗模式。响应于环境温度高于阈值温度，所述控制器被适配成以一定电压来操作所述鼓风机马达，所述电压并不取决于是处于所述电荷维持模式还是所述电荷消耗模式。

Description

鼓风机马达操作
技术领域
本公开涉及鼓风机马达的操作，并且更具体地，涉及根据环境温度和车辆操作模式在混合动力电动车辆中进行的鼓风机马达操作。
背景技术
混合动力电动车辆(HEV)可以通过发动机和由动力电池供给能量的电机来推进。插电式混合动力电动车辆(PHEV)包括可以通过与外部电源的电连接进行充电的动力电池。纯电动车辆(BEV)不包括发动机并且只由电机推进。HEV、PHEV和BEV是至少部分地由电机推进的车辆的三个示例。在此类应用中，动力电池可以包括电池组，电池组具有在操作期间充电和放电的电池单体。动力电池还可以在电池单体均衡操作期间放出来自电池单体的电力并且在电池单体之间传输电力。
除了推进车辆之外，电力还可以用来供给车载辅助负载。例如，电力可以传送到用在车辆的气候控制系统中的鼓风机马达。
发明内容
在至少一个方案中，提供了一种在环境温度低于阈值温度时操作车辆气候系统的方法。所述方法可以包括：响应于低于阈值的环境温度，以一定电压来操作鼓风机马达，所述电压取决于所述车辆是处于电荷维持模式还是电荷消耗模式。所述方法还可以包括：响应于大于所述阈值的环境温度，以一定电压来操作所述鼓风机马达，所述电压并不取决于是处于所述电荷维持模式还是所述电荷消耗模式。
在至少一个方案中，提供了一种在环境温度低于阈值温度时操作车辆气候系统的方法。所述方法可以包括：响应于低于阈值的环境温度，以一定电压来操作鼓风机马达，所述电压取决于所述车辆气候系统是在自动气候控制模式下还是在手动气候控制模式下操作。所述方法还可以包括：响应于高于所述阈值的环境温度，以一定电压来操作所述鼓风机马达，所述电压并不取决于所述车辆气候系统是在所述自动气候控制模式下还是在所述手动气候控制模式下操作。
在至少一个方案中，提供了一种在环境温度低于阈值温度时操作车辆气候系统的方法。所述方法可以包括：当所述环境温度低于阈值温度时，在使用发动机来推进所述车辆时，根据第一鼓风机参数来操作鼓风机马达。所述方法还可以包括：当所述环境温度低于阈值温度时，在使用电机而非所述发动机来推进所述车辆时，根据不同于所述第一鼓风机参数的第二鼓风机参数来操作所述鼓风机马达。
提供了一种用于车辆的气候系统。所述气候系统可以包括鼓风机马达和气候控制器。当发动机在推进所述车辆时，所述气候控制器可以被配置成在环境温度低于阈值温度时根据第一鼓风机参数来操作所述鼓风机马达。当电机而非所述发动机在推进所述车辆时，所述气候控制器可以被配置成在所述环境温度低于阈值温度时根据不同于所述第一电压参数的第二鼓风机参数来操作所述鼓风机马达。
附图说明
图1是具有电机和发动机的车辆的示意图。
图2是实现气候控制策略的车辆部件的示意表示。
图3是鼓风机马达控制算法的流程图。
具体实施方式
本文中描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其他实施例可以采用各种形式和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为教导本领域的技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考附图中的任一附图示出并描述的各种特征可以与在一个或多个其他附图中示出的特征组合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示出特征的组合提供了用于典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实现方式，可能需要根据本公开的教导对这些特征做出各种组合和修改。
诸如混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力电动车辆(PHEV)等的混合动力车辆设有不止一个动力源。除了汽油燃料能量之外，混合动力车辆还具有额外能量源，即存储在电池中的电能，所述电能可以是在充电期间沉积在车辆电池中的来自电网的电能。混合动力车辆的动力管系统将车辆的驱动动力需求分配给两个能量源中的一者或两者，以便实现改善的燃料经济性并且满足其他类似的HEV/PHEV控制目标。尽管可以操作传统HEV以便将电池荷电状态(SOC)维持在恒定水平左右，但PHEV可能期望在下一次充电事件(当车辆“插电”时)之前尽可能多地使用预先保存的电池电(网)能。为了提高燃料经济性，可以优先使用相对便宜的电网供应的电能以尽可能地节省汽油燃料。
图1描绘可以被称为插电式混合动力电动车辆(PHEV)的电气化车辆112。车辆112可以包括机械地联接到混合动力变速器116的一个或多个电机114。电机114可以是能够作为马达或发电机来操作的。此外，混合动力变速器116机械地联接到发动机118。车辆的动力装置可以包括任何数量的能量产生或维持机器(例如，发动机、电池、电容器、太阳能板、燃料电池、电机)。混合动力变速器116还机械地联接到驱动轴120，驱动轴120机械地联接到车轮122。当发动机118启动或关闭时，电机114可以提供推进和减速能力。电机114还可以充当发电机并且可以通过回收通常将在摩擦制动系统中作为热量损失的能量来提供燃料经济益处。电机114还可以通过在某些条件下使发动机118以更有效的转速操作以及使混合动力电动车辆112在电动模式中发动机118关闭的情况下操作来减少车辆排放物。电气化车辆112也可以是纯电动车辆(BEV)。在BEV配置中，可以不存在发动机118。在其他配置中，电气化车辆112可以是不具有插电能力的全混合动力电动车辆(FHEV)。
