CN110360033A - 用于车辆上水的收集及使用的方法和*** - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“用于车辆上水的收集及使用的方法和***”。提供了用于优化车辆上水的收集、使用和处理的方法和***。水从车辆的不同位置被收获，包括从发动机操作、表面冷凝以及通过除湿来获得水。根据水源以及预期用途，水的处理方式不同。

Description

用于车辆上水的收集及使用的方法和***
技术领域
本发明总体上涉及用于控制车辆上水的收集、处理和使用的方法和***。
背景技术
水可以在车辆***的多个位置使用(例如，喷射、喷洒等)，以解决各种各样的问题。例如，可以将水喷射到发动机进气歧管以对充气加湿，或者喷射到排气歧管以净化排气。作为另一个示例，水可以直接喷射到燃烧室中用于爆震控制或温度控制。在另外的示例中，水可以喷洒到车辆部件的表面上，用于清洁或冷却该部件(例如挡风玻璃、相机镜头、车身等)，或者去除颗粒物质。此外，水可以经处理(例如过滤或蒸馏)，以提供车辆乘员可以使用的饮用水。
所分配的水可以来自车辆上的集水***。例如，在车辆操作期间，诸如气缸中的燃料燃烧期间、空调***操作期间、由于车辆表面上的冷凝等，作为副产品产生的水可以由集水***收集、处理和存储。Martin等人在US20160083936中展示了车辆上可用的集水***的一个示例。另外或可选地，水生成***可以包括使用电力从环境湿度中获取水的电动水生成器。Engel等人在US20040040322中展示了与车辆联接的水生成***的一个示例。
本文的发明人已经认识到，水的使用的益处可能受到车辆上水的可用性的限制。因此，在车辆操作期间，可能存在额外的机会来收集未被开发利用的水分。考虑到不同的用水位置以及各种用途对水质的宽容性，也可能难以优化用水。例如，品质不好的水可能不适合喷射到气缸，但是可以用于清洁挡风玻璃或喷洒到发热的车辆部件上。如果水因品质不好而被舍弃，就可能没有足够的水来冷却车辆部件。另一方面，如果品质不好的水被保留下来，并用于喷射到气缸中，则燃烧稳定性和性能可能会受到损害。
发明内容
在一个示例中，上述问题可以通过一种用于车辆的方法来解决，该方法包括：在发动机起动期间选择性地操作泵，以将冷凝水从进气歧管吸入所述车辆上的水生成***的储水器中。在所述发动机起动期间从所述进气歧管收集的冷凝水可以与在发动机操作期间从车辆空调(AC)单元收集的冷凝水不同地处理。此外，进气歧管冷凝水可以在与空调冷凝水不同的位置使用。这样，水的收集、处理和使用可以得到优化。
作为一个示例，车辆可以配置有水生成***，用于收获所述车辆上生成的水以及从环境空气中截留的水。所述水生成***可以包括水收集器，该水收集器被配置成在发动机操作期间收集来自空调单元的冷凝水。从所述空调单元的冷凝器收集的空调冷凝水可以存储在第一储水器中。所述水生成***可以包括另一个由泵驱动的收集器，该收集器被配置成在长时间的发动机浸泡(soak)(例如在寒冷环境条件下长于阈值的发动机浸泡)之后，在发动机起动期间从进气歧管(IM)的底部收集冷凝水。IM冷凝水可以存储在第二储水器中。除了将这些冷凝水存储在不同位置之外，这些冷凝水还可以在不同程度上进行处理，并用于所述车辆上的不同用途。例如，IM冷凝水可以被过滤到更高的程度(比空调冷凝水更高)，然后可以在发动机爆震控制期间用于缸内喷射。这是因为IM冷凝水可能由于是从进气歧管收集的而有一些燃料污染。因此，它优先用于污染燃料可以燃烧而不会引起发动机性能问题的位置。增加的过滤水平确保喷射到气缸的水不含会导致燃烧不稳定的颗粒。相比之下，空调冷凝水可以被过滤到较低的程度，并且可以用于喷洒到轮胎和制动片上以抑制颗粒。
这样，水的使用可以更好地与水收集和水处理事件相协调。通过在发动机冷起动期间收集进气歧管中冷凝的水，增加了水收集的机会。在不同的储水器收集不同来源的水，并根据水源和预期用途对其进行不同处理的技术效果是每单位水可以获得更高的车辆(或发动机)效率效益。例如，可以根据每次使用的需要优化与每个水管线相关联的处理部件(例如过滤器)的规格、寿命和清洁要求，而不是要求将所有收集的水被处理到最大净化要求。定制处理还降低了水生成***的功耗，提高了车辆的整体燃油经济性。通过基于当前工况以及储水器中的水位(当前和预测)为水喷射用途分配优先级值，并且通过基于优先级值来喷射水，水使用得到改善。通过基于水收集和使用事件期间水位的变化诊断车辆上可用的水生成***，可以及时识别和解决***泄漏。通过基于环境温度调节水的使用，例如通过在长时间的寒冷条件下清除水生成***的水管线中的水，减少了管线中的水冻结。结果，减少了管线中冷冻水对***造成的损坏。总的来说，车辆上用水的好处可以扩展到更广泛的工况和行驶周期的更大部分。
应当理解，提供以上发明内容部分是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式部分中进一步描述的一系列概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决以上或本公开中任何部分所指出的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1示出了包括车载水生成***的车辆***的示意图。
图2示出了可以包括在图1的车辆***中的车载水生成***的示例性实施例。
图3示出了用于从车辆上的不同水源收集水并基于水的预期用途以不同方式来处理水的高级流程图。
图4示出了车辆上水的收集、处理和使用的预测示例。
具体实施方式
以下描述涉及用于协调车辆(例如图1的车辆***)上水的收集、处理和使用的***和方法。水生成***，例如图2的***，可以被配置成在车辆操作期间，例如在气缸燃烧、空调操作、环境水冷凝等期间，收获和收集车辆上产生的水。此外，水生成***可以被配置成使用电力从周围空气中收获水。控制器可以被配置成执行控制程序，例如图3的示例程序，以协调来自车辆不同位置的水的收集和处理。可以基于感测到的储水器水位变化推断储水器漏水。图4示出了示例性的水处理操作。通过这种方式，可以扩展水的使用对车辆性能的益处。
图1示出了示例性车辆推进***100。车辆推进***100包括马达120和燃烧燃料的发动机110。作为非限制性示例，发动机110是内燃发动机，马达120是电动马达。马达120可配置成利用或消耗与发动机110不同的能量源。例如，发动机110可以消耗液体燃料(例如汽油)来产生发动机输出，而马达120可以消耗电能来产生马达输出。因此，具有推进***100的车辆可称为混合动力电动车辆(HEV)。
根据车辆推进***遇到的工况，车辆推进***100可以利用各种不同的操作模式。这些模式中的一些可以使得发动机110能够维持在关闭状态(例如，设置为停用状态)，其中发动机处的燃料燃烧停止。例如，在选定工况下，当发动机110停用时，马达120可以通过驱动轮130来推进车辆，如箭头122所示(这里也称为纯电动模式)。
在其他工况期间，发动机110可被设置为停用状态(如上所述)，而马达120可以操作以为能量存储装置150充电。例如，马达120可以从驱动轮130接收车轮扭矩，如箭头122所示，并且可以将车辆的动能转换成电能，以存储在能量存储装置150处，如箭头124所示。该操作可称为车辆的再生制动。因此，在一些示例中，马达120可以用作发电机。然而，在其他示例中，发电机125可以替代地从驱动轮130接收车轮扭矩，并且可以将车辆的动能转换成电能以存储在能量存储装置150处，如箭头114所示。作为另一个示例，马达120可以使用存储在能量存储装置150中的能量来转动起动发动机110，如箭头116所示。这里，能量存储装置150是高压存储装置，例如联接到车辆的48V电气架构的***电池。在一个示例中，所述***电池是锂离子电池。
在其他工况下，发动机110可以通过燃烧从燃料***140接收的燃料来操作，如箭头142所示。例如，可以操作发动机110以通过驱动轮130来推进车辆，如箭头112所示，同时马达120被停用。在其他工况下，发动机110和马达120两者可以各自操作，以通过驱动轮130推进车辆，分别如箭头112和122所示。发动机和马达都可以选择性地推进车辆的配置可以被称为并联式车辆推进***。注意，在一些示例中，马达120可通过第一组驱动轮推进车辆，发动机110可经由第二组驱动轮推进车辆。
