СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПРОГРЕВА СИЛОВОГО АГРЕГАТА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2019 года по МПК F16H57/04 F01P7/16 F28D1/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к прогреву силового агрегата транспортного средства.

Уровень техники

При запуске двигателя из холодного состояния силовой агрегат может иметь температуру ниже температуры окружающей среды в силу более высокой тепловой инерции. При запуске двигатель вынужден преодолевать более низкую температуру силового агрегата и, следовательно, время, затрачиваемое для достижения оптимальной рабочей температуры, увеличивается. Данная задержка выхода двигателя на рабочую температуру может увеличивать расход топлива, износ двигателя и выброс токсичных веществ.

В патенте США 6779737 раскрыт пример подхода к решению данной проблемы, чтобы ускорить разогрев двигателя путем его предварительного прогрева, когда двигатель не используют. Моторное масло и хладагент пропускают через нагреватель жидкости, подогревают и далее осуществляют циркуляцию через двигатель и трансмиссию. Для подогрева моторного масла и хладагента в нагревателе жидкости используют бензин. Салон транспортного средства также может быть обогрет теплым хладагентом, проходящим через радиатор отопителя.

Однако были отмечены потенциальные проблемы, связанные с данным способом. К примеру, в нагревателе жидкости согласно патенту 6779737 для нагревания моторного масла и хладагента используется топливо, что приводит к увеличению расхода топлива и росту затрат. Кроме того, нагреватель жидкости является дополнительным компонентом, который сокращает располагаемое свободное пространство.

Раскрытие изобретения

В настоящем изобретении учтены вышеупомянутые проблемы и предложен способ по меньшей мере частичного их решения. Согласно одному аспекту изобретения, раскрыт способ прогрева силового агрегата в припаркованном и выключенном транспортном средстве до запуска его двигателя. Способ содержит, перед запуском двигателя и когда температура силового агрегата ниже температуры окружающей среды, нагревание хладагента за счет его циркуляции через радиатор и приведение в действие электрического вентилятора радиатора, и затем - пропускание теплого хладагента через силовой агрегат. Таким образом, хладагент может поглощать тепло из наружного воздуха и передавать силовому агрегату.

Например, когда транспортное средство припарковано на открытом воздухе, выключено и его двигатель пребывает в состоянии покоя, таймер через регулярные интервалы времени может активировать контроллер, чтобы контролировать наружную температуру и температуру силового агрегата. Если наружная температура выше температуры силового агрегата и разность указанных температур превышает пороговую величину, то контроллер может начать процедуру прогрева силового агрегата до запуска двигателя. Чтобы осуществить циркуляцию хладагента, могут быть включены электрический насос хладагента и электрический термостат. Можно осуществлять циркуляцию хладагента через радиатор во время работы электрического вентилятора радиатора, чтобы проводить наружный воздух по наружной поверхности радиатора, давая возможность хладагенту поглощать тепло из наружного воздуха. Затем можно осуществлять циркуляцию теплого хладагента через силовой агрегат, чтобы осуществить предварительный нагрев последнего.

Таким образом, можно воспрепятствовать тому, чтобы температура силового агрегата припаркованного транспортного средства падала ниже наружной температуры. Благодаря контролю температуры силового агрегата и наружной температуры через регулярные интервалы времени после выключения транспортного средства, температуру силового агрегата можно поддерживать близкой к наружной температуре, снижая таким образом энергию, расходуемую для разогрева двигателя при его запуске. Поскольку нагревание хладагента происходит за счет поглощения тепла из наружного воздуха, топливо практически не расходуется. Кроме того, благодаря тому, что для предварительного прогрева силового агрегата используют существующие компоненты, можно исключить дополнительные расходы и сэкономить свободное пространство.

Следует понимать, что содержащиеся в данном разделе сведения приведены с целью ознакомления в упрощенной форме с некоторыми идеями, которые далее рассмотрены в описании подробно. Данный раздел не предназначен для формулирования ключевых или существенных признаков объекта изобретения, которые определены и единственным образом изложены далее в пунктах формулы изобретения. Более того, объект изобретения не ограничен теми вариантами осуществления, которые решают проблемы недостатков, упомянутых выше или в любой части данного описания.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 схематически изображает пример осуществления силового агрегата транспортного средства, а также систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ) в транспортном средстве.

Фиг. 2 схематически изображает систему коммуникации между удаленным вычислительным устройством и транспортном средством.

Фиг. 3 изображает блок-схему алгоритма высокого уровня для выбора компонента, подлежащего прореву, исходя из установленных наружных условий и условий внутри транспортного средства.

Фиг. 4 изображает пример блок-схемы алгоритма для предварительного прогрева силового агрегата с использованием наружного воздуха в качестве источника тепла.

Фиг. 5 изображает пример блок-схемы алгоритма для предотвращения конденсации влаги на ветровом стекле, исходя из наружных условий и условий внутри транспортного средства.

Фиг.6 изображает пример блок-схемы алгоритма для осуществления способа обогрева салона с использованием тепла силового агрегата, соответствующего настоящему изобретению.

Осуществление изобретения

Нижеследующее описание относится к системам и способам для климат-контроля и предварительного прогрева силового агрегата после выключения двигателя до его полной остановки в системе транспортного средства, такой как система, изображенная на фиг. 1. Контроллер может сообщаться с удаленным вычислительным устройством, как показано на фиг. 2, и принимать данные, касающиеся заданного времени запуска двигателя. С другой стороны, посредством удаленного вычислительного устройства в контроллер могут также быть переданы специальные инструкции для прогрева выбранного компонента. Кроме того, контроллер можно активировать посредством таймера через регулярные промежутки времени, чтобы контролировать наружные условия и условия внутри транспортного средства с целью определения, прогрев какого компонента может быть произведен. На основе получаемых данных и/или инструкций, контроллер может выполнить управляющий алгоритм, например, алгоритм, представленный на фиг. 3, чтобы определить текущие наружные условия и условия внутри транспортного средства и на основе установленных условий выбрать режим для прогрева конкретных компонентов транспортного средства. Таким образом, контроллер может выбрать алгоритм, например, такой, какой показан на фиг. 4, чтобы осуществлять предварительный прогрев силового агрегата в целях предотвращения его охлаждения ниже наружной температуры, когда в транспортном средстве нет людей, оно припарковано, и двигатель выключен. С другой стороны, на основе наружных условий, например, точки росы наружного воздуха, и условий внутри транспортного средства, например, если температура ветрового стекла ниже точки росы наружного воздуха, контроллер может выполнить алгоритм, пример которой приведен на фиг. 5, чтобы предотвратить конденсацию влаги на ветровом стекле и других стеклах, образующих остекление салона транспортного средства. Согласно другому варианту, контроллер может активировать алгоритм обогрева салона, например, алгоритм, представленный на фиг. 6, когда в транспортном средстве находятся люди, но транспортное средство припарковано, и двигатель выключен, а температура салона падает ниже заданной температуры. Кроме того, запуск алгоритма обогрева салона водитель может производить дистанционно.

На фиг. 1 изображен пример осуществления в транспортном средстве 102 системы 100 отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ). В данном описании система 100 ОВКВ также именуется системой 100 охлаждения. Транспортное средство 102 содержит ведущие колеса 106, пассажирское отделение 104 (в настоящем описании также именуется салон), и подкапотный отсек 103. Пассажирское отделение 104 содержит остекление, состоящее из ветрового стекла (не показано) и других стекол, включая заднее стекло (не показано). Подкапотный отсек 103 может вмещать различные компоненты, находящиеся под капотом (не показаны) транспортного средства 102. Например, подкапотный отсек 103 может вмещать силовой агрегат, содержащий двигатель 10 внутреннего сгорания и трансмиссию 70. Двигатель 10 внутреннего сгорания содержит камеру сгорания, которая может принимать всасываемый воздух через впускной канал 44 и высвобождать отработавшие газы через выпускной канал 48. Изображенный и описываемый далее двигатель 10 может входить в состав транспортного средства, такого как дорожный автомобиль, а также в другие типы транспортных средств. Хотя примеры применения двигателя 10 будут ниже рассмотрены в отношении транспортного средства, следует понимать, что могут быть использованы различные типы двигателей и двигательных систем, включая двигатели для легковых транспортных средств, грузовиков и т.п.