车辆112可以在多个不同的动力传动模式下操作，包括电荷维持模式和电荷消耗模式(也被称为EV模式)。在电荷消耗模式下，电池用作主要推进源，直到电池SOC降至阈值SOC以下，车辆在该点切换到电荷维持模式。本文中使用的术语电荷消耗模式是指其中发动机可以周期性地运转的模式和其中不使用发动机的模式。例如，车辆可以包括纯EV模式(现在也被称为EV)，在该模式中发动机被禁用。
动力电池或电池组124存储可以由电机114使用的能量。车辆电池组124可以提供高压直流(DC)输出。动力电池124可以电联接到一个或多个电力电子模块126。一个或多个接触器142可以在断开时将动力电池124与其他部件隔离并且在闭合时将动力电池124连接到其他部件。电力电子模块126还电联接到电机114并且提供在动力电池124与电机114之间双向传输能量的能力。例如，动力电池124可以提供DC电压，而电机114可以通过三相交流电(AC)操作从而工作。电力电子模块126可以将DC电压转换成三相AC电流以操作电机114。在再生模式下，电力电子模块126可以将来自充当发电机的电机114的三相AC电流转换成与动力电池124兼容的DC电压。
车辆112可以包括电联接在动力电池124与电力电子模块126之间的可变电压转换器(VVC)144。VVC 144可以是被配置成使动力电池124提供的电压增加或升高的DC/DC升压转换器。通过增加电压，电流需求可以降低，从而导致用于电力电子模块126和电机114的接线尺寸减小。此外，电机114可以在更好的效率和更低的损耗下操作。
除了提供用于推进的能量之外，动力电池124还可以提供用于其他车辆电气系统的能量。车辆112可以包括DC/DC转换器模块128，该模块将动力电池124的高压DC输出转换成与低压车辆负载兼容的低压DC供应。DC/DC转换器模块128的输出端可以电联接到辅助电池130(例如，12V电池)，以用于对辅助电池130充电。低压系统可以电联接到辅助电池130。
一个或多个电气负载可以联接到高压母线。电气负载可以具有在适当的时候操作并控制电气负载的相关联控制器。示例电气负载可以是加热器14，诸如正温度系数(PTC)加热器、电阻加热器或其他类型的加热器。高压电气负载的其他示例包括风扇和空调压缩机。
车辆112可以是电动车辆或插电式混合动力车辆，其中动力电池124可以由外部电源136再充电。外部电源136可以是与电源插座的连接。外部电源136可以电连接到电动车辆供电设备(EVSE)138。EVSE 138可以提供电路和控制件以调节和管理电源136与车辆112之间的能量传输。外部电源136可以向EVSE 138提供DC或AC电力。EVSE 138可以具有用于插入车辆112的充电端口134的充电连接器140。充电端口134可以是被配置成将来自EVSE 138的电力传输到车辆112的任何类型的端口。充电端口134可以电连接到充电器或车载功率转换模块132。功率转换模块132可以调节从EVSE 138供应的电力以向动力电池124提供适当的电压和电流水平。功率转换模块132可以与EVSE 138连接以协调对车辆112的功率传递。EVSE连接器140可以具有插脚，所述插脚与充电端口134的对应凹口配对。或者，被描述为被电连接的各种部件可以使用无线感应联接来传输电力。
车辆112内的电子模块可以经由一个或多个车辆网络进行通信。车辆网络可以包括用于通信的多个信道。车辆网络的一个信道可以是串行总线，诸如控制器局域网(CAN)。车辆网络的信道之一可以包括由电气与电子工程师协会(IEEE)802系列标准定义的以太网。车辆网络的额外信道可以包括模块之间的离散连接并且可以包括来自辅助电池130的电力信号。不同的信号可以通过车辆网络的不同信道进行传输。例如，视频信号可以通过高速信道进行传输(例如，以太网)，而控制信号可以通过CAN或离散信号进行传输。车辆网络可以包括任何有助于在模块之间传输信号和数据的硬件和软件部件。图1中并未示出车辆网络，但可以暗示车辆网络可以连接到存在于车辆112中的任何电子模块。
可以设置车辆系统控制器(VSC)148以协调各种部件的操作。VSC 148还可以被适配成控制车辆112的动力传动系统操作模式。例如，VSC 148可以向动力传动系统提供输入，所述输入致使动力传动系统至少在电荷维持(CS)模式或电荷消耗(CD)模式下操作。在CS模式下，发动机118、电机114或这两者可以对驱动轮122供以动力。CS模式通常被视作电气化车辆的常规操作的默认动力传动模式。
在CD模式下，驱动轮122由电机114而不是发动机118供以动力。CD模式通常被视作纯电动操作模式。
在至少一个方案中，CD模式可以是在环境温度高于阈值温度(例如，-9.5摄氏度(℃))时可用的驱动模式。如本文中使用，环境温度可以是指外部环境温度，即车辆外部的温度。在环境温度低于阈值温度的条件下，可能需要利用发动机118对驱动轮122供以动力的驱动模式(诸如，CS模式)。在至少另一方案中，CD模式还可以是在流体温度(例如，传动液温度)高于阈值流体温度时的可用驱动模式。
车辆112包括气候控制系统150，气候控制系统150包括加热器146，一个或多个传感器152a、152b，与被适配成操作鼓风机风扇的鼓风机马达156通信的可变鼓风机控制装置(VBC)154，以及气候控制器158，气候控制器158与加热器146，传感器152a、152b以及VBC154通信。
