专利名称：汽车用供暖系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车用供暖系统及其控制方法。
背景技术：
传统车用空调系统(尤其是 重型卡车用空调系统)中的暖气装置热量由发动机冷却水提供，在驻车需要采暖时，发动机功耗大、噪音大、经济性及舒适性差。在极端严寒条件下，汽车采用的发动机冷却液温度较低，无法提供暖风系统所需的热量，除霜、采暖效果均不理想。为此，现有技术中出现了辅助供暖装置，参见EP O 331 922 BI和US5，855，319。但是，上述现有技术中的辅助供暖装置独立于车辆的HVAC系统，元件数量多，结构和控制复杂，制造成本高。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种汽车用供暖系统，所述汽车用供暖系统制热能力强、节省油耗、噪音低、结构和控制简单。本发明的另一个目的在于提出一种上述汽车用供暖系统的控制方法。根据本发明第一方面的实施例的汽车用供暖系统包括HVAC总成，所述HVAC总成具有鼓风机和布风器；辅助供暖装置，所述辅助供暖装置与所述布风器相连；控制器，所述控制器包括HVAC控制模块和通过继电器与所述HVAC控制模块连接的辅助供暖装置控制模块，所述HVAC控制模块与所述HVAC总成相连用于控制所述HVAC总成的开启与关闭，所述辅助供暖装置控制模块与所述辅助供暖装置相连用于控制所述辅助供暖装置的开启和关闭，其中所述HVAC控制模块根据汽车钥匙所处的钥匙档位、发动机状态、HVAC总成的鼓风机档位和所述HVAC总成的运行模式通过所述继电器控制所述辅助供暖装置控制模块允许或禁止所述辅助供暖装置开启。根据本发明实施例的汽车用供暖系统，辅助供暖装置与汽车的HVAC总成有机地集成到一起，通过HVAC控制模块可以操作辅助供暖装置，例如根据不同的条件HVAC控制模块可以允许或禁止辅助供暖装置的开启，由此HVAC总成与辅助供暖装置有机地结合在一起，减小了元件数量，结构和控制简单，而且更节能，噪音更低，提高了驾驶舱的舒适性。另外，根据本发明上述实施例的汽车用供暖系统还可以具有如下附加的技术特征根据本发明一个实施例的汽车用供暖系统，所述辅助供暖装置包括辅助燃油加热器，所述辅助燃油加热器具有进风口、出风口、用于向所述辅助燃油加热器提供助燃空气的进气口、排放所述辅助燃油加热器燃烧产生的废气的排烟管、和与汽车油箱相连用于向所述辅助燃油加热器提供燃料的输油管；以及辅助进风风道，所述辅助进风风道与汽车驾驶室和所述进风口相连用于将汽车驾驶室内的空气输送到所述辅助燃油加热器进行加热；和辅助出风风道，所述辅助出风风道与所述出风口和所述布风器相连用于将所述辅助燃油加热器加热后的空气输送到所述布风器。通过所述辅助出风风道与所述HVAC总成的布风器相连，使所述辅助供暖装置通过所述HVAC总成原有的布风器进行布风，无需为辅助供暖装置设置单独的布风器，简化了结构，降低了成本。 在本发明的一个实施例中，所述排烟管的出口远离所述进气口。由此可以防止废气再次进入加热器总成导致助燃空 气质量下降，提高了燃烧的充分性，降低了能耗。在本发明的一个实施例中，所述输油管上设有输油泵且所述辅助燃油加热器的进风口处设有辅助风机。由此，所述输油泵便于将汽车的燃油输送到所述辅助供暖装置作为燃油进行燃烧，通过辅助风机可以将驾驶室内的冷空气抽送到所述辅助供暖装置进行加热升温，并利用所述HVAC总成的布风器将加热后的空气送回驾驶室内。在本发明的一个实施例中，所述辅助燃油加热器具有进风口处设有温度传感器，所述温度传感器与所述辅助供暖装置控制模块连接以便所述辅助供暖装置控制模块根据所述温度传感器检测的温度信号控制所述辅助供暖装置的开启和关闭。这样，所述辅助供暖装置控制模块可以根据所述温度传感器测得的驾驶室内的温度与预定温度比较结果控制所述辅助供暖装置的开启和关闭。在本发明的一个实施例中，所述辅助燃油加热器上设有用于检测所述辅助燃油加热器的加热芯体的温度的过热传感器，所述过热传感器与所述辅助供暖装置控制模块连接以便所述辅助供暖装置控制模块根据所述过热传感器检测的温度信号控制所述辅助供暖装置的开启和关闭。