Трансмиссия 70 может получать энергию от двигателя 10 внутреннего сгорания, и может представлять собой автоматическую или ручную трансмиссию. Трансмиссия 70 может быть связана с коленчатым валом двигателя 10 через входной вал (не показан) и через муфту сцепления (не показана) в случае ручной трансмиссии или через преобразователь крутящего момента (не показан) в случае автоматической трансмиссии. Трансмиссия 70 может также содержать выходной вал (не показан), связанный с ведущим колесом 106. Таким образом, механическая мощность, создаваемая двигателем 10, может быть передана ведущему колесу 106 через трансмиссию 70.

Подкапотный отсек 103 может дополнительно включать в себя систему 100 ОВКВ, которая обеспечивает циркуляцию хладагента через двигатель 10 внутреннего сгорания с целью поглощения тепла отработавших газов и подает нагретый хладагент в радиатор 80 и/или радиатор 55 отопителя соответственно по магистралям 82 и 84 хладагента. Согласно одному примеру, как показано на фиг. 1, система 100 охлаждения может быть связана с двигателем 10 и может обеспечивать циркуляцию хладагента от двигателя 10 к радиатору 80 через электрический насос 86 хладагента и обратно к двигателю 10 через магистраль 82 хладагента. Электрический насос 86 хладагента может получать питание от батареи 74 и, согласно одному примеру, может обеспечивать циркуляцию фиксированного количества хладагента, зависящего от температуры двигателя. Точнее, электрический насос 86 хладагента может обеспечивать циркуляцию хладагента через каналы в блоке двигателя, головке и т.п.в целях поглощения тепла двигателя, которое затем передают через радиатор 80 наружному воздуху. С другой стороны, как будет ниже показано в описании, может быть обеспечена циркуляция хладагента через радиатор в целях поглощения тепла наружного воздуха, которое затем через магистраль 84 хладагента посредством радиатора 55 отопителя может быть передано двигателю 10 или в пассажирское отделение.

Температуру хладагента можно регулировать посредством термостата 38 (или термостатического клапана), который расположен в магистрали 82 хладагента, и который можно держать закрытым до тех пор, пока температура хладагента не достигнет пороговой величины. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения термостатический клапан 38 представляет собой электрический термостатический клапан, который получает питание от батареи 74. Следовательно, электрический термостат 38 можно приводить в действие посредством контроллера, чтобы включать поток хладагента независимо от температуры последнего.

Электрический термостатический клапан 38 может регулировать соотношение потоков в магистрали 84 хладагента (которую также именуют «контур двигателя») и магистрали 82 хладагента (которую также именуют «контур радиатора»). В примере системы охлаждения, содержащей баллон обезгаживания, клапан 38 может представлять собой трехходовой термостатический клапан. Электрический термостатический клапан 38 может управлять величиной потока хладагента в каждой из магистралей 82 и 84 хладагента. Согласно одному примеру, в зависимости от действующих наружных условий и условий двигателя, электрический термостатический клапан 38 может обеспечивать преобладающий поток либо в магистрали 82 хладагента, либо в магистрали 84 хладагента. Например, если силовой агрегат сохраняет остаточное тепло, хладагент может передавать тепло от силового агрегата к радиатору 55 отопителя, и далее в пассажирское отделение 104 и/или ветровому стеклу и остеклению салона. В данном случае электрический термостат 38 может блокировать магистраль 82 хладагента и обеспечить преобладающий поток в магистрали 84 хладагента.

Хладагент может проходить через магистраль 82 хладагента, как говорилось выше, и/или через магистраль 84 хладагента к радиатору 55 отопителя, где тепло может быть передано от хладагента пассажирскому отделению 104, после чего хладагент возвращают в двигатель 10. Таким образом, радиатор 55 отопителя может действовать в качестве теплообменника между хладагентом и пассажирским отделением 104. С целью увеличения площади поверхности для передачи тепла, к радиатору отопителя могут быть прикреплены ребра. Чтобы ускорить обогрев пассажирского отделения, ребра можно принудительно обдувать воздухом, например, приводя в действие нагнетательный вентилятор 97. Горячий воздух можно также подавать вентилятором 97 через отверстия, которые направляют тепло на ветровое стекло и другие стекла пассажирского отделения (которые в настоящем описании также именуются «остеклением салона»). В данном варианте осуществления нагнетательный вентилятор 97 изображен в виде электрического вентилятора, который соединен с мотором 95, получающим питание от батареи 74.

Дополнительно к поглощению тепла от двигателя 10 хладагент может также поглощать тепло от трансмиссионной жидкости (или обмениваться теплом с трансмиссионной жидкостью), обеспечивая таким образом охлаждение компонентов внутри трансмиссии 70. Трансмиссионная жидкость может поступать через магистраль 78 трансмиссионной жидкости в охладитель 90 трансмиссии, где указанная жидкость может быть охлаждена за счет передачи тепла хладагенту, проходящему по магистрали 82 хладагента. Таким образом, трансмиссионная жидкость может обмениваться теплом с хладагентом внутри охладителя 90 трансмиссии. Охлажденная трансмиссионная жидкость может быть возвращена в трансмиссию 70 по магистрали 76 трансмиссионной жидкости. С другой стороны, теплый хладагент может передавать тепло трансмиссионной жидкости внутри охладителя 90 трансмиссии, когда получен запрос на прогрев трансмиссии, например, перед запуском двигателя.

В состав системы 100 охлаждения могут входить один или более охлаждающих вентиляторов, чтобы способствовать движению воздуха и усиливать движение воздуха через подкапотные компоненты. Например, электрический охлаждающий вентилятор 91 (в тексте он также именуется «вентилятор радиатора»), связанный с радиатором 80, можно приводить в действие, когда транспортное средство запущено и двигатель работает, чтобы способствовать течению охлаждающего воздуха через радиатор 80. Вентилятор 91 радиатора может втягивать охлаждающий воздух в подкапотный отсек 103 через отверстие на передней стороне транспортного средства 102, например, через решетку 112. Такой поток охлаждающего воздуха затем может быть использован радиатором 80 и другими подкапотными компонентами (например, компонентами топливной системы, батареями и т.д.), чтобы поддерживать двигатель и/или трансмиссию холодными. Кроме того, указанный воздушный поток может быть использован для отвода тепла от системы кондиционирования воздуха транспортного средства. И еще, указанный воздушный поток может быть использован для улучшения показателей двигателя с наддувом/турбонаддувом, оснащенного промежуточными охладителями, которые снижают температуру воздуха, поступающего во впускной коллектор/в двигатель. Вентилятор 91 радиатора изображен в виде электрического вентилятора и поэтому он может быть связан с мотором 93, который приводят в действие от батареи.

При работе двигателя создаваемый им крутящий момент может быть передан к генератору 72 переменного тока через приводной вал (не показан). Данный крутящий момент может затем быть использован генератором 72 для выработки электрической энергии, которую можно сохранять в накопительном устройстве, например, в батарее 74 системы. Батарею 74 затем можно использовать для приведения в действие электрического мотора 93 охлаждающего вентилятора через реле (не показано). Таким образом, приведение в действие системы охлаждающего вентилятора может включать в себя подачу электрического питания на охлаждающий вентилятор для его вращения от механической энергии вращательного движения двигателя через генератор переменного тока и батарею системы, например, когда частота вращения двигателя ниже пороговой (например, когда двигатель работает в режиме холостого хода). Согласно другим вариантам осуществления, охлаждающий вентилятор можно приводить в действие путем включения электрического мотора с переменной частотой вращения, который связан с охлаждающим вентилятором.

В рассматриваемом варианте осуществления изобретения вентилятор 91 радиатора можно приводить в действие для прогрева хладагента перед запуском двигателя. Например, когда транспортное средство 102 припарковано и на какое-то время выключено, силовой агрегат, включая двигатель 10 и трансмиссию 70, может остыть. До запуска двигателя контроллер 12 может периодически контролировать температуру силового агрегата и наружные условия. Когда температура силового агрегата ниже наружной температуры, может быть инициировано течение хладагента через радиатор 80 путем открывания электрического термостатического клапана 38 и включения электрического насоса 86 хладагента. Когда хладагент проходит сквозь радиатор 80, может быть приведен в действие вентилятор 91 радиатора, чтобы втягивать теплый наружный воздух через ребра радиатора с целью нагревания хладагента. Данный теплый хладагент может циркулировать дальше, чтобы передать свое тепло двигателю 10 и трансмиссии 70 (посредством трансмиссионной жидкости). Согласно другим примерам, теплый хладагент может передавать свое тепло радиатору 55 отопителя и далее пассажирскому отделению 104 и остеклению салона, включая ветровое стекло и другие стекла.