传感器152a、152b可以是温度传感器。在至少一个方案中，第一温度传感器152a可以被配置成直接或间接地确定车辆112的外部的环境空气温度。第二温度传感器152b可以被配置成直接或间接地确定车辆112的内部的客舱空气温度。
鼓风机马达156可以是用于将空气递送到车辆112的内部客舱的变速鼓风机马达。按照这种方式，响应于来自VBC 154的信号，鼓风机马达156可以改变鼓风机风扇的风扇转速。
气候控制器158可以是基于微处理器的控制器，其具有中央处理单元、内部存储器(诸如RAM和/或ROM)、以及在总线上通信的相关联输入端和输出端。气候控制器158可以是中央车辆主控单元的一部分或是独立单元。气候控制器158可以包括各种处理单元，这些处理单元可以合并为单独装置或作为气候控制器158的组成部分。如下文更详细地描述的，气候控制器158可以基于各种传感器和控制输入端并且根据编程逻辑或算法来控制气候控制系统的各种马达和致动器。
具有任何合适的处理器的VBC 154可以经由电气端口与鼓风机马达156电通信，所述电气端口可以对应于鼓风机马达156的正输入端和负输入端。VBC 154可以包括其他连接，诸如接地连接或者来自气候控制器158的(脉冲宽度调制)PWM输入端。通常，VBC 154在PWM输入端处从气候控制器158接收鼓风机转速，并且随后VBC 154改变鼓风机马达102的转速。或者，VBC 154可以接收DC电压，并且这个DC电压可以转换成对应的PWM信号。此外，诸如电子自动温度控制(EATC)、远程气候控制模块(RCCM)、双重自动温度控制(DATC)等替代控制模块也可以用来监控鼓风机马达156。
图2中示出了用于为PHEV提供乘客舱加热的一种可能系统。所述系统提供了两个冷却剂加热源。所述系统可以利用来自发动机118的热量来加热冷却剂，如在传统ICE车辆中那样。所述系统还可以经由电加热器146来提供热量。具有多个热源可以实现常规操作状况期间的灵活性以及故障模式期间的一定冗余性。所述系统允许来自不同热源的冷却剂流过加热器芯体。添加加热器芯体隔离阀(HCIV)170允许乘客加热器系统选择经加热的冷却剂的源。车辆系统控制(VSC)模块(图1中的148)可以控制系统的操作。VSC可以基于乘客加热请求和加热系统中的各种部件的状态来确定加热模式。为了确保稳健的操作，VSC可以通过选择适当的操作模式来尝试在有缺失或故障控制元件的情况下工作。
所述系统还可以具有辅助水泵174以迫使冷却剂流过系统。可以包括冷却剂传感器186以测量进入加热器芯体176的冷却剂温度。冷却剂流过加热器芯体176以允许热量从冷却剂传输到进入乘客舱的空气。可以使用鼓风机组件188(其可以对应于图1的鼓风机马达156)将热量从加热器芯体176中的冷却剂传输到加热器芯体176上方的通过的空气并且进入乘客舱中。
所述系统还可以具有水泵180以迫使冷却剂流过发动机118。水泵180可以是机械驱动或电驱动的。在某些模式下，水泵180也可以迫使冷却剂穿过加热器芯体176。所述系统还可以具有散热器184以耗散冷却剂中的热量。所述系统还可以具有恒温器182，以控制散热器184与发动机118之间的冷却剂流动。所述系统还可以具有脱气瓶190，脱气瓶190可以充当冷却剂贮存器，从冷却剂中除去空气并且提供泄压。冷却系统还可以包括使一部分发动机的排气再循环回到进气歧管的排气再循环(EGR)192系统。此外，所述系统可以具有发动机冷却剂温度传感器194以确定离开发动机118的冷却剂温度，或者可以从诸如汽缸盖温度传感器的其他测量值中估计或推断离开发动机的发动机冷却剂温度。
HCIV 170可以用来激活主要用于客舱加热的不同冷却剂回路。在一个位置中，HCIV 170形成纯电加热回路172。在这个位置中，冷却剂在由HCIV 170、辅助水泵174、电加热器146和加热器芯体176(不限于该特定顺序)组成的回路中流动。在另一位置中，HCIV170形成经过发动机118的组合式加热回路178。在组合式加热回路178中，冷却剂流过HCIV170、恒温器182、水泵180、发动机118、辅助水泵174、电加热器146以及加热器芯体176(不限于该特定顺序)。还存在单独的发动机回路，其中冷却剂流过发动机118、恒温器182、水泵180以及散热器184(不一定按该顺序)。取决于操作模式，为了让冷却剂在系统中流动，必须激活泵174或180中的一者或两者。
所述系统能够响应于期望的冷却剂加热源而改变穿过系统的冷却剂流动。基于HCIV 170的位置，冷却剂可以在不同回路中流动。取决于在特定时间每个回路的加热/冷却要求，可以在每个回路中实现各自的冷却剂温度。HCIV 170的添加允许更改冷却剂流动。HCIV 170可以是改变穿过系统的冷却剂流动的电开关阀。HCIV 170可以是允许一个入口端口基于激活信号而交替地连接到其他两个出口端口中的每一者的三通阀。HCIV 170可以允许冷却剂回路组合成一个更大的冷却剂回路。HCIV 170可以按这样的方式切换以允许冷却剂从发动机冷却剂回路穿过HCIV 170流到纯电加热器回路，以在纯电加热器回路172中或者利用组合式加热回路178与发动机118来操作客舱加热。