这样，所述辅助供暖装置控制模块可以根据所述过热传感器测得的所述辅助燃油加热器的加热芯体的温度与预定温度比较结果控制所述辅助供暖装置的开启和关闭，以避免所述辅助燃油加热器的加热芯体因过热而损坏。在本发明的一个实施例中，所述辅助燃油加热器上设有用于检测加热器点火状态的点火传感器，所述点火传感器与所述辅助供暖装置控制模块连接以便所述辅助供暖装置控制模块根据所述点火传感器检测的信号控制所述辅助供暖装置的开启和关闭。这样，所述辅助供暖装置控制模块可以根据所述点火传感器测得的所述辅助燃油加热器是否燃烧来控制所述辅助供暖装置的开启和关闭。根据本发明一个实施例的汽车用供暖系统的控制方法，包括如下步骤检测汽车钥匙所处的钥匙档位，如果所述汽车钥匙处于OFF或START档，所述HVAC控制模块通过所述继电器控制所述辅助供暖装置控制模块禁止所述辅助供暖装置开启；如果所述汽车钥匙处于ACC档时，所述HVAC控制模块通过所述继电器控制所述辅助供暖装置控制模块允许所述辅助供暖装置开启；如果所述汽车钥匙处于ON档，则进一步判断所述HVAC总成的运行模式，如果所述HVAC总成处于制冷模式，则所述HVAC控制模块通过所述继电器控制所述辅助供暖装置控制模块禁止所述辅助供暖装置开启；如果所述HVAC总成没有处于制冷模式，则进一步判断所述鼓风机所处的档位，如果所述鼓风机处于OFF档或I档，所述HVAC控制模块通过所述继电器控制所述辅助供暖装置控制模块允许所述辅助供暖装置开启，如果所述鼓风机不处于OFF档和I档，则所述HVAC控制模块通过所述继电器控制所述辅助供暖装置控制模块禁止所述辅助供暖装置开启。
在本发明的一个实施例中，所述控制方法还包括检测所述辅助供暖装置进风口处的温度、所述辅助供暖装置的加热器芯体温度和所述辅助供暖装置的点火状态中的至少一个参数，所述辅助供暖装置控制模块根据所述至少一个参数控制所述辅助供暖装置。由此，更加节省能耗，降低成本。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I是根据本发明一个实施例的汽车用供暖系统的示意图；图2是根据本发明一个实施例的汽车用供暖系统的辅助供暖装置的示意图；图3是根据本发明一个实施例的汽车用供暖系统的风道的示意图；图4是根据本发明一个实施例的汽车用供暖系统的电路的示意图；和图5是根据本发明一个实施例的汽车用供暖系统的控制方法的流程示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。下面将参照附图描述根据本发明实施例的汽车用供暖系统。在此需要说明的是，根据本发明实施例的汽车用供暖系统，可以适用于客车车厢内的取暖，也可以适用于重型卡车驾驶室内的取暖。下面以用于重型卡车为例进行描述。如图1-4所示，根据本发明一个实施例的汽车用供暖系统包括HVAC总成100，HVAC控制模块200，辅助供暖装置300，和辅助供暖装置控制模块400，其中所述控制器由HVAC控制模块200和辅助供暖装置控制模块400构成。HVAC总成具有鼓风机(未不出)和布风器102。所述鼓风机用于将HVAC总成的暖风通过布风器102送到卡车的驾驶室内各个位置，这对于本领域的普通技术人员都是已知的，这里不再详细描述。HVAC控制模块200用于控制HVAC总成100的开启与关闭。辅助供暖装置300与HVAC总成100的布风器102相连。辅助供暖装置控制模块400与辅助供暖装置300相连且通过继电器500与HVAC控制模块200连接。HVAC控制模块200根据汽车钥匙所处的钥匙档位、发动机状态、HVAC总成100的鼓风机档位和HVAC总成100的运行模式通过辅助供暖装置控制模块400和继电器500控制辅助供暖装置300的开启与关闭。根据本发明实施例的汽车用供暖系统，辅助供暖装置300与汽车的HVAC总成100有机地集成到一起，通过HVAC控制模块200可以操作辅助供暖装置300，例如根据不同的条件HVAC控制模，200可以允许或禁止辅助供暖装置300的开启，由此HVAC总成100与辅助供暖装置300有机地结合在一起，减小了元件数量，结构和控制简单，而且更节能，噪音更低，提高了驾驶舱的舒适性。