Таким образом, хладагент может быть использован для поглощения наружного тепла и передачи наружного тепла силовому агрегату, салону и/или остеклению салона, когда это необходимо. Согласно другому примеру, хладагент может быть нагрет путем отбора остаточного тепла от силового агрегата, которое может быть передано салону и/или остеклению салона.

На фиг. 1 также изображена управляющая система 14. Управляющая система 14 может быть связана с возможностью обмена данными с различными компонентами двигателя 10, чтобы выполнять управляющие алгоритмы и действия, о которых идет речь в настоящем описании. Например, как показано на фиг. 1, управляющая система 14 может содержать электронный цифровой контроллер 12. Контроллер 12 может представлять собой микрокомпьютер, содержащий микропроцессорное устройство, порты ввода/вывода, электронную среду хранения для исполняемых программ и калибровочных значений, оперативное запоминающее устройство, энергонезависимое запоминающее устройство и шину данных. Как показано на фиг. 1, контроллер 12 может принимать сигналы от множества датчиков 16, в числе которых могут быть сигналы от водителя и/или датчиков (например, положения трансмиссии, температуры силового агрегата, заданной водителем температуры салона, температуры всасываемого воздуха, уровня заряда батареи и т.п.), датчиков системы охлаждения (например, температуры хладагента, температуры салона, влажности наружного воздуха, точки росы наружного воздуха, наружной температуры и т.п.), и других датчиков (например, датчиков на эффекте Холла генератора переменного тока и батареи, датчиков присутствия людей в салоне для обнаружения пассажиров и водителя, датчиков наружной освещенности внутри салона и т.п.).

Кроме того, контроллер 12 может поддерживать связь с различными исполнительными органами 18, в числе которых могут быть исполнительные органы двигателя (такие как топливные форсунки, электроуправляемая дроссельная заслонка впускной системы, искровые свечи зажигания и т.п.), а также другие исполнительные органы. Согласно некоторым примерам, в среду хранения могут быть записаны считываемые компьютером данные, представляющие инструкции, которые могут быть исполнены процессором для осуществления способов, которые будут раскрыты ниже, а также иных вариантов, которые предполагаются, но конкретно не перечисляются.

Контроллер 12 может также принимать сигнал от переключателя 108 передач. Водитель транспортного средства может регулировать передаточное отношение трансмиссии путем изменения положения переключателя 108 передач. Например, как показано на фиг. 1, в случае автоматической трансмиссии, переключатель 108 передач может иметь 5 положений (переключатель PRNDL). Согласно другому примеру, в случае ручной трансмиссии, переключатель 108 передач может иметь 7 положений (1-я, 2-я, 3-я, 4-я, 5-я, реверс и нейтраль). Возможны также и другие конструкции. Таким образом, контроллер 12 может принимать сигнал от переключателя 108 передач в соответствии с его текущим положением. Например, когда транспортное средство припарковано и двигатель выключен, переключатель 108 передач может находиться в положении «Р» или «парковка». В случае ручной трансмиссии переключатель 108 передач может находиться в положении «1-я передача», «реверс» или «нейтраль». В дополнение к этим положениям может быть включен стояночный тормоз (не показан). Кроме того, припаркованное и выключенное транспортное средство может содержать активированное противоугонное устройство.

Фиг. 2 изображает установление связи между контроллером 12, находящимся внутри транспортного средства, и удаленным вычислительным устройством 206. Удаленное вычислительное устройство 206 может поддерживать связь с контроллером 12 либо напрямую, либо через сеть 214. Удаленное вычислительное устройство 206 может представлять собой смартфон, планшет, ноутбук или вычислительное устройство другого типа, которое может хранить и исполнять инструкции (например, мобильные приложения), которые позволяют водителю поддерживать связь с контроллером 12, так чтобы контроллер 12 можно было дистанционно активировать с целью выполнения алгоритмов, например, таких, какие представлены на фиг. 3, 4, 5 и 6. Например, как показано на фиг. 2, график запуска транспортного средства, составленный водителем, и в данном случае изображенный в виде недельного календаря, может быть передан из удаленного вычислительного устройства 206 в контроллер 12. Пользовательский интерфейс 212 изображает предполагаемый график запусков транспортного средства для водителя на предстоящую неделю, который может быть изменено водителем. Пользовательский интерфейс 212 может содержать намеченное время запуска транспортного средства на каждый день недели, а в некоторых вариантах может также включать прогноз погоды на конкретный день, влажность и температуру наружного воздуха, полученные из сети 214.

Дополнительно или в качестве варианта контроллер 12 можно автоматически активировать посредством таймера через регулярные интервалы времени на протяжении части продолжительности стоянки транспортного средства в нерабочем режиме с двигателем, находящимся в покое, в целях контроля состояния транспортного средства и наружных условий. Кроме того, контроллер 12 может быть запрограммирован на выполнение алгоритмов, представленных на фиг. 3, 4, 5 и 6, исходя из данных состояния транспортного средства и наружных условий, полученных в результате контроля.

На фиг. 3 изображена блок-схема алгоритма 300 для выбора компонента транспортного средства, подлежащего прогреву в припаркованном неподвижном транспортном средстве, в котором выключен двигатель, в зависимости от действующих наружных условий и условий внутри транспортного средства. Может быть обогрет салон, могут быть обогреты стекла, чтобы предотвратить конденсацию влаги, и/или может быть прогрет силовой агрегат в ожидании запуска двигателя в соответствии с наружной температурой и состоянием заряда батареи (ЗБ).

На шаге 302 алгоритм 300 производит проверку, выключен ли двигатель. Состояние «двигатель выключен» может заключать в себе двигатель в состоянии покоя, отсутствие горения в цилиндрах, нахождение ключа зажигания в выключенном положении и/или другие условия. Если двигатель не выключен, то алгоритм 300 завершает работу. Однако если установлено, что двигатель выключен, то на шаге 304 алгоритм 300 может проверить, припарковано ли транспортное средство. Согласно одному примеру, можно считать, что транспортное средство припарковано, если переключатель передач в случае автоматической трансмиссии находится в положении «Р» или «парковка». В случае, если в транспортном средстве ручная трансмиссия, то можно считать, что транспортное средство припарковано, если включен стояночный тормоз. Если транспортное средство не припарковано, то алгоритм 300 завершает работу.

Если установлено, что транспортное средство припарковано, то на шаге 306 производят проверку, есть ли в транспортном средстве люди. Датчики присутствия могут указывать на присутствие или отсутствие людей в транспортном средстве. Согласно другому примеру, для определения присутствия людей в транспортном средстве контроллер может вести обнаружение открывания дверей. Если установлено, что в транспортном средстве находятся люди, то на шаге 308 может быть инициирован алгоритм обогрева салона, если выполняются наружные условия и условия внутри транспортного средства. Алгоритм обогрева салона будет рассмотрен ниже согласно фиг. 6.

Если в транспортном средстве людей нет, то алгоритм 300 может перейти к опциональному шагу 310, на котором контроллер может принять данные от удаленного вычислительного устройства. Этот шаг может включать в себя прием информации о заданном времени, когда водитель намерен запускать транспортное средство в соответствии со своим ежедневным графиком. Как уже говорилось выше согласно фиг. 2, водитель может вводить данные, касающиеся своего недельного графика, в мобильное приложение удаленного вычислительного устройства (например, смартфона). Это недельное график может включать в себя данные намеченного времени запуска транспортного средства в конкретный день. Таким образом, получение информации о заданном времени, когда водитель намерен запускать транспортное средство, может заключаться в приеме графика в виде ряда заданных времен, когда водитель планирует запускать транспортное средство.

На основе принятых данных, до наступления заданного времени, когда водитель планирует запустить транспортное средство, и в то время как транспортное средство бездействует, алгоритм 300 может осуществить передачу тепла от наружного воздуха к выбранному компоненту транспортного средства. Выбранным компонентом транспортного средства может являться один или более из следующих компонентов: силовой агрегат, ветровое стекло и другие стекла, и салон транспортного средства. Передача тепла от наружного воздуха к выбранному компоненту транспортного средства может быть активирована контроллером исходя из разности температур наружного воздуха и выбранного компонента транспортного средства. Согласно одному примеру, если температура ветрового стекла значительно ниже точки росы наружного воздуха, то контроллер может инициировать передачу тепла за 30 мин до заданного времени запуска транспортного средства. Согласно другому примеру, если температура силового агрегата немного ниже температуры наружного воздуха, то алгоритм передачи тепла может быть инициирован за 5 мин до намеченного времени запуска транспортного средства.