可以使用控制器来致动HCIV 170。在至少一个方案中，可以用螺线管和弹簧组件来设置HCIV 170的位置。取决于HCIV 170的设计，它可以或可以不具有关于HCIV 170的实际位置的反馈。可以通过在操作期间观察系统的行为来确定HCIV 170的位置。在至少一个方案中，可以从进入热交换器的冷却剂的温度和离开发动机的冷却剂的温度(例如，在加热器冷却剂温度传感器186处和在发动机冷却剂温度传感器处检测到的)推断出HCIV 170的位置。
再次参考图1，气候控制器158可以被适配成向VBC 154发送信号以根据各种鼓风机参数来控制鼓风机马达156的转速。在至少一个方案中，VBC 154可以根据鼓风机马达156处的电流输入来控制鼓风机马达156的转速。在至少一个其他方案中，VBC 154可以根据鼓风机马达156处的电压输入来控制鼓风机马达156的转速。在至少一个其他方案中，VBC 154可以根据鼓风机马达156处的转速(例如，每分钟转数)来控制鼓风机马达156的转速。
对鼓风机马达156的控制允许车辆乘员通过将风扇转速设置到例如“关”、“低”、“中”、“高”或“自动”挡位来选择期望的空气流率。在“低”、“中”和“高”挡位处，可以向鼓风机马达156供应特定的电压。所供应的电压可以对应于相应期望的空气流率。在“自动”挡位处，供应到鼓风机马达156的电压由气候控制器158(下文将更详细地描述)根据需要进行控制以实现期望的条件。
气候控制器158可以被适配成提供手动温度控制模式。当乘员选择空气流率(鼓风机转速)时，气候控制器158发送信号以设置对鼓风机马达156供电的电压。将要使用的电压可以取决于所选择的操作模式并且可以被包含在气候控制器158的存储器中的查找表中。
气候控制器158还可以被适配成提供自动气候控制模式，以用于自动地控制车辆的客舱内的气候。自动气候控制模式可以允许气候控制器158基于环境条件和/或车辆操作特性而自动地调节乘客舱温度以及控制各种气候控制功能。例如，当选择“自动”挡位时，气候控制器158可以应用编程逻辑和存储器以基于传感器和操作员控制输入而确定并指导在客舱中实现最大舒适度所需的正确温度、模式和鼓风机转速。当选择这样的自动模式时，气候控制器158可以通过在零伏(鼓风机关闭)与最大系统电压(鼓风机全速)之间任意调整对鼓风机马达156供电的电压来改变鼓风机转速。乘用车可以例如利用9伏(9V)或14伏(14V)电气系统。对于本公开中论述的示例，14V应被视作等同于鼓风机全速。一些鼓风机马达在低于某一下限的电压下无法正常操作。在本文中描述的示例系统中，可以假定鼓风机马达的设计最小操作电压为4伏。
按照这种方式，驾驶员可以输入(例如，在车辆112的中央控制台处)诸如目标或设定点客舱温度等控制，并且可以使用由传感器(例如，第二传感器152b)供应的数据将温度经过适当控制的和/或经过空气调节的空气引入乘客舱，以根据用户的需要来调整客舱温度。例如，如果内部空气的测量温度低于期望温度，那么供应到客舱的空气流可以更大幅地加热或者更小幅地冷却，和/或加热或冷却空气流的强度(流率)对应地改变。
当车辆112在电荷维持模式下操作时，发动机118运转并且可以用作热源，用于加热待供应到车辆112的客舱内的空气。例如，车辆112可以利用被发动机冷却系统吸收的发动机余热来向多个热交换器提供客舱加热。
然而，在CD模式下，发动机118关闭并且可能不可用于充当热源。按照这种方式，车辆112可以设有加热器146。加热器146可以将热量施加到冷却回路中，以便可以在保持发动机118关闭时加热车辆112的客舱。
在很多情况下，当加热器146是唯一的热源时(例如，在CD模式下)，与当发动机118可用作热源时(例如，在CS模式下)相比，如由气候控制器158操作的气候控制系统150需要明显更多的时间来将乘客舱加热到期望温度。
如此，当车辆在某些寒冷条件下(诸如，当环境温度在大约0至大约-9.5℃的范围内时)以CD模式操作时，与车辆112在CS模式下操作相比，鼓风机马达156可能会在更长时间内向客舱中吹入相对较冷的空气。当气候控制系统150也在自动温度控制模式下操作时，用户可能会对冷空气的持续排放感到惊讶。
这样，气候控制系统150可以设有模式专用的操作条件。更具体地，气候控制器158可以被适配成：在环境温度处于或低于预定义温度的情况下，当车辆112在第一驱动模式下操作时，根据第一参数集来操作鼓风机马达156；并且在环境温度处于或低于预定义温度的情况下，当车辆112在第二驱动模式下操作时并且可选地当气候控制系统150处于自动气候控制模式时，根据第二参数集来操作鼓风机马达156。
参数集可以存储在存储器中(例如，在气候控制器158的存储器中)。参数集可以采用查找表的形式，查找表包括至少一个阈值温度(TtN)和对应于阈值温度的至少一个电压参数。阈值温度可以是多个阈值温度(例如，T1、T2等)，并且可以被称为阶梯温度。电压参数可以类似地是多个电压参数(例如，V1、V2等)。电压参数还可以根据气候控制模式(例如，自动气候控制或手动气候控制)变化。下面表1中示出了示例性的参数集。
表1
T(℃) T<sub>t1</sub> T<sub>t2</sub> T<sub>t3</sub> T<sub>t4</sub> T<sub>t5</sub> T<sub>t6</sub>
V<sub>自动</sub> V<sub>1</sub> V<sub>2</sub> V<sub>3</sub> V<sub>4</sub> V<sub>5</sub> V<sub>6</sub>
V<sub>手动</sub> V<sub>7</sub> V<sub>8</sub> V<sub>9</sub> V<sub>10</sub> V<sub>11</sub> V<sub>12</sub>