在其他示例中，车辆***100可以被配置为串联式车辆推进***，由此发动机不直接推进驱动轮。相反，可以操作发动机110以向马达120提供动力，所述马达进而可通过驱动轮130来推进车辆，如箭头122所示。例如，在选定工况期间，发动机110可以驱动发电机125，如箭头117所示，所述发电机进而可以向马达120(如箭头114所示)或能量存储装置150(如箭头162所示)中的一者或多者提供电能。作为另一示例，发动机110可***作以驱动马达120，马达120又可用作发电机，将发动机输出转换成电能。电能可以存储在能量存储装置150中，以供例如马达稍后使用。
燃料***140可以包括一个或多个燃料箱，用于将燃料存储在车上。例如，燃料箱可存储一种或多种液体燃料，包括但不限于：汽油、柴油和醇类燃料。在一些示例中，燃料可以作为两种或多种不同燃料的混合物存储在车辆上。例如，燃料箱可配置成存储汽油和乙醇的混合物(例如E10、E85等)或汽油和甲醇的混合物(例如M10、M85等)，由此这些燃料或燃料混合物可以如箭头142所示输送到发动机110。还可以向发动机110供应其他合适的燃料或燃料混合物，在所述发动机处它们可以燃烧以产生发动机输出。通过操作交流发电机126，发动机输出可用于发电，所述电力用于直接给马达120供电，或者用于给能量存储装置150充电。
在一个示例中，交流发电机126是智能交流发电机。如参考图3至图4所阐述的，智能交流发电机可以被配置成在发动机制动期间，例如在减速事件期间，产生大量功率。该功率可用于操作水生成***160，然后该功率以收获的水的形式存储在车辆上的储水器168中。
在一些实施例中，能量存储装置150可以被配置为存储电能，该电能可以被供应给车辆上的其他电负载(除了马达)，包括客舱供暖和空调***、发动机起动***、前灯、客舱音频和视频***等。作为非限制性示例，能量存储装置150可以包括一个或多个电池和/或电容器。
推进***100还包括水生成***160，该水生成***160被配置为在车辆上生成和存储水。水生成***160可以包括用于从环境空气中的湿度中收获水的电动马达。此外，水生成***可以捕获车辆***上发生的水蒸气和冷凝。捕获的冷凝水可以作为各种车辆操作的副产品产生(或排放)，例如在车辆***的一个或多个热交换器处截留的冷凝水。作为示例，在发动机110是包括进气压缩机的增压发动机的情况下，在增压发动机操作期间，冷凝水可在压缩机下游联接到发动机进气口的增压空气冷却器处产生。作为另一示例，在车辆包括空调***的情况下，冷凝水可以在车厢冷却操作期间在空调***的冷凝器处产生。作为又一示例，水可由联接到燃料***140的燃料分离器产生。其操作可产生冷凝水的其他车辆部件包括马达120、燃料电池、电动马达冷却***等。
如参考图2所阐述的，水可以被产生并被输送到储水器，在该储水器处，水在用于车辆***上的各种应用之前被处理。因此，水生成***可以包括各种部件，例如一个或多个泵163、一个或多个阀164(例如流量控制阀、止回阀、分配阀等)、一个或多个水处理装置(例如过滤器、蒸馏器、离子交换器等)166以及一个或多个储水器168。在不脱离本发明范围的情况下，还可以在水生成***160中包括其他部件。
基于工况，收获的水可用于喷洒到各种车辆部件上或喷射到各种车辆部件中。作为一个示例，水可以经由喷水器32喷射到发动机气缸30中。喷水器32可以例如响应于发动机爆震的指示将水直接喷射到发动机气缸30中。附加地或可选地，喷水器32可以将水喷射到发动机110的进气歧管中。例如，响应于发动机稀释的需求，例如当燃烧稳定性受到限制时，可以将水喷射到进气歧管。
作为另一示例，水可以通过气缸盖喷嘴34喷洒到发动机上，例如喷洒到气缸盖上。水可以喷洒到气缸盖上，用于发动机温度控制。例如，当发动机冷却***出现故障时，在循环燃料喷射器切断能够限制发动机温度升高之前，气缸盖温度可能会超过发动机停机温度。响应于气缸盖温度上升(例如，高于阈值温度或高于阈值温度上升速度)，水生成***160的泵可***作以经由气缸盖喷嘴34将水喷洒到气缸盖上。喷嘴的操作可能会产生雾气，限制或减缓气缸盖温度的快速上升。分配的水量可以根据温度上升而变化。
作为另一个示例，从水生成***160泵出的水可以被供应到能够清洁车辆挡风玻璃68的挡风玻璃刮水器***。挡风玻璃68可以是车辆的前挡风玻璃或后挡风玻璃。挡风玻璃刮水器***包括至少一个由刮水器马达(未示出)操作的挡风玻璃刮水器70。响应于操作者的要求，并基于来自控制器190的输入，刮水器马达可被通电，使得刮水器70进行多个清扫循环，称为擦拭或清扫挡风玻璃68。擦拭或清扫使得刮水片71能够从挡风玻璃68的表面去除水气、碎屑和异物颗粒。当刮水片71正在清扫时，基于来自车辆操作者的请求，控制器190可以通过刮水器喷射器74间歇地将刮水器流体(这里也称为洗涤液)喷射或溅射到挡风玻璃上。在一个示例中，刮水器流体包括来自水生成***160的储水器的水源。可选地，洗涤液可以存储在刮水器储液器中，洗涤液被从该刮水器储液器中输送到挡风玻璃，并且水可以从水生成***160被提供到刮水器储液器中，用于补充洗涤液。存储在储液器中的清洗液可以包括水和醇(例如甲醇或异丙醇)的组合。
作为另一示例，水可以通过气缸盖喷嘴34喷洒到发动机上，例如喷洒到气缸盖上。水可以喷洒到气缸盖上，用于发动机温度控制。例如，当发动机冷却***出现故障时，在循环燃料喷射器切断能够限制发动机温度升高之前，气缸盖温度可能会超过发动机停机温度。响应于气缸盖温度上升(例如，高于阈值温度或高于阈值温度上升速度)，水生成***160的泵可***作以经由气缸盖喷嘴34将水喷洒到气缸盖上。喷嘴的操作可能会产生雾气，限制或减缓气缸盖温度的快速上升。分配的水量可以根据温度上升而变化。喷嘴可以被优化以将喷洒散布在气缸盖的最大面积上，或者被优化以将喷洒集中到气缸盖上的局部热区域，如冷却***降级期间气缸盖中产生的热模式所指示的。个别喷射模式可以通过喷嘴的设计来选择，该喷嘴适用于喷射模式已知的燃料喷射器。对于通过含有颗粒的水的喷嘴，可以使用一个较大的喷嘴孔来通过污物，并防止喷嘴污染或堵塞。
同样，水可以经由制动器喷嘴38喷洒到连接到驱动轮130的制动片44上。制动器喷嘴38也可以在驱动轮130上方的位置处并邻近轮胎喷嘴36联接到底架174。水可以由制动器喷嘴38喷洒到制动片44上或朝向制动片44喷洒，以实现颗粒抑制。具体来说，当空气中的细小颗粒离开制动片时，喷洒的水会凝结这些细小颗粒。例如，当车速高于阈值，例如高于3mph时，可以操作轮胎喷嘴38。此外，轮胎喷嘴38的操作可以根据轮胎温度或地面温度来确定。随着地面温度升高，因此轮胎温度升高，轮胎喷水量可能会增加。可选地，水可以由制动器喷嘴38在制动器颗粒离开制动片和相关联的制动盘的位置喷洒到空气中，例如在轮胎的后下部后面，在那里，水在旋转过程中离开地面。由于制动事件期间制动器颗粒的产生增加，所以制动器喷嘴38可以在车辆的制动操作期间选择性地操作。例如，当车速低于上阈值但高于下阈值时，例如在3mph至55mph之间，制动器喷嘴38可以***作。这允许从制动片44释放到空气中的颗粒在喷雾中凝结，并落到地面上，而不是残留在空气中。
此外，如参考图2所阐述的，由水生成***160收获的水可以被处理，以使得车辆上的饮用水(和冰)对于车辆操作者是可用的。
车辆***100还可以包括一个或多个太阳能电池单元108，用于将入射的太阳辐射转换成电能。太阳能电池单元108可以经由充电控制器42电联接到太阳能电池40。太阳能电池单元108和充电控制器42可操作以提供用于对太阳能电池40充电的电流。在该示例中，太阳能电池40容纳在能量存储装置150内并电联接到能量存储装置150，但是在其他配置中，太阳能电池40可以电联接到能量存储装置150，同时分开容纳。太阳能电池40因此可被配置成根据发动机工况、充电状态和电池需求提供或接收来自能量存储装置150的电量。在其他配置中，太阳能电池40可以与能量存储装置150物理隔离和电隔离。在一些示例中，太阳能电池40可以被配置成独立地直接向车辆致动器和装置提供电量。在又一示例中，充电控制器42可用于直接向车辆致动器和装置供电，而不需要首先将电量存储在太阳能电池40中。
太阳能电池单元108可以安装在车辆的任何方便的外表面上，例如车顶、发动机罩、行李箱等。然而，太阳能电池单元108可以附加地或替代地安装在车辆内部，例如安装在仪表板或靠近窗户或内部灯泡的其他客舱表面上。通常，太阳能电池单元可操作以将入射到其上的太阳辐射转换成电能。在一些实施例中，太阳能电池单元108可以包括由非晶半导体材料(如硅)形成的一系列光伏电池单元。另外，各个光伏电池单元可以互连，以便向公共输出电缆188提供恒定的电能流，所述公共输出电缆188将太阳能电池单元108电联接到充电控制器42和太阳能电池40。以这种方式，太阳能电池单元108可以产生电能，用于推进车辆或为一个或多个另外的车辆致动器和装置提供动力，包括水生成***160的部件(例如，电动马达和/或泵)。