Таким образом, на шаге 312 алгоритм 300 может произвести оценку и/или измерение различных параметров, касающихся наружных условий и условий внутри транспортного средства. В число этих параметров может входить: наружная температура (T_amb), точка росы (T_DP) наружного воздуха, влажность (H_amb) наружного воздуха, температура (Τ_cab) салона, заданная водителем температура (T_set) салона, температура (Т_РТ) силового агрегата, и температура (T_win) ветрового стекла. Наружная температура может быть измерена датчиком температуры, расположенным, например, на переднем бампере транспортного средства, в то время как точка росы может быть измерена датчиком точки росы, расположенным, например, на ветровом стекле или определена на основе данных сигнала датчика влажности транспортного средства и измеренной наружной температуры. Температура салона может быть измерена датчиками температуры, расположенными внутри салона, в то время как температура ветрового стекла может быть вычислена исходя из данных температуры салона и наружной температуры. Наружные условия, такие как влажность и температура могут быть получены контроллером из сети. В данном случае под влажностью наружного воздуха понимается относительная влажность. Температура силового агрегата может быть измерена датчиками температуры, которые измеряют температуру хладагента и температуру трансмиссионной жидкости.

На шаге 314 алгоритм 300 может проверить, превышает ли температура Т_РТ наружную температуру T_amb. Например, температура силового агрегата может быть больше наружной температуры, когда транспортное средство только недавно выключено. Температура силового агрегата может оставаться выше наружной температуры в течение какого-то времени после выключения двигателя. Если установлено, что температура силового агрегата выше наружной температуры, то тепло от силового агрегата может быть передано одному или обоим следующим компонентам - салону и ветровому стеклу. Контроллер может сделать выбор и использовать тепло силового агрегата для выполнения (на шаге 308) алгоритма обогрева салона, если он получает от водителя через удаленное вычислительное устройство команду на обогрев салона. Алгоритм обогрева салона может также быть предпочтительным, когда, в соответствии с графиком водителя, предстоит запуск двигателя. С другой стороны, алгоритм 300 может отводить тепло от силового агрегата на обогрев (на шаге 318) ветрового стекла и других стекол салона, если датчик уровня освещенности приборной панели показывает низкий уровень солнечного света внутри машины, и одновременно температура ветрового стекла ниже точки росы наружного воздуха. Контроллер может использовать датчик уровня освещенности приборной панели, чтобы определять время суток - день или ночь. Например, если датчик уровня освещения приборной панели показывает, что светит солнце, то алгоритм обогрева ветрового стекла можно и не запускать, поскольку солнце, в конце концов, согреет ветровое стекло и кабину.

Если на шаге 314 установлено, что температура силового агрегата ниже наружной температуры, то алгоритм 300 переходит к шагу 316, на котором может быть произведено сравнение температуры ветрового стекла с точкой росы наружного воздуха. Если установлено, что температура ветрового стекла ниже точки росы наружного воздуха, то на шаге 318 может быть выполнен алгоритм обогрева ветрового стекла, если выполнены остальные условия. Данный алгоритм будет рассмотрен ниже согласно фиг. 5. Если температура ветрового стекла выше точки росы наружного воздуха, то на шаге 320 может быть осуществлен алгоритм прогрева силового агрегата. Алгоритм прогрева силового агрегата будет рассмотрен ниже согласно фиг. 4.

Таким образом, контроллер в припаркованным транспортном, средстве с выключенным двигателем может контролировать наружные условия и условия внутри транспортного средства и, исходя из этих условий, может выбирать компонент транспортного средства, который следует обогревать. Согласно некоторым примерам, тепло может быть передано выбранному компоненту транспортного средства, только если наружная температура больше температуры выбранного компонента на величину, превышающую пороговую. Кроме того, как будет рассмотрено ниже в соответствии с фиг. 4, 5 и 6, тепло из окружающей среды может быть передано выбранному компоненту транспортного средства путем включения электрического насоса хладагента и электрического вентилятора радиатора, а также открывания электрического термостата, чтобы произвести передачу тепла от окружающей среды хладагенту, а от хладагента - выбранному компоненту транспортного средства. Передача тепла от окружающей среды выбранному компоненту транспортного средства может быть запрещена, если заряд батареи ниже пороговой величины.

Если в транспортном средстве находятся люди и в силовом агрегате присутствует остаточное тепло, то приоритетно по отношению к другим компонентам может производиться обогрев салона. Если в транспортном средстве людей нет, то вместо цикла прогрева силового агрегата может быть выбран алгоритм обогрева ветрового стекла, если датчик уровня освещенности показывает низкий уровень или отсутствие солнечного света, и если температура ветрового стекла ниже точки росы наружного воздуха. Согласно другому примеру, водитель может дистанционно дать команду контроллеру на обогрев ветрового стекла и других стекол. С другой стороны, при отсутствии ручного вмешательства со стороны водителя, контроллер может определить, что экономия топлива и снижение токсичных выбросов важнее комфорта водителя, и прежде, чем будет начат обогрев ветрового стекла, может быть произведен прогрев силового агрегата.

На фиг. 4 изображена блок-схема алгоритма 400 для выполнения цикла прогрева силового агрегата в транспортном средстве, в котором отсутствуют люди, после выключения транспортного средства и остановки двигателя. Точнее, контроллер в выключенном припаркованном транспортном средстве с остановленным двигателем производит контроль температуры силового агрегата и наружной температуры. Когда температура силового агрегата по меньшей мере на пороговую величину ниже наружной температуры, производят нагрев хладагента путем его циркуляции через радиатор посредством электрического насоса хладагента, когда приведен в действие электрический вентилятор радиатора. При этом нагретый хладагент циркулирует через силовой агрегат, прогревая последний. Данный алгоритм может быть активирован через регулярные интервалы времени посредством контроллера исходя из наружных условий и условий внутри транспортного средства, или выполнение алгоритма может быть основано на графике, составленном водителем. Кроме того, данный алгоритм может быть исполнен по требованию водителя через удаленное вычислительное устройство.

На шаге 402 алгоритм 400 производит проверку, превышает ли время, прошедшее после предыдущего измерения температуры силового агрегата и наружной температуры, пороговое время, например, Threshold_T. Например, таймер может активировать контроллер через регулярные интервалы времени, чтобы автоматически контролировать температуру силового агрегата и наружную температуру. Согласно одному примеру, указанное пороговое время может зависеть от скорости изменения температуры. Согласно другому примеру, Threshold_T может также зависеть от времени суток. Например, Threshold_T может быть более коротким, если время запуска двигателя запланировано, например, Threshold_T может составлять 60 мин. Если запуск двигателя не запланирован, то Threshold_T может быть длиннее, например, 90 мин.

Если время, прошедшее после последнего измерения, не превысило Threshold_T, то алгоритм 400 может вернуться к началу и может ждать дальше. С другой стороны, если время, прошедшее после последнего измерения, превысило Threshold_T, то алгоритм 400 на шаге 406 производит измерение и/или оценивание условий внутри транспортного средства и наружных условий. Как вариант, перед шагом 406, на шаге 404 контроллер может получить команду от водителя через удаленное вычислительное устройство на прогрев силового агрегата. Таким образом, водитель может вопреки таймеру инициировать алгоритм прогрева силового агрегата.

На шаге 406 оцениваемые или измеряемые наружные условия и условия внутри транспортного средства могут включать в себя состояние заряда батареи, наружную температуру, температуру силового агрегата и т.п. Например, контроллер может контролировать заряд батареи, чтобы гарантировать, чтобы запуск алгоритма прогрева силового агрегата происходил только, когда заряд батареи выше порогового. Поскольку транспортное средство выключено, и двигатель находится в покое без горения в нем топливной смеси, батарея может быть использована для питания различных компонентов, которые активируют во время цикла прогрева силового агрегата.