如图2所示，在本发明的一些具体实施例中，辅助供暖装置300包括辅助燃油加热器301，辅助进风风道307，和辅助出风风道308。 辅助燃油加热器301具有进风口 302、出风口 303、用于向辅助燃油加热器301提供助燃空气的进气口 304、排放辅助燃油加热器301燃烧产生的废气的排烟管305、和与汽车油箱相连用于向辅助燃油加热器301提供燃料的输油管306。辅助进风风道307与汽车驾驶室和进风口 302相连用于将汽车驾驶室内的空气输送到辅助燃油加热器301进行加热。辅助出风风道308与出风口 303和布风器102相连用于将辅助燃油加热器301加热后的空气输送到布风器102。这样，通过辅助出风风道308与HVAC总成100的布风器102相连，使辅助供暖装置300通过HVAC总成100原有的布风器102进行布风，无需为辅助供暖装置设置单独的布风器，简化了结构，降低了成本。在本发明的一个具体实施例中，辅助燃油加热器301的排烟管305的出口远离其进气口 304。由此可以防止废气再次进入辅助供暖装置300导致助燃空气质量下降，提高了燃烧的充分性，降低了能耗。有利地，输油管306上设有输油泵3060，用于为辅助燃油加热器301输送燃油提供动力。由此更便于将汽车的燃油输送到辅助燃油加热器301。根据本发明的一些示例，辅助燃油加热器301的进风口 302处设有辅助风机(未示出)，辅助出风风道308的出口与HVAC总成100的布风器102相连，如图2和图3所示。由此，通过辅助风机可以更好地将驾驶室内的冷空气抽送到所述辅助供暖装置300进行加热升温，并利用HVAC总成100的布风器102将加热后的空气送回驾驶室内。在本发明的一些实施例中，辅助燃油加热器301在进风口 302处设有温度传感器401，温度传感器401与辅助供暖装置控制模块400连接以便辅助供暖装置控制模块400根据温度传感器401检测的温度信号控制辅助供暖装置300的开启和关闭。这样，辅助供暖装置控制模块400可以根据温度传感器401测得的驾驶室内的空气温度与预定温度的比较结果控制辅助供暖装置300的开启和关闭，以便提高驾驶室的舒适性，降低能耗。根据本发明的一个示例，辅助燃油加热器301上设有用于检测辅助燃油加热器301的加热芯体的温度的过热传感器402，过热传感器402与辅助供暖装置控制模块400连接以便辅助供暖装置控制模块400根据过热传感器402检测的温度信号控制辅助供暖装置300的开启和关闭。这样，辅助供暖装置控制模块400可以根据过热传感器402测得的辅助燃油加热器301的加热芯体(未示出)的温度与预定温度比较结果控制辅助供暖装置300的开启和关闭，以避免辅助燃油加热器301的加热芯体因过热而损坏。在本发明的一个实施例中，辅助燃油加热器301上设有用于检测加热器点火状态(即加热器是否正在加热)的点火传感器403，点火传感器403与辅助供暖装置控制模块400连接以便辅助供暖装置控制模块400根据点火传感器403检测的信号控制辅助供暖装置300的开启和关闭。这样，辅助供暖装置控制模块400可以根据点火传感器403测得的辅助燃油加热器301是否燃烧的状态来控制辅助供暖装置300的开启和关闭。如图4所示，根据本发明的一个具体示例，所述继电器500为常闭继电器。在一定条件下，HVAC控制模块200控制继电器500断开以禁止辅助供暖装置300开启。可以理解的是，HVAC控制模块200和辅助供暖装置控制模块400可以集成到一个控制器内，可选地，HVAC控制模块200和辅助供暖装置控制模块400可以彼此独立，例如辅助供暖装置控制模块400可以集成到辅助供暖装置300中作为其一部分。
下面描述根据本发明实施例的用于控制如上所述的汽车用供暖系统的控制方法。如图5所示，根据本发明一个实施例的控制该汽车用供暖系统的控制方法。首先，检测汽车钥匙所处的钥匙档位，如果所述汽车钥匙处于OFF或START档，HVAC控制模块200通过继电器500控制辅助供暖装置控制模块400禁止辅助供暖装置300开启。如果所述汽车钥匙处于ACC档时，HVAC控制模块200通过继电器500控制辅助供暖装置控制模块400允许辅助供暖装置300开启。如果所述汽车钥匙处于ON档，则进一步判断HVAC总成100的运行模式，如果HVAC总成100处于制冷模式，则HVAC控制模块200通过继电器500控制辅助供暖装置控制模块