当外部环境温度(Ta)处于或低于阶梯阈值温度(Tt)时，气候控制器158可以被适配成根据相关联的电压来操作鼓风机马达156。在至少一个方案中，Tt1<Tt2<Tt3<Tt4<Tt5<Tt6。如本文中其他地方更详细地论述的，当车辆在第一模式(例如，CS模式)下操作且气候控制系统在自动气候控制模式下操作时，电压可以是：V1>V2>V3＝V4＝V5<V6。当车辆在第一模式(例如，CS模式)下操作且气候控制系统在手动气候控制模式下操作时，电压可以是：V7＝V8＝V9＝V10＝V11＝V12。当车辆在第二模式(例如，CD模式)下操作且气候控制系统在自动气候控制模式下操作时，电压可以是：V1<V2<V3<V4<V5<V6。当车辆在第二模式(例如，CD模式)下操作且气候控制系统在手动气候控制模式下操作时，电压可以是：V7<V8<V9<V10＝V11＝V12。
本文中列出的表中提供的电压可以是针对阶梯阈值温度的最大电压。如此，气候控制器158可以被适配成根据比阶梯阈值温度的最大电压小的电压来操作鼓风机马达156。
如所论述的，气候控制器158可以被适配成用于：在环境温度处于或低于预定义温度的情况下，当车辆112在第一驱动模式(诸如CS模式)下操作时，根据第一参数集来操作鼓风机马达156；并且在环境温度处于或低于预定义温度的情况下，当车辆112在第二驱动模式(诸如CD模式)下操作时，根据第二参数集来操作鼓风机马达156。
在至少一个方案中，当使用发动机118来推进车辆时(CS模式)，气候控制器158可以被适配成根据第一参数集来操作鼓风机马达156。下面表2中示出了示例性的第一参数集。
表2
T(℃) -9.5 -5 0 5 16 32
V<sub>自动</sub> 11 10.5 9 9 9 11
V<sub>手动</sub> 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5
如表2所示，气候控制器158可以被适配成在环境温度对应于各种阈值温度时根据相同(或相似)电压参数来操作鼓风机马达156。例如，这可以是因为在第一驱动模式下发动机118的操作可以在相对较短的时间段(例如，6分钟)内将待传递到乘客舱的空气加热(或有能力加热)到期望温度。如此，降低鼓风机马达156的电压可能是不必要的。
当电机114而非发动机118在推进车辆时，发动机118可能不可用于加热待传递到乘客舱中的空气。相反，加热器146可以是唯一(或主要)热源。相比于发动机118，加热器146可能以相对较慢的速率将待传递到乘客舱中的空气加热到期望温度，或者加热器146可能无法将待传递到客舱中的空气加热到足够温度。这样，当电机114而非发动机118在推进车辆时，气候控制器158可以被适配成根据第二参数集来操作鼓风机马达156。下面表3中示出了示例性的第二参数集。
表3
T(℃) -9.5 -5 0 5 16 32
V<sub>自动</sub> 7 8 8.5 9 9 11
V<sub>手动</sub> 9 10 11.5 13.5 13.5 13.5
如表所示，当电机114而非发动机118在推进车辆时，气候控制器158可以根据环境温度来降低用于操作鼓风机马达156的电压。这样，鼓风机风扇的最大转速可以减小，以便减少进入乘客舱中的气流。
在可选的方案中，气候控制器158可以另外根据气候控制模式来降低用于操作鼓风机马达156的电压。例如，当车辆在自动气候控制模式下操作时，气候控制器158可以根据第一模式策略(诸如，表3中所示的V自动策略)来降低用于操作鼓风机马达156的电压。当车辆在手动气候控制模式下操作时，气候控制器158可以根据第二模式策略(诸如，表3中所示的V手动策略)来降低用于操作鼓风机马达156的电压。如表所示，对于给定的阈值温度，第二模式策略中的电压可以高于第一模式策略中的电压。
参考图3，示出了在环境温度低于阈值温度时操作车辆气候系统的方法200。方法200以开始步骤202开始，开始步骤202可以对应于例如车辆起动程序，如当用户打开或激活一个或多个车辆系统时(例如，当钥匙扣在车辆附近时，当用户按下车辆起动按钮时，或者当用户将钥匙插入车辆的插孔中时)。方法200也可以或可以相反地在车辆起动程序之后(诸如，在驾驶事件期间)开始202。这样，方法200可以例如响应于电池荷电状态(SOC)达到或降至阈值SOC而开始。
在步骤204处，确定车辆操作模式。例如，在步骤204处，可以确定是否正在使用发动机推进车辆。在至少一个方案中，所述方法可以包括(例如，在诸如气候控制器158等控制器处)接收指示车辆操作模式的信号的步骤。所述信号可以例如由被适配成用于控制车辆操作模式的控制器(例如，VSC 148)发出。在至少一个方案中，车辆操作状态是从VSC 148发送到气候控制器158的CAN信号。车辆操作模式可以是以下各项中的至少一者：第一车辆操作模式，诸如CS模式，其中使用发动机来推进车辆；以及第二车辆操作模式，诸如CD模式，其中使用动力电池而非发动机来推进车辆。
当使用发动机来推进车辆时(例如，当车辆在CS模式下操作时)，方法200可以行进到206，在该步骤中根据第一鼓风机参数来操作鼓风机马达。第一鼓风机参数可以对应于上面表2中提供的参数，并且可以是例如用于操作鼓风机马达的第一电压。