На шаге 408 алгоритма 400 проверяют, превышает ли наружная температура (T_amb) температуру (Т_РТ) силового агрегата. Если наружная температура ниже температуры силового агрегата, то алгоритм завершает свою работу и может вернуться к началу. Если установлено, что наружная температура выше температуры силового агрегата, то на шаге 410 алгоритм 400 производит проверку, превышает ли наружная температура температуру силового агрегата по меньшей мере на пороговую величину, например, T_min. Согласно одному примеру, T_min может составлять 10°С, в то время как в другом примере T_min может составлять 20°С. Порог T_min может быть выбран исходя из энергии, используемой для приведения в действие насоса, термостата и вентилятора. Например, если разность между наружной температурой и температурой силового агрегата меньше T_min, то передача тепла от наружной среды хладагенту может занять более длительное время и, таким образом, привести к напрасному расходу заряда батареи (ЗБ) ради небольшого подъема температуры силового агрегата за более длительное время. Таким образом, если разность температур окружающей среды и силового агрегата меньше пороговой величины T_min, то алгоритм 400 возвращается к началу.

Если наружная температура превышает температуру силового агрегата на величину порога T_min, то на шаге 412 алгоритм 400 может произвести проверку, превышает ли ЗБ пороговую величину Threshold_B. Поскольку в алгоритме 400 при осуществлении цикла прогрева силового агрегата используют энергию батареи для приведения в действие различных компонентов, например, электрического насоса хладагента, электрического вентилятора радиатора и т.п., чтобы обеспечить теплообмен между хладагентом и наружным воздухом, батарея вынуждена поддерживать этот расход энергии, сохраняя при этом достаточную энергию для запуска двигателя. Согласно одному примеру, Threshold_B может составлять 50%, в то время как в другом примере Threshold_B может составлять 75%. Если установлено, что ЗБ ниже Threshold_B, то на шаге 426 циркуляция хладагента и его нагревание могут быть заблокированы, и цикл прогрева силового агрегата может быть остановлен.

Если ЗБ больше Threshold_B, то на шаге 414 может быть произведен нагрев хладагента за счет отбора тепла от наружного воздуха. На шаге 416 может быть включен электрический насос хладагента, а также может быть инициировано открывание термостата, чтобы дать возможность циркуляции хладагента. На шаге 418 может быть осуществлена циркуляция хладагента через радиатор, а на шаге 420 может быть включен электрический вентилятор радиатора, чтобы втягивать через радиатор наружный воздух и обеспечить возможность теплообмена между наружным воздухом и хладагентом. На шаге 422 подогретый хладагент может циркулировать через силовой агрегат, включая двигательный блок и трансмиссию. Таким образом, тепло может быть передано от теплого хладагента силовому агрегату. Далее трансмиссионная жидкость может быть подогрета за счет теплообмена с хладагентом.

На шаге 424 алгоритм 400 проверяет, составляет ли разность между наружной температурой (T_amb) и температурой (Т_РТ) силового агрегата величину меньшую порога T_min. Например, наружная температура и температура силового агрегата теперь могут отличиться друг от друга на величину меньшую, чем T_min. Если наружная температура и температура силового агрегата отличаются друг от друга меньше, чем на T_min, то алгоритм 400 завершает работу, а циркуляция хладагента может быть прекращена путем выключения электрического насоса хладагента; электрический вентилятор радиатора может быть остановлен и электрический термостат может быть закрыт.С другой стороны, если разность между наружной температурой (T_amb) и температурой (Т_РТ) силового агрегата больше порога T_min, то алгоритм 400 может вернуться к шагу 412 для проверки, может ли батарея поддерживать продолжение прогрева силового агрегата.

Таким образом, силовой агрегат можно предварительно прогревать перед запуском двигателя, когда температура силового агрегата ниже наружной температуры по меньшей мере на пороговую величину. Хладагент может быть использован для поглощения тепла из наружного воздуха и передачи указанного тепла силовому агрегату. Кроме того, прогрев силового агрегата можно осуществлять, когда заряд батареи может поддерживать расход энергии для электрического насоса хладагента, электрического термостата и электрического вентилятора радиатора. Водитель может подавать команду контроллеру через удаленное вычислительное устройство, чтобы активировать цикл прогрева силового агрегата. Команда активации может быть построена так, чтобы активировать контроллер, когда транспортное средство выключено, чтобы измерить температуру силового агрегата и наружную температуру и прогреть силовой агрегат посредством хладагента, если температура силового агрегата ниже наружной температуры. С другой стороны, контроллер может запускать цикл прогрева силового агрегата перед запуском двигателя, основываясь на графике, составленном водителем. Цикл прогрева силового агрегата может также быть инициирован, когда контроллер автоматически активируют таймером через регулярные интервалы времени, чтобы измерять температуру силового агрегата и наружную температуру, в то время как транспортное средство выключено.

На фиг. 5 изображена блок-схема алгоритма 500 для обогрева ветрового стекла, когда температура ветрового стекла ниже точки росы наружного воздуха. Точнее, после того, как происходит выключение транспортного средства, и когда температура ветрового стекла оказывается ниже точки росы наружного воздуха, может быть произведена передача тепла от силового агрегата транспортного средства ветровому стеклу посредством хладагента, если температура силового агрегата выше температуры ветрового стекла. Если температура силового агрегата ниже температуры ветрового стекла, но наружная температура выше температуры ветрового стекла, то может быть произведена передача тепла от наружного воздуха ветровому стеклу посредством хладагента.

На шаге 502 алгоритм 500 производит проверку, превышает ли время, прошедшее после предыдущего измерения температуры силового агрегата и наружной температуры, пороговое время, например, Threshold_τ. Точнее, контроллер может быть активирован таймером через регулярные интервалы времени для измерения указанных двух температур. Этот шаг может быть таким же, как и шаг 402 алгоритма 400. Согласно одному примеру, порог Threshold_T может зависеть от времени суток. Например, в ночное время порог Threshold_T может быть меньше. К примеру, в ночное время Threshold_T может быть равен 60 мин. В дневное время, когда транспортное средство освещено солнцем, Threshold_T может составлять 90 мин и более.

Если время, прошедшее после последнего измерения, не превысило Threshold_T, то алгоритм 500 может вернуться к началу и проверить указанные две температуры позднее. С другой стороны, если время, прошедшее после последнего измерения температуры, превысило Threshold_T, то алгоритм 500 на шаге 506 производит измерение и/или оценивание условий внутри транспортного средства и наружных условий. Как вариант, перед шагом 506, на шаге 504 контроллер может получить команду от водителя через удаленное вычислительное устройство на прогрев ветрового стекла. Таким образом, водитель может вопреки таймеру инициировать алгоритм прогрева ветрового стекла.

На шаге 506 оцениваемые или измеряемые наружные условия и условия внутри транспортного средства могут включать в себя состояние заряда батареи, наружную температуру, температуру силового агрегата, влажность наружного воздуха, точку росы наружного воздуха, температуру ветрового стекла, температуру в салону и т.п. Контроль наружных условий и условий внутри транспортного средства можно осуществлять, например, для того, чтобы оценить, следует ли производить обогрев конкретного компонента транспортного средства. Таким образом, алгоритм обогрева ветрового стекла может быть активирован, только когда температура ветрового стекла ниже точки росы наружного воздуха, и когда может происходить конденсация влаги на поверхностях стекол салона.

Температура T_win ветрового стекла может быть вычислена на основе данных температуры T_cab салона и температуры T_amb наружного воздуха. Влажность наружного воздуха и точка росы - это величины, которые могут быть получены либо от датчиков, либо из прогнозов погоды, принятых через сеть. Контроллер далее может использовать датчик уровня освещенности в салоне для определения времени суток (день или ночь). Например, если датчик уровня освещенности в салоне показывает, что светит солнце, то алгоритм обогрева ветрового стекла можно не начинать, поскольку солнце, в конечном счете, согреет ветровое стекло и салон.

На шаге 508 алгоритм 500 производит проверку, превышает ли наружная температура температуру салона. Наружная температура может увеличиваться при восходе солнца и в течение дня. При таких условиях наружная температура может нарастать быстрее, чем температуры ветрового стекла и салона, и может увеличиваться вероятность конденсации влаги на стеклах салона. Если на шаге 508 алгоритм 500 определяет, что наружная температура ниже температуры салона, то алгоритм может вернуться к началу. Однако если наружная температура выше температуры салона, то на шаге 510 алгоритм 500 производит проверку, является ли температура ветрового стекла более низкой, чем точка росы наружного воздуха. Поскольку вода конденсируется из воздуха на поверхностях, температура которых ниже точки росы, алгоритм 500 может произвести обогрев ветрового стекла, чтобы избежать конденсации влаги на ветровом стекле, если установлено, что температура ветрового стекла ниже точки росы наружного воздуха.