控制***190可以与发动机110、马达120、燃料***140、能量存储装置150和交流发电机125中的一个或多个通信。控制***190可以从发动机110、马达120、燃料***140、能量存储装置150和交流发电机125中的一个或多个接收感测反馈信息。此外，控制***190可以响应于该感测反馈向发动机110、马达120、燃料***140、能量存储装置150和交流发电机125中的一个或多个发送控制信号。控制***190可以从车辆操作者102接收操作者请求的车辆推进***输出的指示。例如，控制***190可以从与踏板192通信的踏板位置(PP)传感器194接收感测反馈。踏板192可以示意性地指制动踏板和/或加速踏板。
能量存储装置150可以周期性地从车辆外部(例如，不是车辆的一部分)的电源180接收电能，如箭头184所示。作为非限制性示例，车辆推进***100可被配置为插电式混合电动车辆，由此电能可经由电能传输电缆182从电源180供应到能量存储装置150。在能量存储装置150从电源180充电操作期间，输电电缆182可以使能量存储装置150与电源180电联接。当运行车辆推进***来推进车辆时，输电电缆182可以断开与电源180和能量存储装置150的连接。控制***190可以识别和/或控制存储在能量存储装置中的电能的量，其可以被称为荷电状态(SOC)。
在其他实施例中，可以省略输电电缆182，其中电能可以在能量存储装置150处从电源180无线接收。例如，能量存储装置150可以通过电磁感应、无线电波和电磁共振中的一种或多种方式从电源180接收电能。因此，应当理解，可以使用任何合适的方法从不构成车辆的一部分的电源对能量存储装置150充电。这样，马达120可以通过利用与发动机110所使用的燃料不同的能量源来推进车辆。
燃料***140可以周期性地从车辆外部的燃料源接收燃料。作为非限制性示例，车辆推进***100可以通过经由燃料分配装置170接收燃料来补充燃料，如箭头172所示。在一些实施例中，燃料***140可配置成存储从燃料分配装置170接收的燃料，直到其供应给发动机110用于燃烧。在一些实施例中，控制***190可以经由燃料液位传感器接收存储在燃料***的燃料箱中的燃料液位的指示。存储在燃料***140处的燃料的液位(例如，由燃料液位传感器识别的)可以例如经由车辆仪表板196中的燃料表或指示传达给车辆操作者。车辆仪表板196可以包括一个或多个指示灯和/或基于文本的显示器，在其中向操作者显示消息。车辆仪表板196还可以包括用于接收操作者输入的各种输入部分，诸如按钮、触摸屏、语音输入/识别等。例如，车辆仪表板196可包括燃料补充按钮197，其可由车辆操作者手动致动或按压以发起燃料补充。例如，响应于车辆操作者致动燃料补充按钮197，车辆中的燃料箱可以被减压，从而可以进行燃料补充。作为另一示例，水生成***160的储水器168中的水位可经由仪表板196显示给车辆操作者。如参考图2所阐述的，燃料***可以进一步包括燃料分离器，该燃料分离器使得水能够从燃料箱中的燃料中被提取，或者在去往燃料箱的途中从燃料中被提取。在一个示例中，水可以从乙醇基燃料(例如乙醇-汽油混合燃料)中提取。
车辆***100还可以包括一个或多个传感器，例如环境温度或湿度传感器198、发动机温度传感器185和车速传感器199。在一个示例中，发动机温度传感器185是发动机冷却剂温度(ECT)传感器，其中发动机温度从发动机冷却剂温度来推断。在另一示例中，发动机温度传感器185是气缸盖温度(CHT)传感器，其中发动机温度从气缸盖温度来推断。还有其他传感器可以联接到车辆***，例如水位传感器，如图2所讨论的。
控制***190(这里也称为控制器190)可以使用各种适当的通信技术通信地联接到其他车辆或基础设施。例如，控制***190可以通过无线网络135联接到其他车辆或基础设施，无线网络可以包括Wi-Fi、蓝牙、一种类型的蜂窝服务、无线数据传输协议等。通过车辆对车辆(V2V)、车辆对基础设施对车辆(V2I2V)和/或车辆对基础设施(V2I或V2X)技术，控制***190可以广播(和接收)关于车辆数据、车辆诊断、交通状况、车辆位置信息、车辆操作程序等的信息。车辆之间交换的信息可以在车辆之间直接传递，也可以是多跳的。在一些示例中，可以使用更长距离的通信(例如WiMax)来代替V2V或V2I2V，或者与V2V或V2I2V一起使用，以将覆盖区域扩展几英里。在其他示例中，车辆控制***190可以经由无线网络135和互联网(例如云)通信地联接到其他车辆或基础设施。
车辆***100还可以包括车载导航***132，例如全球定位***(GPS)，车辆的操作者可以与之交互。导航***132可以包括一个或多个位置传感器，用于帮助估计车速、车辆海拔、车辆位置/定位等。该信息还可用于推断发动机操作参数，例如局部大气压力。此外，该信息可用于旅行路线规划，包括天气、道路和沿着计划的旅行路线的交通状况。如上所述，控制***190可以进一步被配置为经由互联网或其他通信网络接收信息。从GPS接收的信息可以与可通过互联网获得的信息交叉引用，以确定当地天气状况、当地车辆法规等。这样，控制***190被配置成从导航***132接收导航输入。
控制器190从图1的各种传感器接收信号，并基于接收到的信号和存储在控制器的存储器中的指令，利用图1的各种致动器来调节发动机操作。例如，基于从燃料***的水位传感器接收的信号，控制器可以发送信号来操作水生成***以生成水。作为另一示例，基于从发动机的爆震传感器接收的信号，控制器可以发送信号来操作喷射器以将水输送到爆震的发动机气缸中。
现在转向图2，示出了联接在车辆201中的水生成***202的详细实施例200，该车辆被配置用于道路推进。该实施例能够从车辆的一个或多个部件以及环境湿度中收集水。先前在图1中介绍的部件编号相同，并且为了简洁起见不再介绍。在一个示例中，水生成***202包括图1的水生成***160，并且车辆201包括图1的车辆***100。
水生成***202联接到车辆201的各种部件。例如，水生成***202联接到暖通空调(HVAC)***208。HVAC***208被配置成基于来自车辆乘员的输入来调节车厢204的温度。HVAC***208包括冷凝器210、蒸发器212和压缩机214。冷凝器210实质上是设置在车辆客舱外部的热交换器，而蒸发器实质上是设置在车辆客舱内部的热交换器。压缩机214可以由发动机110驱动，例如通过使用曲轴上的辅助传动带(未示出)，或者电机上的辅助传动带(例如图1的混合动力传动系的电动马达120)，或者通过具有单独的压缩机马达(未示出)。压缩机马达可以由车载能量存储装置提供能量，车载能量存储装置可以是高压牵引电池或12伏电池(未示出)。
HVAC***208中可包括但未示出的其他部件包括压力调节器、膨胀阀、蓄能器、接收器、干燥剂过滤器等。一系列管道可以将调节后的空气从蒸发器212送入车厢204。可选地，可以在冷凝器210附近使用风扇(未示出)来帮助改善穿过热交换器的气流，和/或可以在所述一系列管道内设置风扇来帮助改善穿过热交换器的气流。
当HVAC***208操作时，水可以在冷凝器210和蒸发器212上冷凝。冷凝通常被认为是当与任何表面接触时，水蒸气变成液态水的状态变化。通常，当HVAC***208用于冷却车厢204时，冷凝可至少发生在位于车厢204外部并与周围环境有流体接触的冷凝器210上。冷凝在冷凝器210上的水来自之前保持在冷凝器周围空气中的水蒸气。
水生成***202可包括HVAC水收集器220，其位于冷凝器210附近，并被配置为收集来自冷凝器208的冷凝水。收集器可以位于冷凝器208的下方(或靠近冷凝器208底面的位置)，使得水可以利用重力从冷凝器210转移到HVAC水收集器220。HVAC收集器220可以流体连接到包括HVAC水收集阀的一个或多个HVAC水处理部件222。联接到HVAC水管线224的其他水处理部件222可包括收集泵、收集过滤器等。
例如，收集阀可以是三通阀，或者是一系列可以电致动的T形阀。通过调节收集阀的操作，水可以从HVAC水收集器220转移到公共储水器268。在一些实施例中，从HVAC***收集的水可以最初存储在多个储水器168中的一个中，例如专用于从HVAC***收集水的储水器。水可以在被转移到公共储水器268之前在专用储水器中被局部处理和加工，在所述公共储水器268中，从HVAC***收集的水与从其他来源收集的水合并。