400禁止辅助供暖装置300开启。如果HVAC总成100没有处于制冷模式，则进一步判断所述鼓风机所处的档位，如果所述鼓风机处于OFF档或I档，HVAC控制模块200通过继电器500控制辅助供暖装置控制模块400允许辅助供暖装置300开启。如果所述鼓风机不处于OFF档和I档，则HVAC控制模块200通过继电器500控制辅助供暖装置控制模块400禁止辅助供暖装置300开启。在本发明的一个实施例中，所述控制方法还包括检测辅助供暖装置300进风口302处的温度、辅助供暖装置300的加热器芯体(未示出)温度和辅助供暖装置300的点火状态中的至少一个参数，辅助供暖装置控制模块400根据所述至少一个参数控制辅助供暖装置300。由此，更加节省能耗，提高使用安全性，降低成本。换言之，即使HVAC控制模块200允许辅助供暖装置控制模块400控制辅助供暖装置300开启，辅助供暖装置控制模块400还要根据驾驶员对辅助供暖装置300的操作以及上述至少一个参数决定是否开启辅助供暖装置300。例如，只有驾驶员按动辅助供暖装置300开启的启动按钮，辅助供暖装置300才可能开启，并且驾驶员可以根据需要选择辅助供暖装置300开启的档位。当驾驶室内的空气温度超过预定温度，或者辅助供暖装置300的加热芯体温度高于预设温度，或者辅助供暖装置300没有点火时，辅助供暖装置控制模块400也禁止辅助供暖装置300启动。下面简单描述根据本发明一个实施例的汽车用供暖系统的工作过程
辅助供暖装置300可以单独或者作为HVAC总成100的补充共同向驾驶室内供暖。HVAC控制模块200根据一定的条件判断是否允许辅助供暖装置控制模块400开启辅助供暖装置300。具体地讲，当HVAC控制模块200检测汽车钥匙处于OFF或START档，则HVAC控制模块200控制辅助供暖装置控制模块400禁止辅助供暖装置300开启；当HVAC控制模块200检测汽车钥匙处于ACC档时，则HVAC控制模块200控制辅助供暖装置控制模块400允许辅助供暖装置300开启。当HVAC控制模块200汽车钥匙处于ON档时，则需要进一步检测HVAC总成100是否处于制冷模式；若HVAC总成100处于制冷模式，则HVAC控制模块200控制辅助供暖装置控制模块400禁止辅助供暖装置300开启。若HVAC总成100不处于制冷模式，则需要再进一步检测HVAC总成100的鼓风机所处的档位，当所述鼓风机处于OFF档和I档时，则HVAC控制模块200控制辅助供暖装置控制模块400允许辅助供暖装置300开启；当所述鼓风机 处于2-4任一档时，则HVAC控制模块200控制辅助供暖装置控制模块400禁止辅助供暖装置300开启。在HVAC控制模块200控制辅助供暖装置控制模块400允许辅助供暖装置300开启的情形下，当温度传感器401检测到驾驶室内的温度高于预定值时，则辅助供暖装置控制模块400关闭辅助供暖装置300 ;当过热传感器402检测到燃油加热器301的加热芯体的温度高于预定值时，则辅助供暖装置控制模块400关闭辅助供暖装置300 ;当点火传感器403检测到燃油加热器处于灭火状态时，则辅助供暖装置控制模块400关闭辅助供暖装置300。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种汽车用供暖系统，其特征在于，包括 HVAC总成，所述HVAC总成具有鼓风机和布风器； 辅助供暖装置，所述辅助供暖装置与所述布风器相连； 控制器，所述控制器包括HVAC控制模块和通过继电器与所述HVAC控制模块连接的辅助供暖装置控制模块，所述HVAC控制模块与所述HVAC总成相连用于控制所述HVAC总成的开启与关闭，所述辅助供暖装置控制模块与所述辅助供暖装置相连用于控制所述辅助供暖装置的开启和关闭， 其中所述HVAC控制模块根据汽车钥匙所处的钥匙档位、发动机状态、HVAC总成的鼓风机档位和所述HVAC总成的运行模式通过所述继电器控制所述辅助供暖装置控制模块允许或禁止所述辅助供暖装置开启。