Если температура T_win ветрового стекла выше точки росы T_DP, то алгоритм 500 возвращается к началу. Если T_win ниже точки росы T_DP наружного воздуха, алгоритм 500 переходит к шагу 512, на котором производят проверку, превышает ли ЗБ пороговый заряд Threshold_B. Батарея может быть использована для питания различных компонентов, таких как электрический насос хладагента и электрический термостат, чтобы обеспечивать циркуляцию хладагента во время исполнения алгоритма обогрева ветрового стекла. Кроме того, батарея вынуждена сохранять определенный заряд для запуска двигателя. Следовательно, если ЗБ меньше Threshold_B, то алгоритм 500 может на шаге 514 прекратить выполнение алгоритма обогрева ветрового стекла и остановить нагревание хладагента.

Если ЗБ выше Threshold_B, то на шаге 516 алгоритм 500 производит проверку, превышает ли температура силового агрегата температуру ветрового стекла. Если температура Т_РТ силового агрегата выше температуры T_win ветрового стекла, то на шаге 520 может быть произведен нагрев хладагента за счет тепла силового агрегата. На шаге 522 могут быть включены электрический насос хладагента и электрический термостат, и на шаге 524 может быть осуществлена циркуляция хладагента через силовой агрегат. Таким образом, хладагент может поглощать остаточное тепло компонентов силового агрегата.

Если T_PT меньше T_win, то алгоритм 500 переходит к шагу 518, на котором производят проверку, превышает ли наружная температура T_amb температуру T_win ветрового стекла. Если наружная температура ниже температуры ветрового стекла, то алгоритм 500 завершает работу. Однако если установлено, что температура T_amb выше температуры T_win, то на шаге 526 может быть осуществлен нагрев хладагента за счет наружного воздуха. На шаге 528 могут быть включены электрический насос хладагента и электрический термостат, чтобы на шаге 530 обеспечить течение хладагента через радиатор. На шаге 532 может быть включен электрический вентилятор радиатора, чтобы втягивать наружный воздух через радиатор и дать возможность хладагенту отбирать тепло от наружного воздуха. На шаге 534 алгоритм 500 может начать препятствовать образованию конденсата на ветровом стекле, пропуская на шаге 536 нагретый хладагент через радиатор отопителя и включая на шаге 538 электрический вентилятор радиатора отопителя. Таким образом, воздухом, нагретым посредством хладагента, можно через различные отверстия обдувать ветровое стекло и другие стекла.

Затем на шаге 540 алгоритм 500 может проверить, является ли температура T_win более высокой, чем точка росы T_DP наружного воздуха или равной точке росы T_DP наружного воздуха. Температура, до которой производят нагрев ветрового стекла, чтобы предотвратить конденсацию, может зависеть от влажности наружного воздуха. Например, если влажность пониженная, к примеру, равна 50%, то, чтобы предотвратить конденсацию, ветровое стекло можно нагревать до температуры, которая меньше наружной температуры T_amb, например, на 5°С. Поскольку T_DP ниже T_amb, когда влажность наружного воздуха меньше 100%, то, чтобы избежать конденсации, температуру T_win можно поднимать до уровня большего, чем T_DP, но меньшего, чем T_amb. Поскольку на микрочастицах пыли может образовываться туман, когда разница между T_amb и T_DP составляет меньше 2,5°С, температуру T_win можно увеличивать до уровня выше T_DP, чтобы гарантированно исключить конденсацию. Если в распоряжении имеется инерционное тепло от двигателя, то температура T_win может быть выше температуры T_amb. Согласно другому примеру, если влажность наружного воздуха повышенная, например, составляет 95%, то, чтобы избежать конденсации, ветровое стекло можно нагревать до температуры, равной наружной температуре.

Если температура T_win равна температуре T_DP или выше температуры T_DP, то алгоритм 500 завершает работу, при этом нагревание хладагента и его циркуляция могут быть прекращены. С другой стороны, если T_win ниже T_DP, то алгоритм обогрева ветрового стекла может быть продолжен путем возврата к шагу 512 и проверки, превышает ли ЗБ пороговый заряд Threshold_B.

Согласно другим вариантам осуществления изобретения, вместо точки росы может быть использована температура точки образования инея. Например, для предотвращения образования инея, ветровое стекло и поверхности других стекол можно обогревать до температуры точки образования инея, которая выше температуры точки росы.

Согласно иным вариантам, вместо электрического термостатического клапана может быть использован традиционный пассивный восковой термостат. В данном случае у контроллера может быть инструкция активировать алгоритм 500 обогрева ветрового стекла, только когда температура силового агрегата выше температуры ветрового стекла. Однако, если температура силового агрегата достигла ночную наружную температуру, или она ниже температуры ветрового стекла, то алгоритм 500 может быть заблокирован.

Таким образом, можно избежать конденсации влаги на ветровом стекле и других стеклах припаркованного транспортного средства после того, как было произведено его выключение. Согласно одному примеру, контроллер может вести обмен данными с удаленным вычислительным устройством и принимать график запусков транспортного средства, составленный его водителем. График, составленный водителем, может включать в себя конкретное время запуска двигателя в данный день. Исходя из наружных условий и условий внутри транспортного средства, контроллер может определять конкретное время инициирования алгоритма обогрева ветрового стекла перед ожидаемым запуском двигателя. Время инициирования алгоритма обогрева ветрового стекла может зависеть от разницы между температурой ветрового стекла и точкой росы наружного воздуха. Если температура ветрового стекла немного ниже точки росы, например, на 5°С, то алгоритм обогрева ветрового стекла можно инициировать за 10 мин до запуска двигателя. Согласно другому примеру, если температура ветрового стекла значительно ниже точки росы, например, на 15°С, то алгоритм обогрева ветрового стекла можно инициировать за 30 мин до запуска двигателя.

Согласно еще одному примеру, контроллер может быть выполнен с возможностью автоматического активирования через регулярные интервалы времени, в то время как транспортное средство выключено, и контроля точки росы наружного воздуха, наружной температуры, влажности наружного воздуха, температуры ветрового стекла и температуры силового агрегата. Исходя из вышеупомянутых наружных условий и условий внутри транспортного средства, контроллер может активировать алгоритм обогрева ветрового стекла. Согласно другому примеру, алгоритм обогрева ветрового стекла может быть инициирован командой водителя через удаленное вычислительное устройство.

Следует понимать, что могут существовать условия, при которых обе температуры - силового агрегата и наружная температура - превышают температуру T_win. При таких условиях контроллер может вначале выбрать передачу тепла посредством хладагента от силового агрегата ветровому стеклу. Только после того, как будет завершен отбор остаточного тепла от силового агрегата, и, если температура ветрового стекла будет оставаться ниже точки росы наружного воздуха, может быть произведен нагрев хладагента за счет наружного воздуха. В процессе передачи тепла от силового агрегата ветровому стеклу электрический вентилятор радиатора не используют, в то время как при передаче тепла от наружного воздуха хладагенту электрический вентилятор радиатора используют дополнительно к электрическому насосу хладагента, электрическому термостату и электрическому нагнетательному вентилятору.

Таким образом, алгоритм обогрева ветрового стекла содержит обогрев ветрового стекла посредством хладагента, нагреваемого за счет циркуляции через силовой агрегат, когда температура силового агрегата выше температуры ветрового стекла, и обогрев ветрового стекла посредством хладагента, нагретого за счет наружного воздуха при циркуляции хладагента через радиатор и включении электрического вентилятора радиатора, когда температура силового агрегата ниже температуры ветрового стекла, а наружная температура выше температуры ветрового стекла. Алгоритм также содержит пропускание нагретого хладагента через радиатор отопителя и включение электрического нагнетательного вентилятора. Кроме того, активирование алгоритма обогрева ветрового стекла производят, только когда температура ветрового стекла ниже точки росы окружающего воздуха.