当没有使用发动机来推进车辆时，例如当电机是主要或唯一车辆推进源时(例如，当车辆在CD模式下操作时)，方法200可以行进到步骤208。在步骤208处，(例如，在诸如气候控制器158等控制器处)确定环境温度(例如，外部环境温度)是否低于阈值温度。阈值温度可以是例如在大约0至大约-9.5℃的范围内。
如果环境温度不低于阈值温度，那么方法200可以行进到206，在该步骤中根据第一鼓风机参数来操作鼓风机马达。
如果环境温度低于阈值温度，那么方法200可以行进到210，在该步骤中根据第二鼓风机参数来操作鼓风机马达。第二鼓风机参数可以对应于上面表3中提供的参数，并且可以是用于操作鼓风机马达的第二电压。第二鼓风机参数可以不同于第一鼓风机参数。例如，第二电压可以低于第一电压。
在至少一个可选方案中，当根据第一鼓风机参数操作时，方法200可以包括确定是否启用了自动气候控制模式的附加步骤212。自动气候控制模式可以例如包括目标客舱温度，所述目标客舱温度可以是用户定义的目标客舱温度。响应于确定启用了自动气候控制模式，所述方法可以包括根据第一鼓风机参数的第一子参数来操作214鼓风机马达。第一子参数可以对应于例如上面表2中的V自动参数。响应于确定没有启用自动气候控制模式，所述方法可以包括根据第一鼓风机参数的第二子参数来操作216鼓风机马达。第二子参数可以对应于例如上面表2中的V手动参数。
在至少一个可选方案中，当根据第二鼓风机参数操作时，方法200可以包括确定是否启用了自动气候控制模式的附加步骤218。响应于确定启用了自动气候控制模式，所述方法可以包括根据第二鼓风机参数的第三子参数来操作220鼓风机马达。第三子参数可以对应于例如上面表3中的V自动参数。响应于确定没有启用自动气候控制模式，所述方法可以包括根据第二鼓风机参数的第四子参数来操作222鼓风机马达。第四子参数可以对应于例如上面表3中的V手动参数。
在至少一个方案中，可以提供多个阈值温度。例如，阈值温度可以至少包括第一阶梯温度和第二阶梯温度。第二阶梯温度可以低于第一阶梯温度。
在至少一个方案中，第二鼓风机参数至少可以包括例如可以对应于第一阶梯温度的第一电压和例如可以对应于第二阶梯温度的第二电压。第二电压可以低于第一电压。这样，当使用动力电池而非发动机来推进车辆时，气候控制器可以被适配成在环境温度对应于第一阶梯温度时以第一电压来操作鼓风机马达，并且在环境温度对应于第二阶梯温度时以第二电压来操作鼓风机马达。
在至少一个方案中，第一鼓风机参数可以至少包括例如可以对应于第一阶梯温度的第三电压和例如可以对应于第二阶梯温度的第四电压。第三电压可以高于第一电压。第四电压可以低于第三电压，但可以高于第二电压。这样，当使用发动机来推进车辆时，气候控制器可以被适配成在环境温度对应于第一阶梯温度时以第三电压来操作鼓风机马达，并且在环境温度对应于第二阶梯温度时以第四电压来操作鼓风机马达。
在至少一个方案中，所述方法还可以包括在环境温度低于阈值环境温度时改变车辆操作模式。例如，当环境温度低于-9.5℃时，车辆操作模式可以从纯电动模式变成发动机推进模式或混合动力模式。
在至少一个方案中，当车辆操作模式从纯电动模式(例如，CD模式)变成发动机或混合动力模式(例如，CS模式)时，所述方法可以包括在鼓风机参数集之间切换之前确定HCIV位置。所述方法还可以或反而包括在鼓风机参数集之间切换之前确定发动机冷却剂温度与加热器芯体温度之间的差量。这可能是例如因为在HCIV移动到打开位置之前发动机冷却剂温度可能要花几分钟才能变暖到加热器芯体冷却剂温度。如果控制头在车辆操作模式从CD模式切换到CS模式之后立即切换到第一鼓风机参数表，并且在发动机冷却剂温度可能仍比加热器芯体冷却剂温度低得多的情况下，排放空气温度可能明显降低并且可能因吹出冷空气而导致用户不适。
在至少一个方案中，提供了一种在环境温度低于阈值温度时操作车辆气候系统的方法。所述方法可以包括：响应于低于阈值的环境温度，以一定电压来操作鼓风机马达，所述电压取决于所述车辆是处于电荷维持模式还是电荷消耗模式。在所述电荷维持模式下，可以用发动机来推进所述车辆。在所述电荷消耗模式下，可以用电机而非所述发动机来推进所述车辆。所述方法还可以包括：响应于高于所述阈值的环境温度，以一定电压来操作所述鼓风机马达，所述电压并不取决于是处于所述电荷维持模式还是所述电荷消耗模式。
所述方法还可以包括：响应于低于所述阈值的环境温度，当所述车辆处于所述电荷维持模式时以第一电压来操作所述鼓风机马达，并且当所述车辆处于所述电荷消耗模式时以低于所述第一电压的第二电压来操作所述鼓风机马达。
所述方法还可以包括：响应于当所述车辆处于所述电荷消耗模式时，电池荷电状态(SOC)低于SOC阈值，使用发动机来推进所述车辆。所述方法还可以包括以所述第一电压来操作所述鼓风机马达。
在至少一个方案中，提供了一种在环境温度低于阈值温度时操作车辆气候系统的方法。所述方法可以包括：响应于低于阈值的环境温度，以一定电压来操作鼓风机马达，所述电压取决于所述车辆气候系统是在自动气候控制模式下还是在手动气候控制模式下操作。所述方法还可以包括：响应于高于所述阈值的环境温度，以一定电压来操作所述鼓风机马达，所述电压并不取决于所述车辆气候系统是在所述自动气候控制模式下还是在所述手动气候控制模式下操作。
在至少一个方案中，所述方法还可以包括：响应于低于所述阈值的环境温度，以一定电压来操作所述鼓风机马达，所述电压进一步取决于所述车辆气候系统是在自动气候控制模式下还是在手动气候控制模式下操作。
在至少一个方案中，所述方法还可以包括：通过所述控制器并且响应于低于所述阈值的环境温度，当所述车辆气候系统在所述自动气候控制模式下操作时，以第一电压来操作所述鼓风机马达，并且当所述车辆气候系统在所述手动气候控制模式下操作时，以高于所述第一电压的第二电压来操作所述鼓风机马达。