作为另一个示例，HVAC水管线224可以包括具有筛网的过滤器，该筛网用于通过***介质来从收集的流体中分离固体(例如小颗粒)，流体可以通过筛网，但是大于筛网规格的固体不能通过筛网。过滤器也可以是化学或紫外线过滤装置，其可以用于过滤掉不希望的细菌、有机碳等。过滤器可以包括在收集阀之后或之前的HVAC水管线224中。类似地，HVAC水管线224可以包括位于过滤器之前或之后的泵。该***也可以在没有过滤器或泵的情况下操作，或者沿着HVAC水管线224操作多个过滤器和泵，以提供期望程度的过滤、使水移动、或者在期望的地方提供压力。
如将在本文中详述的，不同的水管线中的每一个可以包括不同的水处理组件组，用于基于水源以及水的预期用途来不同地处理水。例如，如果从HVAC***208收集的水主要用于喷射到气缸盖上(例如经由图1的气缸盖喷嘴34)、轮胎上(例如经由轮胎喷嘴36)和/或制动片上(例如经由图1的制动器喷嘴38)，则可能需要较低程度的水处理。作为示例，HVAC水管线224中可以包括具有较大网孔尺寸的过滤器，或者不包括过滤器。相比之下，如果从HVAC***208收集的水主要用于喷射到气缸中(例如通过图1的喷水器32)，则可能需要更高程度的水处理。作为示例，HVAC水管线224中可以包括具有较小网孔尺寸的过滤器。
在一些示例中，即使当车辆100处于关闭状态时，车辆控制器也可以主动操作HVAC***208以产生冷凝水。HVAC***208可以基于来自水生成***202的输入(例如基于储水器268中的水位)来操作，以生成冷凝水。在一个示例中，当车辆100被***外部电源以给***能量存储装置充电时，通过操作HVAC***来产生水。在另一个示例中，当车辆操作时，通过操作HVAC***产生水，例如通过增加冷凝器210上的负载。
水生成***202还可以收集在发动机110处冷凝的水。特别地，发动机水收集器230可以在发动机气缸30(由于气缸燃烧)、增压空气冷却器216(由于增压发动机操作)和EGR冷却器(联接到EGR***215)产生的水可以被收集的位置联接到发动机缸体。收集器230可以位于CAC 216的下方(或者位于CAC 216底面附近的位置)，使得水可以利用重力从CAC 216和任何其他发动机热交换器转移到发动机水收集器230。
水也可以从发动机进气歧管282收集。特别地，在浸泡之后，水可能在进气歧管282中冷凝。随着发动机停机持续时间的增加，以及如果停机期间的环境温度较冷(例如，低于阈值温度)，收集的冷凝水的量可能会更多。进气歧管冷凝水主要在发动机起动时积聚，冷凝水聚集在进气歧管底部。如图3所示，在发动机起动时，在转动起动期间或就在气缸燃烧恢复之前(例如当发动机转速等于或低于50RPM时)，进气歧管冷凝物可以通过水生成***泵的操作被泵出。冷凝水可以通过通向储水器的管子泵出。该储水器可以是公共的储水器。或者，水可以被引导至专用于喷射到发动机中的储水器。因为燃料可能存在于歧管中，所以一小部分水可能混合了燃料。因此，在一个示例中，作为进气歧管冷凝收集的水仅用于(或主要用于)喷射到发动机中。
水也可以经由燃料分离器从燃料***140收集。燃料分离器可以是例如膜或质量离心分离器的形式。当燃料存储在燃料箱中时，或者当燃料在燃料箱燃料补充事件期间分配到燃料箱中时，水可以从燃料中分离出来，例如从汽油-乙醇燃料混合物中分离出来。在汽油-乙醇燃料混合物的情况下，可提取的水量随着燃料混合物中乙醇含量的增加而增加。如同从进气歧管冷凝收集的水一样，从燃料***收集的水可以包含少量(例如，残余量)燃料。因此，水可以被收集并处理到专用于向发动机喷射水的特殊储水器中，例如由抗燃料降解的材料制成的储水器，而不是为饮用水制造的储水器。
发动机收集器230可以流体连接到一个或多个发动机水处理部件232，包括发动机水收集阀、收集泵、收集过滤器等。这些部件可以类似于前面参考HVAC***208描述的那些部件。然后，收集的水沿着发动机水管线234输送到公共储水器268。例如，从发动机110收集的水可以最初存储在多个储水器168之一中，例如专用于从发动机***收集水的储水器。水可以在被转移到公共储水器268之前在专用储水器中被局部处理和加工，在所述公共储水器中，从发动机***收集的水与从其他来源收集的水合并。
水生成***202还可以收集在车辆表面206上冷凝的水以及在车厢202中冷凝的任何水。例如，表面水收集器250可以联接到捕集槽道，这些捕集槽道结合到挡风玻璃侧面、挡风玻璃立柱、与挡风玻璃相接的橡胶密封件、侧门的外边缘、侧门和挡风玻璃立柱之间的空间中的一个或多个中。这些捕集槽道中的至少一些可以包括从车辆的外表面向外突出的前缘，以增强水的捕集。捕集槽道防止水进入车厢内。通过这些槽道，凝结在车辆表面上的水、来自降水(例如雨水)的水、或者由车辆行驶产生的风力吹过车辆表面的其他水可以在表面水收集器250处收集。
类似地，车厢水收集器240可以联接到结合在车厢内的捕集槽道，例如沿着侧门的内边缘。通过这些槽道，冷凝在车辆内表面上的水，例如由于环境湿度和来自客舱乘员的水，可以在车厢水收集器240处被收获。
像HVAC水收集器220和发动机水收集器230一样，表面水收集器250和车厢水收集器240可以分别流体连接到一个或多个水处理部件252和242，包括相应的水收集阀、收集泵、收集过滤器等。这些部件可以类似于前面参考HVAC***208和发动机***110描述的那些部件。然后，收集的水分别沿着表面水管线254和车厢水管线244被输送到公共储水器268。例如，从车辆表面206和车厢204中的每一个收集的水最初可以存储在多个储水器168中的不同的储水器中。在所描绘的示例中，水管线244、254合并到储水器上游的公共水管线246中，尽管在其他示例中，水管线可以不合并。水可以在被转移到公共储水器268之前在专用储水器中被局部处理和加工，在所述公共储水器中，从发动机***收集的水与从其他来源收集的水合并。
除了上述被动收集水的收集器之外，还可以通过能够从环境空气中提取水的提取器290的操作来主动产生水。特别地，提取器290可以被配置成通过过滤器260吸入环境空气(例如从车辆外部或从车厢内部)，并且使用电力引导清洁空气通过蒸发器217和冷凝器218。在一个示例中，冷凝器和蒸发器可以盘绕并嵌套在一起，从而允许蒸发器和冷凝器的表面积更大，并提高提取器290的效率。特别地，盘绕构造可以允许更多空气移动通过提取器290，从而增加冷凝的输出。提取器290可以使用来自电机219的能量来操作，所述电机可以是电动马达。在储水器268中的水位较低并且在行驶周期期间需要或预期增加用水量的情况下，可以通过从车辆高压电池(例如，48V电池)汲取电能来操作水提取器290以产生水。可选地，提取器290可以从车辆上的另一个能量源汲取能量，例如电池、交流发电机或太阳能电池单元(例如图1的电池150、交流发电机126或太阳能电池单元108)。在蒸发器217处收集的冷凝水被引导至一个或多个水处理部件262，包括集水阀、集水泵、集水过滤器等。这些部件可以类似于前面参考HVAC***208和发动机***110描述的那些部件。然后，收集的水沿着提取水管线264被输送到公共储水器268。例如，由提取器220收集的水最初可以存储在多个储水器168之一中。水可以在被转移到公共储水器268之前在专用储水器中被局部处理和加工，在所述公共储水器中，从发动机***收集的水与从其他来源收集的水合并。
基于水源以及预期用途，联接到每个水管线224、234、244、254、264的一个或多个发动机水处理部件可以是不同的。例如，由于预计水中会有更多的灰尘颗粒，额外的过滤器可以包括在表面水管线中。作为另一个示例，预期提取水处于较低的温度，在提取水管线中可以存在额外的水加热元件。作为又一个示例，预计从发动机中收集的水处于较高的温度，在发动机水管线中可以存在额外的水冷却元件。例如，当需要水来抑制爆震时(基于映射数据或爆震检测)，收集的水可以通过过滤器泵送到发动机。或者，只有来自可能存在与水混合的残留燃料的位置的水(例如从进气歧管或燃料***收集的水)可以用于缸内喷射以减轻爆震。作为另一个示例，用于人类消耗的水可以从专用冷凝器中取出，并通过过滤器、离子交换器和/或蒸馏器进行处理。用于发动机冷却的水可以仅通过筛网过滤来处理。用于清洁车辆摄像头的水可能来自HVAC***，并且可以用筛网过滤器处理，以避免条纹或灰尘斑点。
公共储水器268流体连接到各种水管线(即水管线224、234、244、246和254)，以便从相应的热交换器和水源收集水。公共储水器268可以位于车厢204的内部或外部，并且可以包括水位传感器266。在一个示例中，公共储水器268位于车辆的高点(其中它位于相对于水生成***的其他部件而言更高的高度)，以允许通过重力供给到使用点。这减少了将水从储水器输送到各种喷射器和喷嘴所需的泵输出。水位传感器266可以是设置在储水器内的浮子，其漂浮在积聚的水中，或者是任何其他已知的传感器。在一些实施例中，公共储水器268还可以具有加热元件，该加热元件被配置为加热积聚的水。当包括加热元件时，加热元件可以设置在水中，或者可以设置在储水器的壁中。水也可以由包括在水管线中的一个或多个水处理部件预热，例如通过联接到水管线的热水器或热交换器。例如，发动机管线234中的水可以在通过或靠近发动机110时被预热。同样，当水生成***包括多个储水器时，每个储水器可以具有专用水位传感器。