На фиг. 6 изображена блок-схема алгоритма 600 для выполнения алгоритма обогрева салона в транспортном средстве, которое припарковано, и двигатель которого находится в состоянии покоя. Точнее, алгоритм обогрева салона активируют, когда температура салона падает ниже температуры, выбранной водителем. В данном случае, если температура силового агрегата выше выбранной водителем температуры салона, то осуществляют циркуляцию хладагента через силовой агрегат с целью поглощения тепла, и данное тепло передают в кабину транспортного средства. В транспортном средстве могут находиться люди или же транспортное средство может быть пустым. Кроме того, активирование алгоритма обогрева салона может быть осуществлено либо дистанционно водителем, либо автоматически посредством контроллера.

На шаге 602 опциональная команда на обогрев салона может быть принята от водителя через удаленное вычислительное устройство. Другой пример может включать в себя прием от удаленного вычислительного устройства ежедневного графика, составленного водителем, содержащего информацию о заданных моментах времени, когда водитель планирует запуск транспортного средства. В данном случае контроллер может инициировать алгоритм обогрева салона до наступления заданного времени запуска двигателя.

На шаге 604 алгоритм 600 производит измерение и/или оценивание условий внутри транспортного средства и наружных условий, включая: наружную температуру (T_amb). выбранную водителем температуру (T_sel) салона, заряд батареи (ЗБ) и температуру (Т_РТ) силового агрегата. Контроль наружных условий и условий внутри транспортного средства может быть осуществлен, чтобы оценить, следует ли производить обогрев салона. Например, алгоритм обогрева салона может быть активирован, только когда наружная температура ниже температуры, выбранной водителем. Поскольку обогрев салона производят за счет остаточного тепла силового агрегата, алгоритм обогрева салона также зависит от того, превышает ли температура силового агрегата температуру салона, выбранную водителем.

На шаге 606 алгоритм 600 проверяет, является ли наружная температура более низкой, чем выбранная водителем температура T_sel салона. Если наружная температура выше температуры T_sel, то алгоритм 600 возвращается к началу. Например, салон может остывать быстрее, если температура наружного воздуха ниже температуры T_sel. Если температура наружного воздуха выше температуры T_sel, то салон может остывать медленнее.

Если температура T_amb ниже температуры T_sel, то на шаге 608 алгоритм 600 производит дальнейшую проверку, ниже ли температура T_amb температуры T_sel на пороговую величину Threshold_C. Порог Threshold_C может определять скорость, с которой температура салона может снижаться до уровня ниже температуры T_sel, выбранной водителем. Чем больше разность между наружной температурой и температурой салона, тем больше скорость остывания салона. Согласно одному примеру, порог Threshold_C может соответствовать разности в 25%. Согласно другому примеру, порог Threshold_C может соответствовать разности в 40%.

Если на шаге 608 установлено, что разность между наружной температурой и температурой T_sel меньше порога Threshold_C, то алгоритм 600 возвращается к началу. Если подождать, пока разность температур не станет выше порогового уровня, то контроллер может избежать напрасного расхода разряда батареи, поскольку алгоритм обогрева салона выполняют в транспортном средстве, двигатель которого остановлен, и содержит включение компонентов, которые будут потреблять энергию батареи.

Если наружная температура ниже температуры T_sel по меньшей мере на величину равную Threshold_C, то алгоритм 600 переходит к шагу 610, на котором проверяет, превышает ли температура силового агрегата температуру T_sel. Если Т_РТ меньше, чем T_sel, то алгоритм 600 завершает работу. Если Т_РТ выше, чем T_sel, то на шаге 612 алгоритм 600 проверяет, превышает ли ЗБ пороговый заряд Threshold_B. Батарея может быть использована для питания различных компонентов, таких как электрический насос хладагента и электрический термостат, чтобы дать возможность хладагенту циркулировать во время выполнения алгоритма обогрева салона. Поэтому, если ЗБ меньше порога Threshold_B, алгоритм 600 может на шаге 614 прекратить выполнение алгоритма обогрева салона и остановить нагревание хладагента.

Если ЗБ выше порога Threshold_B, то на шаге 616 может быть произведено нагревание хладагента посредством силового агрегата. Поэтому на шаге 618 производят включение электрического насоса хладагента и электрического термостата, и на шаге 620 осуществляют циркуляцию хладагента через силовой агрегат. Хладагент может отбирать остаточное тепло от компонентов силового агрегата и передавать это тепло в кабину. На шаге 622 может быть осуществлен обогрев салона путем пропускания на шаге 624 теплого хладагента через радиатор отопителя и включения на шаге 626 электрического нагнетательного вентилятора. Воздух можно нагревать за счет теплообмена с хладагентом и можно вдувать в салон через отверстия обогрева салона. На шаге 628 алгоритм 600 проверяет, равна ли температура Τ_cab салона температуре T_sel, выбранной водителем. Если температура салона равна выбранной температуре, то алгоритм 600 завершает работу, и циркуляция хладагента может быть прекращена путем выключения электрического насоса хладагента и электрического термостата. Если температура салона ниже температуры T_sel, то алгоритм 600 возвращается к шагу 610, где алгоритм обогрева салона может быть продолжен, если температура силового агрегата остается более высокой, чем T_sel, а ЗБ остается выше порогового заряда Threshold_B.

Таким образом, когда наружная температура ниже выбранной водителем температуры салона на пороговую величину, а температура силового агрегата выше выбранной водителем температуры салона, хладагент может циркулировать сначала через силовой агрегат для поглощения тепла, а затем дополнительно через систему обогрева салона. Инициировать вышеописанный алгоритм обогрева салона можно, когда в транспортном средстве находятся люди. Если в транспортном средстве людей нет, наружная температура ниже выбранной водителем температуры салона на пороговую величину, а температура силового агрегата выше выбранной водителем температуры салона, контроллер может принять команду активации от водителя через удаленное вычислительное устройство, чтобы осуществить циркуляцию хладагента через силовой агрегат, при этом в дальнейшем хладагент проходит через систему обогрева салона.

Следует понимать, что алгоритм 500 обогрева ветрового стекла также может производить и обогрев салона. При обдуве горячим воздухом внутренних поверхностей ветрового стекла и других стекол салона, горячий воздух может также циркулировать и по всей салону. Аналогичным образом, при обогреве салона и поддержании температуры салона на уровне температуры, выбранной водителем, температура ветрового стекла может оставаться равной точке росы наружного воздуха или быть выше точки росы, что таким образом предотвращает конденсацию воды.

Аналогично, если наружная температура выше температуры силового агрегата и температуры ветрового стекла, то может быть осуществлена циркуляция хладагента через силовой агрегат и через радиатор отопителя, чтобы одновременно осуществлять предварительный прогрев силового агрегата и обогревать стекла салона, чтобы предотвратить конденсацию влаги и образование инея, если температура ниже точки замерзания.

Таким образом, различные компоненты внутри транспортного средства могут быть прогреты либо путем отбора тепла от наружного воздуха, либо путем передачи тепла от теплого силового агрегата. Выбор компонентов, подлежащих обогреву, может происходить либо в соответствии с решением водителя, либо исходя из преимуществ снижения расхода топлива и снижения токсичных выбросов. Если предпочтение отдается снижению токсичных выбросов, то перед запуском двигателя можно выполнить предварительный прогрев силового агрегата и привести последний в надлежащее состояние. В данном случае, если наружная температура выше температуры силового агрегата, то хладагент может поглощать тепло из окружающей среды и передавать его силовому агрегату. С другой стороны, если предпочтение отдается комфорту водителя, то можно предотвратить образование водяного конденсата и произвести обогрев салона транспортного средства. Кроме того, может быть выбран алгоритм обогрева ветрового стекла, чтобы сократить для водителя время, необходимое для очистки стекла.

За счет передачи тепла окружающей среды для предварительного прогрева силового агрегата можно уменьшить расход энергии на нагрев силового агрегата после запуска двигателя. Благодаря прогреву силового агрегата перед запуском двигателя, может быть снижена вязкость моторного масла, и таким образом уменьшены паразитные потери на трение и износ двигателя. С другой стороны, благодаря передаче тепла от окружающей среды ветровому стеклу и другим стеклам салона, может быть снижен расход энергии на очистку от конденсата и образовавшегося инея после запуска двигателя. В целом, благодаря предварительному прогреву силового агрегата и/или ветрового стекла, можно сочетать преимущества экономии топлива и экономии времени водителя.