虽然上文描述了示例性实施例，但这些实施例并不意图描述由权利要求书涵盖的所有可能形式。在说明书中使用的措词是描述性用词而非限制性用词，并且应当理解，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如先前描述，各种实施例的特征可以组合以形成可能并未明确描述或示出的本发明的进一步实施例。尽管各种实施例可能已经被描述为关于一个或多个期望的特性提供了优点或者优于其他实施例或现有技术实现方式，但本领域普通技术人员应认识到，一个或多个特征或特性可以折衷以实现期望的总体系统属性，总体系统属性取决于具体应用和实现方式。这些属性可以包括，但不限于，成本、强度、耐用性、寿命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、组装便易性等。因此，关于一个或多个特性被描述为不如其他实施例或现有技术实现方式理想的实施例并不在本公开的范围之外，并且可能是特定应用所期望的。
根据本发明，提供了一种操作车辆的车辆气候系统的方法：通过控制器：响应于低于阈值的环境温度，以一定电压来操作鼓风机马达，所述电压取决于所述车辆是处于电荷维持模式还是电荷消耗模式；以及响应于高于所述阈值的环境温度，以一定电压来操作所述鼓风机马达，所述电压并不取决于是处于所述电荷维持模式还是所述电荷消耗模式。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于所述电荷维持模式，用发动机来推进所述车辆，并且其中在所述电荷消耗模式下，用电机而非所述发动机来推进所述车辆。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，所述控制器：响应于低于所述阈值的环境温度，当所述车辆处于所述电荷维持模式时以第一电压来操作所述鼓风机马达；并且当所述车辆处于所述电荷消耗模式时以低于所述第一电压的第二电压来操作所述鼓风机马达。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，响应于当所述车辆处于所述电荷消耗模式时，电池荷电状态(SOC)低于SOC阈值：使用发动机来推进所述车辆；并且以所述第一电压来操作所述鼓风机马达。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，响应于低于所述阈值的环境温度，以一定电压来操作所述鼓风机马达，所述电压进一步取决于所述车辆气候系统是在自动气候控制模式下还是在手动气候控制模式下操作。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，所述控制器：响应于低于所述阈值的环境温度，当所述车辆气候系统在所述自动气候控制模式下操作时，以第一电压来操作所述鼓风机马达；并且当所述车辆气候系统在所述手动气候控制模式下操作时，以高于所述第一电压的第二电压来操作所述鼓风机马达。
根据本发明，提供了一种操作车辆的车辆气候系统的方法：通过控制器：响应于低于阈值的环境温度，以一定电压来操作鼓风机马达，所述电压取决于所述车辆气候系统是在自动气候控制模式还是在手动气候控制模式下操作；以及响应于高于所述阈值的环境温度，以一定电压来操作所述鼓风机马达，所述电压并不取决于所述车辆气候系统是在所述自动气候控制模式还是在所述手动气候控制模式下操作。
根据一个实施例，本发明的特征还在于所述自动气候控制模式，所述控制器被适配成响应于在一个或多个传感器处检测到的一个或多个车辆客舱条件而自动地改变所述鼓风机马达处的电压，并且其中在所述手动气候控制模式下，所述控制器被适配成根据用户输入来操作所述鼓风机马达。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，所述控制器：响应于低于所述阈值的环境温度，当所述车辆气候系统在所述自动气候控制模式下操作时，以第一电压来操作所述鼓风机马达；并且当所述车辆气候系统在所述手动气候控制模式下操作时，以高于所述第一电压的第二电压来操作所述鼓风机马达。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，所述控制器：响应于低于所述阈值的环境温度，以一定电压来操作所述鼓风机马达，所述电压进一步取决于所述车辆是处于电荷维持模式还是处于电荷消耗模式。
根据本发明，提供了一种操作车辆的车辆气候系统的方法：通过控制器：响应于环境温度低于阈值，当使用发动机来推进所述车辆时，根据第一参数来操作鼓风机马达；并且当使用电机而不是所述发动机来推进所述车辆时，根据不同于所述第一参数的第二参数来操作所述鼓风机马达。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，根据所述第二参数来操作所述鼓风机马达包括：当所述车辆气候系统在具有目标客舱温度的自动气候控制模式下操作时，根据所述第二参数来操作所述鼓风机马达。
根据一个实施例，所述阈值在大约0摄氏度到大约-9.5摄氏度的范围内。
根据一个实施例，所述第一参数是用于操作所述鼓风机马达的第一电压，其中所述第二参数是用于操作所述鼓风机马达的第二电压，并且其中所述第二电压不同于所述第一电压。
根据一个实施例，所述第二电压低于所述第一电压。
根据一个实施例，本发明的特征还在于，在气候处接收指示车辆操作模式的信号。