2.如权利要求I所述的汽车用供暖系统，其特征在于，所述辅助供暖装置包括 辅助燃油加热器，所述辅助燃油加热器具有进风口、出风口、用于向所述辅助燃油加热器提供助燃空气的进气口、排放所述辅助燃油加热器燃烧产生的废气的排烟管、和与汽车油箱相连用于向所述辅助燃油加热器提供燃料的输油管；以及 辅助进风风道，所述辅助进风风道与汽车驾驶室和所述进风口相连用于将汽车驾驶室内的空气输送到所述辅助燃油加热器进行加热；和 辅助出风风道，所述辅助出风风道与所述出风口和所述布风器相连用于将所述辅助燃油加热器加热后的空气输送到所述布风器。
3.如权利要求2所述的汽车用供暖系统，其特征在于，所述排烟管的出口远离所述进气口。
4.如权利要求2所述的汽车用供暖系统，其特征在于，所述输油管上设有输油泵且所述辅助燃油加热器的进风口处设有辅助风机。
5.如权利要求2所述的汽车用供暖系统，其特征在于，所述辅助燃油加热器具有进风口处设有温度传感器，所述温度传感器与所述辅助供暖装置控制模块连接以便所述辅助供暖装置控制模块根据所述温度传感器检测的温度信号控制所述辅助供暖装置的开启和关闭。
6.如权利要求2所述的汽车用供暖系统，其特征在于，所述辅助燃油加热器上设有用于检测所述辅助燃油加热器的加热芯体的温度的过热传感器，所述过热传感器与所述辅助供暖装置控制模块连接以便所述辅助供暖装置控制模块根据所述过热传感器检测的温度信号控制所述辅助供暖装置的开启和关闭。
7.如权利要求2所述的汽车用供暖系统，其特征在于，所述辅助燃油加热器上设有用于检测加热器点火状态的点火传感器，所述点火传感器与所述辅助供暖装置控制模块连接以便所述辅助供暖装置控制模块根据所述点火传感器检测的信号控制所述辅助供暖装置的开启和关闭。
8.如权利要求I所述的汽车用供暖系统，其特征在于，所述继电器为常闭继电器。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的汽车用供暖系统的控制方法，其特征在于 检测汽车钥匙所处的钥匙档位，如果所述汽车钥匙处于OFF或START档，所述HVAC控制模块通过所述继电器控制所述辅助供暖装置控制模块禁止所述辅助供暖装置开启； 如果所述汽车钥匙处于ACC档时，所述HVAC控制模块通过所述继电器控制所述辅助供暖装置控制模块允许所述辅助供暖装置开启； 如果所述汽车钥匙处于ON档，则进一步判断所述HVAC总成的运行模式，如果所述HVAC总成处于制冷模式，则所述HVAC控制模块通过所述继电器控制所述辅助供暖装置控制模块禁止所述辅助供暖装置开启； 如果所述HVAC总成没有处于制冷模式，则进一步判断所述鼓风机所处的档位，如果所述鼓风机处于OFF档或I档，所述HVAC控制模块通过所述继电器控制所述辅助供暖装置控制模块允许所述辅助供暖装置开启，如果所述鼓风机不处于OFF档和I档，则所述HVAC控制模块通过所述继电器控制所述辅助供暖装置控制模块禁止所述辅助供暖装置开启。
10.根据权利要求9所述的汽车用供暖系统的控制方法，其特征在于还包括检测所述 辅助供暖装置进风口处的温度、所述辅助供暖装置的加热器芯体温度和所述辅助供暖装置的点火状态中的至少一个参数，所述辅助供暖装置控制模块根据所述至少一个参数控制所述辅助供暖装置。
全文摘要
本发明提供一种汽车用供暖系统，包括HVAC总成，所述HVAC总成具有鼓风机和布风器；辅助供暖装置，所述辅助供暖装置与所述布风器相连；控制器，所述控制器包括HVAC控制模块和通过继电器与所述HVAC控制模块连接的辅助供暖装置控制模块，所述HVAC控制模块与所述HVAC总成相连用于控制所述HVAC总成的开启与关闭，所述辅助供暖装置控制模块与所述辅助供暖装置相连用于控制所述辅助供暖装置的开启和关闭，其中所述HVAC控制模块根据汽车钥匙所处的钥匙档位、发动机状态、HVAC总成的鼓风机档位和所述HVAC总成的运行模式通过所述继电器控制所述辅助供暖装置控制模块允许或禁止所述辅助供暖装置开启。
文档编号B60H1/22GK102729771SQ201110090528
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月12日 优先权日2011年4月12日
发明者叶树珩, 周舟, 李杨, 王锋军 申请人:北汽福田汽车股份有限公司