可选地，公共储水器可以包括温度传感器267，该温度传感器被配置为提供积聚水的温度。当包括时，温度传感器267可以浸没在水中，可以在储水器的壁中，或者可以是加热元件的一部分。水位传感器266和水温传感器267可以一起将关于水状况的信息中继到控制器190。例如，在结冰条件下，水温传感器267检测储水器268中的水是否结冰或可用于分配。在一些实施例中，发动机冷却剂通道(未示出)可与共用储水器268热联接以解冻冷冻水。由水位传感器266识别的存储在储水器268中的水位可以被传送给车辆操作者和/或用于调节车辆操作。例如，车辆仪表板(未示出)上的水位计或指示可用于传达水位信息。如果水位高于阈值水平，则可以推断有足够的水可用于喷射和喷洒，因此控制器可以启动水喷射，同时选择性地将水提取器的操作限制在有多余电能可用的条件下。否则，如果储水器268中的水位低于阈值水平，则可以推断没有足够的水可用于喷射，因此可以使用来自车辆电池***的电力主动地启动水生成。如图3所示，给定储水器中的水位可以在每次水生成事件(其中水被生成并存储在给定储水器中)之前和之后进行估计。此外，在每次用水事件(从给定储水器取水使用)之前和之后，可以估计给定储水器中的水位。基于生成或使用事件前后的水位比较，可以诊断水生成***。例如，如果估计水位变化超过阈值量，则可以指示水生成***泄漏。
此外，基于水温，可以预期结冰，并且可以清除水。例如，响应于给定储水器中的水温下降到低于第一阈值，储水器加热器(例如，线圈、PTC加热器或Miralon加热器)可***作以升高水温。在一个示例中，当车辆是PHEV时，当车辆被***墙壁插座或感应充电时，储水器可被加热以将水温保持在第一阈值或高于第一阈值(例如，40℉或高于40℉)。响应于给定储水器中的水温下降到低于比第一阈值更低的第二阈值，水可以通过排水管被清除或丢弃。对于将水留在硬化容器和管线中的设计，控制器还可以确保水位保持在足够低的最大水位以下，以允许储水器和流动管线中的冰膨胀。
在一些示例中，一个或多个储水器230可以进一步被配置为在高于冰点的温度下长时间保持水，而与环境温度无关。例如，公共储水器268可以被配置为真空绝热水箱。此外，所述水箱可以包裹在发动机冷却剂或相变材料(PCM)中。其中，可以提供通道，该通道使冷却剂或相变材料围绕储水器的外表面循环，以引起材料的相变，从而存储潜热以备后用。储水器与外部环境的物理隔离大大减少了低温通过真空壁传递到储水器。此外，水箱被长时间保温，直到从材料中回收所有的潜在能量，然后材料返回其原始相态。
还有其他传感器可以联接到储水器268。例如，可以基于联接到储水器的电导率传感器的输出来评估储水器268中收集的水的质量。在其他示例中，水质可由电容传感器、光学传感器、浊度传感器、密度传感器或一些其他类型的水质传感器来感测。储水器268还可以包括排水管270，该排水管270包括排水阀，以将水从储水器排放到车辆外部的位置(例如，排放到道路上)，例如当水的质量被认为低于阈值并且不适合喷射到发动机中时(例如，由于高电导率或高颗粒物质含量)。
基于预期用途，一个或多个处理元件也可以联接到公共储水器268。例如，可以包括加热元件来加热或煮沸积聚的水。水的沸腾可以用来除去额外的杂质。还可以包括冷却元件以在水煮沸后冷却水。另外，加热和冷却元件可用于将积聚的水保持在给定温度或限定的温度范围内。
公共储水器268可以联接到出口阀272。出口阀272可以是三通阀、比例阀或其他阀构造。出口阀272可被致动以允许水基于预期用途和水需求的优先级流出储水器268到不同的位置。例如，水可以沿着第一分配管线276分配，该第一分配管线276从出口阀272延伸到第一组喷射器、喷洒器和喷嘴，例如发动机喷水器、轮胎喷嘴、制动器喷嘴等。在另外的示例中，不同的分配管线可以联接到不同的喷射器和喷嘴。第二分配管线274可以从出口阀272延伸到联接在车辆内部的饮用水储水器，例如在车厢的客舱内部。
在替代示例中，单个泵可以将水从储水器加压到水歧管，水歧管将水输送到使用点。使用单个泵可能是经济的。位于泵和储水器之间的止回阀可以防止储水器加压。也可以使用水歧管入口处的单个过滤器。歧管上的每个龙头可以具有电磁阀，以允许水流向每个使用点。在进一步的示例中，单独的较小过滤器可以通过每个使用点联接成线。当每个使用点需要水时，电磁阀可以根据水歧管中的压力被命令打开所需的时间。
水生成***202还可以包括显示器280，用于向车辆操作者显示关于水生成***202的信息。这些信息可以包括数据，例如储水器中的水位、水温、积聚水是否已被净化、自积聚水已被净化起经过的时间、水质等。显示器280可以位于车厢204中用户可见的位置。
水生成***202可以通信地联接到车辆控制器190。基于来自联接到水生成***202的各种传感器以及联接到车辆***100的其他传感器(诸如参考图1描述的那些)的输入，控制器190可以生成信号，这些信号被发送到联接到水生成***202的各种致动器以及联接到车辆***100的其他致动器(诸如参考图1描述的那些)。例如，基于来自发动机爆震传感器的输入，并且进一步基于储水器268中的水位，控制器190可以命令通过出口阀272从储水器分配一定量的水，然后分配的水通过气缸喷水器喷射到发动机气缸中。作为另一示例，基于来自车速传感器的输入，控制器190可以命令通过轮胎喷嘴和/或制动器喷嘴喷洒一定量的水到车辆轮胎和/或车辆制动器上。作为又一示例，基于储水器268中的水位以及***电池的荷电状态，控制器可以调节用于水生成的电动水生成器的操作。
以这种方式，图1至图2的部件实现了一种车辆***，该***包括：发动机，其包括进气歧管和气缸；集水***，其包括用于环境空气除湿的提取器、用于收集来自所述进气歧管的冷凝水的第一收集器、用于收集来自车辆空调单元的冷凝水的第二收集器、用于收集来自设置在车辆表面上的槽道的冷凝水的第三收集器、以及包括多个储水器的储水器***；水位传感器，其联接到所述储水器***的所述多个储水器中的每一个；用于向车辆轮胎喷水的轮胎喷嘴；用于向制动片喷水的制动器喷嘴；用于将水直接喷射到发动机气缸中的喷射器；车速传感器；和带有计算机可读指令的控制器，所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器：在发动机起动期间，并且在达到怠速转速前，操作所述水生成***以选择性地在所述第一收集器处收集冷凝水；并且基于爆震传感器输出，经由所述喷射器将冷凝水从联接到所述第一收集器的所述多个储水器中的第一储水器喷射到所述发动机气缸中；以及在达到怠速转速后，操作所述水生成***以选择性地在所述第二和第三收集器处收集冷凝水；并且当车速高于阈值速度时，经由所述轮胎喷嘴输送来自所述多个储水器中的第二储水器的冷凝水，当车速低于所述阈值速度时，经由所述制动器喷嘴输送来自所述第二储水器的冷凝水。所述控制器包括进一步的指令，用于经由第一过滤器将来自所述第一收集器的冷凝水转移到所述第一储水器；以及经由第二过滤器将来自所述第二和第三收集器的冷凝水转移到所述第二储水器，所述第一过滤器具有比所述第二过滤器更小的网孔尺寸。该***还可以包括联接到所述第一过滤器和所述第二过滤器上游的水管线的压力传感器，并且该控制器还可以被配置成响应于在所述冷凝水通过所述第一过滤器或所述第二过滤器转移期间所述水管线中低于阈值的压力而指示水生成***泄漏。响应于在所述发动机起动之前在低于阈值的温度下发动机停机的长于阈值的持续时间，所述控制器可以打开排水阀以从所述储水器***中清除所有的水。所述控制器包括进一步的指令，用于：响应于操作者对饮用水的请求，将所有的水从所述储水器***转移到所述车辆上的蒸馏器。所述控制器还可以在操作所述水生成***之前，将所述发动机起动期间的所述储水器***中的水位与上一次发动机停机时所述储水器***中的水位进行比较；并且响应于高于阈值的差值来指示所述储水器***的泄漏。
现在转向图3，示出了响应于各种车辆运行条件，在车辆上的水生成***处协调水收集、处理和使用喷射的示例方法300。该方法能够通过优化水的使用来改善车辆性能。用于执行方法300和本文包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从车辆***的传感器接收的信号来执行，所述传感器例如是上面参考图1至图2描述的传感器。控制器可以根据下面描述的方法使用发动机***的发动机致动器来调整发动机操作。