根据一个实施例，所述车辆操作模式是第一车辆操作模式和第二车辆操作模式中的至少一者，在所述第一车辆操作模式中用所述发动机来推进所述车辆，并且在所述第二车辆操作模式中用所述电机而非所述发动机来推进所述车辆。
根据一个实施例，所述阈值温度至少包括第一阶梯温度和第二阶梯温度，其中所述第二参数至少包括第一电压和第二电压，并且其中当使用所述电机而非所述发动机来推进所述车辆时，所述控制器被适配成在所述环境温度对应于所述第一阶梯温度时以所述第一电压来操作所述鼓风机马达，并且在所述环境温度对应于所述第二阶梯温度时以所述第二电压来操作所述鼓风机马达。
根据一个实施例，所述第一参数至少包括第三电压和第四电压，并且当使用所述发动机来推进所述车辆时，所述气候控制器被适配成在所述环境温度对应于所述第一阶梯温度时以所述第三电压来操作所述鼓风机马达，并且在所述环境温度对应于所述第二阶梯温度时以所述第四电压来操作所述鼓风机马达。
根据一个实施例，所述第一电压低于所述第三电压，并且其中所述第二电压低于所述第四电压。

Claims (15)

1.一种操作车辆的车辆气候系统的方法，所述方法包括：
通过控制器：
响应于低于阈值的环境温度，以一定电压来操作鼓风机马达，所述电压取决于所述车辆是处于电荷维持模式还是电荷消耗模式；以及
响应于高于所述阈值的环境温度，以一定电压来操作所述鼓风机马达，所述电压并不取决于是处于所述电荷维持模式还是所述电荷消耗模式。
2.如权利要求1所述的方法，其中在所述电荷维持模式下，用发动机来推进所述车辆，并且其中在所述电荷消耗模式下，用电机而非所述发动机来推进所述车辆。
3.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
通过所述控制器：
响应于低于所述阈值的环境温度，
在所述车辆处于所述电荷维持模式时以第一电压来操作所述鼓风机马达；以及
在所述车辆处于所述电荷消耗模式时以低于所述第一电压的第二电压来操作所述鼓风机马达。
4.如权利要求3所述的方法，所述方法还包括：
响应于当所述车辆处于所述电荷消耗模式时，电池荷电状态(SOC)低于SOC阈值：
使用发动机来推进所述车辆；以及
以所述第一电压来操作所述鼓风机马达。
5.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
响应于低于所述阈值的环境温度，以一定电压来操作所述鼓风机马达，所述电压进一步取决于所述车辆气候系统是在自动气候控制模式下还是在手动气候控制模式下操作。
6.如权利要求5所述的方法，所述方法还包括：
通过所述控制器：
响应于低于所述阈值的环境温度，
当所述车辆气候系统在所述自动气候控制模式下操作时，以第一电压来操作所述鼓风机马达；以及
当所述车辆气候系统在所述手动气候控制模式下操作时，以高于所述第一电压的第二电压来操作所述鼓风机马达。
7.一种操作车辆的车辆气候系统的方法，所述方法包括：
通过控制器：
响应于低于阈值的环境温度，以一定电压来操作鼓风机马达，所述电压取决于所述车辆气候系统是在自动气候控制模式下还是在手动气候控制模式下操作；以及
响应于高于所述阈值的环境温度，以一定电压来操作所述鼓风机马达，所述电压并不取决于所述车辆气候系统是在所述自动气候控制模式下还是在所述手动气候控制模式下操作。
8.如权利要求7所述的方法，其中在所述自动气候控制模式下，所述控制器被适配成响应于在一个或多个传感器处检测到的一个或多个车辆客舱条件而自动地改变所述鼓风机马达处的电压，并且其中在所述手动气候控制模式下，所述控制器被适配成根据用户输入来操作所述鼓风机马达。
9.如权利要求7所述的方法，所述方法还包括：
通过所述控制器：
响应于低于所述阈值的环境温度，
当所述车辆气候系统在所述自动气候控制模式下操作时，以第一电压来操作所述鼓风机马达；以及
当所述车辆气候系统在所述手动气候控制模式下操作时，以高于所述第一电压的第二电压来操作所述鼓风机马达。
10.如权利要求7所述的方法，所述方法还包括：
通过所述控制器：
响应于低于所述阈值的环境温度，以一定电压来操作所述鼓风机马达，所述电压进一步取决于所述车辆是处于电荷维持模式还是电荷消耗模式。
11.一种操作车辆的车辆气候系统的方法，所述方法包括：
通过控制器：
响应于环境温度低于阈值，
当使用发动机来推进所述车辆时，根据第一参数来操作鼓风机马达；以及
当使用电机而不是所述发动机来推进所述车辆时，根据不同于所述第一参数的第二参数来操作所述鼓风机马达。
12.如权利要求11所述的方法，其中根据所述第二参数来操作所述鼓风机马达包括：
当所述车辆气候系统在具有目标客舱温度的自动气候控制模式下操作时，根据所述第二参数来操作所述鼓风机马达。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述阈值在大约0摄氏度到大约-9.5摄氏度的范围内。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述第一参数是用于操作所述鼓风机马达的第一电压，其中所述第二参数是用于操作所述鼓风机马达的第二电压，并且其中所述第二电压不同于所述第一电压。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述第二电压低于所述第一电压。
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