В соответствии с одним аспектом, способ для транспортного средства содержит: после выключения транспортного средства - обогрев ветрового стекла при посредстве хладагента, нагретого за счет циркуляции через силовой агрегат, когда температура силового агрегата выше температуры ветрового стекла, и обогрев ветрового стекла при посредстве хладагента, нагретого за счет окружающего воздуха при циркуляции хладагента через радиатор и включении электрического вентилятора радиатора, когда температура силового агрегата ниже температуры ветрового стекла, а наружная температура выше температуры ветрового стекла.

В соответствии с другим аспектом, способ для транспортного средства, находящегося в выключенном состоянии, содержит:

после выключения транспортного средства и перед запуском двигателя - периодический контроль температуры силового агрегата и наружной температуры, и

при первых условиях - циркуляция хладагента через радиатор и силовой агрегат, и

при вторых условиях - блокирование течения хладагента через радиатор и силовой агрегат.

Первые условия - это ситуация, когда наружная температура выше температуры силового агрегата по меньшей мере на пороговую величину. Вторые условия - это ситуация, когда наружная температура равна температуре силового агрегата или ниже температуры силового агрегата.

Следует отметить, что включенные в описание алгоритмы управления и измерения могут быть использованы с различными схемами двигателей и/или систем транспортного средства. Раскрытые способы управления и алгоритмы могут быть сохранены в виде исполняемых инструкций в постоянном запоминающем устройстве. Рассмотренные выше конкретные алгоритмы могут представлять один или более способов обработки, которые инициируются событием, прерыванием, являются многозадачными, многопотоковыми, и т.п. Как таковые, различные действия, операции или функции можно выполнять в той последовательности, какая указана на схеме, но можно выполнять и параллельно или в некоторых случаях опускать. Аналогично, указанный порядок обработки не обязателен для реализации отличительных признаков и преимуществ рассмотренных вариантов осуществления, но приведен в целях упрощения описания. Одно или более из изображенных действий или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять код, записываемый в постоянное запоминающее устройство считываемой среды хранения данных компьютера в системе управления двигателем.

Следует понимать, что рассмотренные в описании конструкции и/или алгоритмы по сути являются примерами, и приведенные конкретные варианты осуществления нельзя рассматривать, как примеры, ограничивающие идею изобретения, ввиду возможности многочисленных модификаций. Например, вышеописанная технология может быть применена в системах ОВКВ различной конфигурации. Предмет настоящего изобретения включает в себя весь объем новых и неочевидных комбинаций и сочетаний различных систем и конструкций, а также другие отличия, функции и/или свойства, раскрытые в настоящем описании.

Пункты нижеприведенной формулы изобретения конкретно указывают на определенные комбинации и подчиненные комбинации отличительных признаков, которые считаются новыми и неочевидными. Эти пункты могут относиться к «одному» элементу или «первому» элементу, или эквивалентному элементу. Следует понимать, что такие пункты содержат включение одного или более указанных элементов, не требуя при этом и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подчиненные комбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть включены в формулу изобретения путем изменения пунктов настоящей формулы или путем представления новых пунктов формулы изобретения в рамках данной или родственной заявки. Такие пункты формулы изобретения также считаются включенными в предмет настоящего изобретения независимо от того, являются они более широкими, более узкими, равными или отличающимися в отношении границ идеи изобретения, установленных исходной формулой изобретения.

Изобретение относится к прогреву силового агрегата транспортного средства. Раскрыты способы и системы прогрева транспортного средства, содержащие перед запуском двигателя и когда температура силового агрегата транспортного средства ниже наружной температуры: нагревание хладагента путем его циркуляции через радиатор, электрический вентилятор которого приведен в действие для втягивания теплого наружного воздуха с целью нагревания указанного хладагента, и пропускание указанного нагретого хладагента через силовой агрегат. Техническим результатом является поддержание температуры силового агрегата близкой к наружной температуре, снижая таким образом энергию, расходуемую для разогрева двигателя при его запуске. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ прогрева транспортного средства, содержащий перед запуском двигателя и когда температура силового агрегата транспортного средства ниже наружной температуры:

нагревание хладагента путем его циркуляции через радиатор, электрический вентилятор которого приведен в действие для втягивания теплого наружного воздуха с целью нагревания указанного хладагента, и

пропускание указанного нагретого хладагента через силовой агрегат.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагревание хладагента осуществляют, когда температура силового агрегата ниже наружной температуры по меньшей мере на пороговую величину.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит блокировку нагревания хладагента и его циркуляции, когда разность между температурой силового агрегата и наружной температурой ниже пороговой величины.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этап нагревания хладагента дополнительно содержит нагревание хладагента в ответ на команду от водителя через удаленное вычислительное устройство.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит осуществление циркуляции хладагента путем включения электрического насоса хладагента и электрического термостата.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит блокировку циркуляции хладагента, когда заряд батареи падает ниже пороговой величины.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед запуском двигателя указанный двигатель транспортного средства пребывает в состоянии покоя, а транспортное средство припарковано.

8. Система прогрева транспортного средства, содержащая:

силовой агрегат, содержащий двигатель и трансмиссию;

систему охлаждения, содержащую хладагент, радиатор, электрический вентилятор радиатора, электрический термостат и электрический насос хладагента;

контроллер, содержащий исполняемые инструкции, хранимые в постоянном запоминающем устройстве для прогрева силового агрегата посредством хладагента, получающего тепло от наружного воздуха, когда транспортное средство выключено, и его двигатель пребывает в состоянии покоя до запуска двигателя, если температура силового агрегата ниже наружной температуры.

9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что контроллер дополнительно выполнен с возможностью автоматического активирования через регулярные интервалы времени, в то время как транспортное средство выключено, с целью измерения температуры силового агрегата и наружной температуры, а также прогрева силового агрегата посредством хладагента, если температура силового агрегата ниже наружной температуры.

10. Система по п. 8, отличающаяся тем, что контроллер содержит дополнительные инструкции для нагревания хладагента путем включения электрического насоса хладагента и электрического термостата, а также для осуществления циркуляции хладагента через радиатор посредством электрического насоса хладагента во время работы электрического вентилятора радиатора.

11. Система по п. 10, отличающаяся тем, что контроллер содержит дополнительные инструкции для включения электрического насоса хладагента и электрического термостата, а также для осуществления циркуляции хладагента, только когда температура силового агрегата ниже наружной температуры по меньшей мере на пороговую величину.

12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что контроллер содержит дополнительные инструкции для прекращения циркуляции хладагента путем выключения электрического вентилятора радиатора, электрического насоса хладагента и электрического термостата, когда разность температуры силового агрегата и наружной температуры меньше указанной пороговой величины.

13. Система по п. 8, отличающаяся тем, что контроллер содержит дополнительные инструкции для приема команды активации от водителя через удаленное вычислительное устройство, причем команда активации выполнена с возможностью активирования контроллера, в то время как транспортное средство выключено, для измерения температуры силового агрегата и наружной температуры и прогрева силового агрегата посредством хладагента, если температура силового агрегата ниже наружной температуры.

14. Способ прогрева транспортного средства, содержащий:

прием от удаленного вычислительного устройства информации о заданном времени, в которое водитель планирует произвести запуск транспортного средства, и

передачу тепла от наружного воздуха выбранному компоненту транспортного средства до наступления заданного времени и пока транспортное средство не приведено в действие.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что выбранный компонент транспортного средства представляет собой один или более из следующих компонентов: силовой агрегат, ветровое стекло и салон транспортного средства.

16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что передачу тепла от наружного воздуха выбранному компоненту транспортного средства выполняют, только если наружная температура выше температуры выбранного компонента транспортного средства более чем на пороговую величину.

17. Способ по п. 14, отличающийся тем, что этап передачи тепла от наружного воздуха выбранному компоненту транспортного средства содержит включение электрического насоса хладагента и электрического вентилятора радиатора, а также открывание электрического термостата в целях переноса тепла от наружного воздуха хладагенту, а также переноса тепла от хладагента выбранному компоненту транспортного средства.

18. Способ по п. 14, отличающийся тем, что дополнительно содержит прекращение передачи тепла от наружного воздуха выбранному компоненту транспортного средства, когда заряд батареи ниже пороговой величины.

19. Способ по п. 14, отличающийся тем, что этап приема информации о заданном времени, в которое водитель планирует произвести запуск транспортного средства, содержит прием графика из множества заданных времен, в которые водитель планирует произвести запуск транспортного средства.