在302处，该方法包括估计和/或测量车辆工况。这些可以包括发动机工况，例如发动机转速和负荷、驾驶员扭矩需求、环境条件(环境温度和湿度、大气压力等)、增压压力、MAP、MAF、发动机温度、催化剂温度等。此外，可以确定以下车辆工况，包括车速、电池荷电状态、车辆排放水平、关于从起点到终点的路线的导航输入(例如路线信息、沿线天气状况、沿线交通状况等)。导航输入可以从导航***(例如，全球定位***或GPS)检索，该导航***通信地联接到车辆控制器，并且还通信地联接到互联网网络，例如经由无线通信。
在304，该方法包括确定是否存在发动机冷起动。在一个示例中，当车辆是混合动力车辆时，发动机可以响应于驾驶员要求的不能由车辆传动系的电动马达满足的(例如由于电池SOC限制)扭矩的增加而起动。在传统车辆中，发动机可以响应于操作者扭矩需求而起动。在发动机起动的每种情况下，可以进一步确定环境温度是否低于阈值温度(例如低于35℉)。如果发动机冷起动未被确认，则在306，可以判断发动机是否正在长时间的冷停机之后起动。例如，可以判断发动机是否停机(在给定起动之前)超过阈值持续时间。该阈值持续时间可根据环境温度而变化，该阈值持续时间随着环境温度的降低而减少。如果确认延长的冷停机，则在308，该方法包括从水生成***的储水器中清除水，以避免水管线中的水结冰。如果不清除，冷冻水可能会损坏水箱和管线。水可以从水生成***的所有储水器或所有储水器的子集中清除。然后，所述方法退出。
如果长时间的冷停机没有被确认(但是发动机冷起动被确认)，则在310，该方法包括操作加热器来加热储水器中的水。例如，控制器可以向水箱内电加热器发送命令信号以操作一段时间，命令给加热器的占空比根据水温和环境温度来确定。在其他示例中，泵可***作以围绕储水器的外表面泵送热的冷却剂或相变材料，以升高水温。可以进行加热，直到水温高于阈值温度，例如在40℉或40℉以上。从310，该方法移动到312。应当理解，虽然本示例评估了发动机起动时的水温，但是在其他示例中，当发动机关闭时，控制器可以每隔几个小时被唤醒以评估水温，并且当预期会结冰时清除存储的水。
如果发动机冷起动被确认，则在312，该方法包括操作泵以收集在发动机冷起动期间聚集在进气歧管中的冷凝水。浸泡后，水在进气歧管中冷凝。水聚集在歧管的底部。在起动时或者就在发动机燃料供应恢复之前(例如，当发动机转速低于50rpm时)，水被一根管子泵出，该管子通向专用于发动机中的喷射的储水器。因为燃料可能存在于歧管中，所以一小部分水可能混合了燃料。因此，这种水仅用于喷射到发动机中。
在314，在发动机起动完成之后，从各种其他发动机***位置收集水。例如，在用于车厢温度控制的空调单元的操作期间，水可以从HVAC***中收集。作为另一个示例，水可以从燃料电池单元操作中收集。作为又一个示例，水可以在燃烧期间从发动机气缸中收集，在增压发动机操作期间从CAC中收集，并且在使用EGR的发动机操作期间从EGR冷却器中收集。在316，可以从车辆表面位置收集水。例如，可以通过将车辆表面连接到储水器的槽道从车辆表面收集冷凝水。此外，可以通过这些槽道收集降水，例如雨雪形式的降水。可选地，水也可以通过操作水提取器来产生，该水提取器对环境空气除湿以产生水。其中，可以使用来自***电池的电力来操作水提取器。在一个示例中，当中央储水器中的水位下降到阈值以下时，可以选择性地操作水提取器，以确保有足够的水来满足任何水需求。在一些示例中，所述阈值可以随着当前需水量的变化而实时调整。此外，可以预测行驶周期中的需水量，并且可以基于预测的需水量来操作水提取器，同时考虑其他水源(包括发动机和车辆表面位置)。水也可以从车顶上的雨水槽道中回收。预测长时间不下雨可能比预测下雨时更早触发从空气中的提取。
在另外的示例中，例如在车辆配置有自主驾驶功能的情况下，车辆控制器可以响应远程请求和/或其他条件来调整车辆行驶路线，以增加从车辆表面收集的水。例如，响应于储水器中的水位降低，控制器可以基于天气数据(从GPS***接收)选择从起点到终点的导航路线。这可以包括当储水器中的水位低于非零正阈值时，驾驶车辆通过降水量增加的区域(例如有雨或雪的区域)，以便通过车辆表面上的槽道收集雨水。作为另一个示例，当储水器中的水位低于阈值时，自主车辆可以被驾驶通过具有较高环境湿度的区域，使得空气中的湿度可以通过水提取器的操作被捕获，同时仍然在乘客指定的期望到达时间内或者通过远程请求到达目的地。
在318，该方法包括将收集的水转移到储水器。在一个示例中，在320，来自不同来源的水可以存储在不同的储水器中。例如，从HVAC***收获的水可以存储在第一储水器中，而从车辆表面收集的水存储在不同的第二储水器中。同样，由水提取器产生的或从发动机位置收集的水可以存储在不同的储水器中。这是因为来自每个水源的水可能具有不同的水质。例如，来自进气歧管或燃料***的水可能含有至少一些与水混合的燃料污染物。作为另一个示例，从车辆表面收集的水可能比提取器产生的水具有更高水平的颗粒和/或更低的pH。另外或替代地，来自不同来源的水可以基于它们的预期用途被转移到不同的储水器。例如，从进气歧管和燃料***收集的水可以被转移到第一储水器，在爆震控制期间，水从该储水器中被直接喷射到发动机气缸中。这使得有潜在燃料污染的水只能用于燃料污染不会产生负面影响的地方。作为另一示例，从车辆表面位置收集的水可以被转移到第二储水器，水从第二储水器被供应以喷洒到轮胎表面、制动片、挡风玻璃、气缸盖上，或者用于其他清洁或表面冷却目的。作为又一示例，由提取器产生的水可以被转移到用于产生饮用水的储水器。在其他示例中，从所有水源(或所有水源的子集)收集的水可以通过管道输送到公共(或中央)储水器。水可以从饮用分配器***的内部溢出中回收。在具有多个储水器的某些情况下，存储用于饮用水的水可能会被转移到其他用途，例如冷却剂补充。然而，不太干净的水源可能不会被转用于饮用水。
在324，该方法包括在相关联的储水器处理收集的水。该处理提高了所收集的水的可用性。这包括在326基于不同的水源不同地处理水。例如，从车辆表面收集的水可以通过具有较小孔径的筛网过滤，以去除水中预期的较高水平的颗粒，而从发动机位置收集的水可以通过具有较大孔径的筛网过滤。作为另一个示例，通过水提取器产生的水可以被过滤、离子交换和蒸馏。在328，处理可以附加地或可选地包括基于预期用途不同地处理水。例如，用于饮用的水可以被过滤、离子交换和蒸馏，而用于喷洒在部件表面以抑制颗粒或冷却的水可以被最小程度地过滤。作为另一个示例，用于喷射到气缸中进行爆震控制的水可以被过滤到更高的程度，以减少由于喷射劣质水而引起的燃烧稳定性问题。用于清洁相机镜头的水可能有细网眼，以避免颗粒留在镜头上。或者，蒸馏水可用于镜头以避免矿物质积聚。
在330，该方法包括估计和比较每次水生成事件之前和之后每个储水器中的水位。例如，联接到给定储水器的水位传感器的输出可以在每次水生成事件之前和之后被记录。作为一个示例，可以在操作水提取器之前和之后记录联接到水提取器的储水器的水位。在替代示例中，可以在车辆停机时估计每个储水器的水位，然后在紧接着的车辆起动(其间没有车辆操作)时再次估计水位。
在332处，该方法包括基于估计水位的比较并进一步基于在水收集和处理的不同位置处估计的压力来诊断水生成***。参考前面的示例，基于环境湿度，并进一步基于操作水提取器的持续时间(和功率设置)，控制器可以预测在与水提取器相关联的储水器中利用的预期水量。通过将该量添加到在水生成之前感测到的储水器中的水位，控制器可以预测生成之后储水器中的预期水位。如果在水生成之后感测到的实际水位比预测量低得超过了阈值量，则可以推断存在水生成***降级。例如，可以推断存在***泄漏，例如在相关联的储水器中。可替代地，可以推断水提取器没有如预期工作。在又一示例中，如果车辆起动时估计的水位与紧接在前一次车辆停机时估计的水位不同，则可以推断出水生成***有泄漏。可以通过点亮指示器来通知车辆操作者泄漏。
在其他示例中，联接到水生成***的不同位置的压力传感器的输出可用于诊断水生成***。例如，当通过过滤器处理来自储水器的水时，可以在过滤器上游测量压力。如果感测到的压力超过阈值，控制器可以点亮表示需要更换过滤器的灯。否则，如果压力低于阈值，控制器可以点亮***泄漏指示器。如果水源向挡风玻璃清洗***供水，该***的使用将触发雨水检测***。否则，如果多次尝试后检测未被触发，控制器可能会点亮输送水喷洒的故障指示。
接下来，在334，该方法包括确定车辆的不同需水量。例如，基于工况，车辆控制器可以估计要喷射(例如，直接喷射到发动机气缸中)用于发动机爆震控制、用于提供期望水平的发动机稀释(例如，喷射到进气歧管中)、用于气缸温度控制、用于排气温度或成分控制等的相应水量。响应爆震，可以将水喷射到发动机中，其中来自水的增压冷却提供爆震缓解，从而减少爆震控制对点火延迟的依赖。同样，可以将水喷射到发动机歧管中，以提供期望的发动机稀释，减少对EGR的需求。此外，可以响应于升高的排气温度将水喷射到发动机中，其中来自水的增压冷却能够实现排气温度控制，减少了对空燃比富集的需求。控制器还可以确定其他水需求，例如需要喷洒到气缸盖上用于气缸盖温度控制的水量、喷洒到轮胎上用于轮胎颗粒控制的水量、或者喷洒到制动片上用于制动器颗粒控制的水量。此外，可以确定刮水器使用的需水量。作为又一示例，可以确定在它们各自的水箱中重新填充各种流体(例如擦拭流体或冷却剂流体)的水需求。
在一个示例中，水的使用可以基于当前的车辆和发动机工况，以及基于给定行驶周期中的预测工况。预测可以至少基于在控制器处从导航***(例如GPS)接收的导航输入。导航输入可以包括例如沿着从当前起点到所选目的地的计划行进路线的交通信息。导航输入还可以包括沿路线和目的地的天气信息、道路状况(例如道路坡度、道路温度、坑洼或其他障碍物的存在)、环境状况(例如湿度或海拔)、到最近的燃料补充站或充电站的距离等。例如，在车辆行驶通过干燥区域或在高海拔时，可以预测爆震控制用水量的增加。作为另一个示例，在车辆下山的过程中，可以预期喷洒到轮胎和制动片上的用水量会增加。
在336处，该方法包括基于工况以及水可用性为每个水需求(以及相应的喷射水量)分配优先级值。分配的优先级值可以进一步基于水源以及操作者的输入。分配的优先级值也可以基于当前供水来确定(例如，与行驶周期内预测的未来供水相关)。当预测水位被确定为高于当前水位时，可以分配第一组优先级值，这表明水当前是有限的，但是在行驶周期的未来部分(或者在接下来的几个行驶周期中)预计会有更多的水可用。在当前水位被确定为高于预测水位时，可以分配第二组不同的优先级值，这表明当前水是充足可用的，但是在行驶周期的未来部分，水的可用性预计会变得有限(或者水可能在接下来的几个行驶周期中耗尽)。分配的优先级值也可以根据车辆工况进行调整。例如，当水的可用性受到限制时，在提供水用于颗粒控制之前，可以首先提供水用于气缸温度控制。城市“颗粒绿区”的识别和存在可能导致制动和轮胎颗粒抑制的优先级增加(例如，上升到最高优先级)，直到车辆通过绿区。该区域将通过GPS坐标或基于本地PM检测器的本地广播信号来识别。即使在用于PM控制的喷水中，喷水顺序也可以根据制动片和轮胎的寿命进行调整。例如，制动片在最初安装时可能会释放更多的PM。因此，当制动片的年龄低于阈值时，可以将更多的水喷射到制动器位置(相对于轮胎位置)。然后，随着制动片老化，相对于制动器位置，可以向轮胎位置喷射更多的水，用于PM控制。
作为又一示例，优先级值的分配和注水顺序可以基于轮胎温度来调整，轮胎温度可以取决于道路/沥青温度或车速。随着道路上日照量的增加，道路温度可能会升高，从而提高在道路上行驶的轮胎的温度。因此，随着地面温度的升高，相对于制动器位置，可以向轮胎位置喷射更多的水，用于PM控制，以抵消蒸发的增加。同样，随着车速的增加，轮胎温度可能会升高，相对于制动器位置，更多的水可能会喷射到轮胎位置，用于PM控制。在另一个示例中，当车辆减速事件发生时，相对于轮胎位置，更多的水可以喷射到制动器位置上，用于PM控制。低于较低的阈值车速(如3mph或更低)时，轮胎和制动器上的喷水可以禁用，以节约水用于其他用途。
在另一个示例中，优先级值的分配可能受到操作者输入的影响。例如，如果操作者提供指示他们希望将水用于饮用目的的输入，则更多的水可以被导向处理以制造饮用水，而更少的水可以被导向制动器和轮胎、或者气缸盖。
作为又一示例，优先级值的分配可能受到水源的影响，例如基于水是从HVAC***、是从环境空气、还是从车辆表面等收集。例如，如果较大部分(例如，全部)的可用水是从车辆表面收集的，则其中可能包含灰尘和颗粒物质，因此与PM控制用水相比，气缸盖冷却用水可以被分配更高的优先级值。相比之下，如果更大部分(例如，全部)的可用水从HVAC***收集，则与PM控制用水相比，气缸盖冷却用水可被分配较低的优先级值。如果检测到低冷却剂水平，将冷却剂水平补充到最小阈值可能成为最高优先级，并被分配更高的权重。
优先级值的分配使得有限供水的燃料经济性和性能效益最大化，这是通过在每单位水产生较高效率效益的条件下用水，而在每单位水产生较低效率效益的条件下停止或减少用水来实现的。不同的优先级值可能会影响车辆中不同水量的分配顺序。
可选地，分配的优先级值的调整可以进一步基于储水器中的估计水质。这可以包括确定是启用还是禁用供水，以及基于估计的水质调整喷射优先级值。因此，水中存在的污染物的性质以及污染程度可能会因水源以及车辆上从污染源产生或收获的储水器中总水量的百分比而有很大差异。例如，从车辆表面收集的水可能比从HVAC***收集的水具有更高的污染程度。可以基于联接到储水器的水质传感器的输出来估计储水器中的水质，水质估计基于水的电导率值或离子强度(例如通过电导率传感器来感测)。在替代示例中，可以基于水的离子浓度、颗粒物质含量、浊度传感器、密度传感器、折射率等来估计水质。
例如，可以将估计的水质(例如，指数值或额定值或电导率值)与取决于所使用的水质传感器的阈值进行比较。例如，浊度传感器上的较低读数可以被给予高水质指数值，并且小于5NTU的浊度读数可以对应于高于阈值的水质指数值。所述阈值可对应于在不损害车辆性能或发动机燃烧特性的情况下实现用水所需的最小水质水平。在一些示例中，可以对所有喷水事件应用公共阈值。在其他示例中，与发动机温度控制的水输送相比，响应爆震或PM控制的水喷射可以应用不同的阈值，因为沉积物形成趋势可能取决于部件温度或与各种使用条件高度相关的其他因素。在一些示例中，可以将估计的水质与下阈值和上阈值中的每一个进行比较，低于下阈值时可以总是禁止喷水，高于下阈值时可以总是允许喷水。在上阈值和下阈值之间，喷水可能会受到限制，例如，允许喷水的操作窗口可能会受到限制或变化，这可能会影响指定的喷水优先级值。例如，当水质较低时，响应PM水平的水输送可以在更宽的发动机转速负荷区域实现，包括预计发动机温度升高的区域(甚至在实际检测到它们之前)。
在338，该方法包括基于所分配的优先级值调度水的使用，首先满足具有最高优先级值的水需求。具体而言，控制器可以基于分配的优先级值按顺序将对应于不同需水量的确定量的水喷射或喷洒到它们相应的位置。基于需水量和位置，可以启动相应的喷射器或喷嘴。例如，控制器可以向相应的喷水器或喷嘴发送脉冲宽度信号，以将选定量的水输送到选定位置，同时保持其余的喷水器停用。在一个示例中，当要喷射水用于爆震控制时，控制器可以致动联接到发动机气缸的直接喷水器，并将对应于爆震控制量的脉宽信号发送到直接喷水器。在另一示例中，当要喷射水用于发动机温度控制时，控制器可以致动联接到发动机气缸盖的气缸盖水喷嘴，并将对应于温度控制量的脉宽信号发送到水喷嘴。
在340，该方法包括在每次用水事件之前和之后估计和比较每个储水器中的水位。例如，可以在每次用水事件之前和之后记录联接到给定储水器的水位传感器的输出。
在342处，该方法包括基于估计水位的比较并进一步基于在水使用和处理的不同位置处估计的压力来诊断水生成***。例如，基于操作的持续时间和命令给水喷嘴的占空比，控制器可以预测从储水器抽取的预期水量。通过从用水之前感测到的储水器水位中减去该量，控制器可以预测用水之后储水器中的预期水位。如果在水使用之后感测到的实际水位比预测量低得超过了阈值量，则可以推断存在水生成***降级。例如，可以推断存在***泄漏，例如在相关联的储水器中。或者，可以推断水喷嘴正在泄漏。可以通过点亮指示器来通知车辆操作者泄漏。如果水从一个储水器转移到另一个储水器，来自第一个储水器的体积水平指示的减少被确认为第二个储水器的指示水位的增加。如果单向转移没有记录正确的体积转移，双向传送可以作为液位传感器的诊断。
在其他示例中，联接到水生成***的不同位置的压力传感器的输出可用于诊断水生成***。例如，当通过过滤器从储水器抽取水时，可以在过滤器上游测量压力。如果感测到的压力超过阈值，控制器可以点亮表示需要更换过滤器的灯。否则，如果压力低于阈值，控制器可以点亮***泄漏指示器。如果水源向挡风玻璃清洗***供水，该***的使用将触发雨水检测***。否则，如果多次尝试后检测未被触发，控制器可能会点亮输送水喷洒的故障指示。
现在转向图4，示出了车载水收集、处理和使用的示例。映射图400在曲线402处描绘了发动机转速。进气排水泵的操作如曲线404所示。曲线406示出了第一储水器(水被最初收集在其中)中的水位。曲线408示出了第二储水器(水在经过过滤器处理后从第一储水器转移到其中)中的水位。曲线410描绘了车辆上的降水(以雨的形式)。沿x轴示出了随着时间变化的所有曲线。
t1之前，发动机停机。车辆的进气排水泵不工作。第一和第二储水器中的水位保持恒定，因为水既没有被收集也没有被使用。
在t1，响应于操作者扭矩需求，发动机在长时间停机后起动。发动机通过初始经由起动马达转动起动发动机且然后恢复发动机燃料供给来起动。由于发动机起动前的长时间浸泡，预计冷凝会聚集在发动机的进气歧管中。因此，在t1和t2之间，当发动机转速低于阈值转速(例如，低于50rpm)时，操作进气排水泵。排水泵联接到进气歧管的底部，并被配置成泵出聚集在进气歧管中的冷凝水，并将冷凝水转移到第一储水器。因此，在t1和t2之间，当泵操作时，第一储水器中的水位开始上升。在t2，进气歧管泵停止。此时发动机正被供以燃料运转。车辆上没有用水，因此储水器中的水位保持不变。
在t3处，水经由过滤器从第一储水器泵送到第二储水器。t3和t4之间的水转移和处理导致第一储水器水位下降，第二个储水器水位相应上升。
在t5时刻，下雨了。雨水通过联接到车辆表面的槽道被收集，收集的雨水排入第一储水器，导致第一储水器的水位上升。
在t6和t7之间，操作挡风玻璃清洗器喷嘴，该喷嘴将从第二储水器抽取的水喷洒到挡风玻璃上。这导致第二储水器的水位下降。t7之后，停止用水。
通过这种方式，可以优化和协调车辆上的用水、集水、水处理。通过在发动机起动期间以及在发动机操作期间(包括增压发动机操作期间)在发动机的不同位置收集冷凝的水，在整个行驶周期中增多了集水机会。通过将水收集到不同的储水器中，然后根据水源和/或预期用途，对不同储水器的水进行不同的处理，可以定制水的特性。基于水源或预期用途，通过仅对所有收集的水的子集进行更高程度的处理，避免了处理所有水的需要。这除了提高燃料经济性之外，还考虑了部件和成本效益。此外，部件寿命得到延长。通过基于水的可用性、水质和工况改变水的使用顺序，提高了单位水的产生和使用效率。通过改进水的使用，车辆性能得到改善。
一种用于车辆的示例方法包括：在发动机起动期间选择性地操作泵，以将冷凝水从进气歧管吸入所述车辆上的水生成***的储水器中。在前面的示例中，附加地或可选地，所述选择性操作包括在长于阈值的发动机浸泡之后的发动机起动期间进行操作，所述泵在发动机起动期间发动机转速低于阈值转速时且在恢复向所述发动机输送燃料之前***作。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述选择性操作还包括，响应于在所述长于阈值的发动机浸泡期间环境温度低于阈值温度，清除所述储水器中的水。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述储水器是真空绝热的，所述方法还包括使冷却剂和相变材料之一围绕所述储水器循环。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述储水器是第一储水器，所述方法还包括在所述发动机起动之后，从所述车辆的空调单元收集空调冷凝水，所述空调冷凝水存储在不同的第二储水器中。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述方法还包括：通过较高程度的过滤来处理来自所述进气歧管的所述冷凝水；以及通过较低程度的过滤来处理所述空调冷凝水。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述方法还包括：将来自所述进气歧管的所述冷凝水输送到第一车辆位置，而将所述空调冷凝水输送到不同的第二车辆位置。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述第一车辆位置包括直接进入发动机气缸，并且其中所述第二位置包括到轮胎表面上。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，响应于第一车辆工况，来自所述进气歧管的所述冷凝水被输送到所述第一位置，并且其中响应于不同的第二车辆工况，所述空调冷凝水被输送到所述第二位置。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述第一车辆工况包括来自发动机爆震传感器的高于阈值的输出，并且其中所述第二车辆工况包括高于阈值的车速。
用于车辆的另一示例性方法包括：在第一储水器处收集当以第一车速操作发动机时从第一车辆部件收获的水；在第二储水器处收集当以不同的第二车速操作所述发动机时从不同的第二车辆部件收获的水；以及在将所述水输送到车辆位置之前，以不同于来自所述第二储水器的水的方式处理来自所述第一储水器的水。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，从所述第一车辆部件收集包括被动地从所述第一车辆部件收集冷凝水，并且其中从所述第二车辆部件收集包括通过泵的操作主动地从所述第二车辆部件收集冷凝水。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述方法还包括：响应于第一车辆工况，将水从所述第一储水器输送到第一车辆位置；以及响应于不同的第二车辆工况，将水从所述第二储水器输送到不同的第二车辆位置。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述第一车辆位置包括到轮胎或制动器表面上，并且其中所述第二车辆位置包括进入发动机气缸中，其中所述第一车辆部件包括进气歧管和增压空气冷却器中的一个，并且其中所述第二车辆部件包括空调单元和电动空气除湿器中的一个。
一种示例性车辆***包括：发动机，其包括进气歧管和气缸；集水***，其包括用于环境空气除湿的提取器、用于收集来自所述进气歧管的冷凝水的第一收集器、用于收集来自车辆空调单元的冷凝水的第二收集器、用于收集来自设置在车辆表面上的槽道的冷凝水的第三收集器、以及包括多个储水器的储水器***；水位传感器，其联接到所述储水器***的所述多个储水器中的每一个；用于向车辆轮胎喷水的轮胎喷嘴；用于向制动片喷水的制动器喷嘴；用于将水直接喷射到发动机气缸中的喷射器；车速传感器；和带有计算机可读指令的控制器，所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器：在发动机起动期间，并且在达到怠速转速前，操作所述水生成***以选择性地在所述第一收集器处收集冷凝水；并且基于爆震传感器输出，经由所述喷射器将冷凝水从联接到所述第一收集器的所述多个储水器中的第一储水器喷射到所述发动机气缸中；以及在达到怠速转速后，操作所述水生成***以选择性地在所述第二和第三收集器处收集冷凝水；并且当车速高于阈值速度时，经由所述轮胎喷嘴输送来自所述多个储水器中的第二储水器的冷凝水，当车速低于所述阈值速度时，经由所述制动器喷嘴输送来自所述第二储水器的冷凝水。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述控制器包括进一步的指令，用于：经由第一过滤器将来自所述第一收集器的冷凝水转移到所述第一储水器；以及经由第二过滤器将来自所述第二和第三收集器的冷凝水转移到所述第二储水器，所述第一过滤器具有比所述第二过滤器更小的网孔尺寸。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述***还包括联接到所述第一过滤器和所述第二过滤器上游的水管线的压力传感器，其中所述控制器包括进一步的指令，当所述进一步的指令被执行时，使得所述控制器响应于在所述冷凝水通过所述第一过滤器或所述第二过滤器转移期间所述水管线中低于阈值的压力而指示水生成***泄漏。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述控制器包括进一步的指令，用于：响应于在所述发动机起动之前在低于阈值的温度下发动机停机的长于阈值的持续时间，打开排水阀以从所述储水器***中清除所有的水。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述控制器包括进一步的指令，用于：响应于操作者对饮用水的请求，将所有的水从所述储水器***转移到所述车辆上的蒸馏器。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述控制器包括进一步的指令，用于：在操作所述水生成***之前，将所述发动机起动期间的所述储水器***中的水位与上一次发动机停机时所述储水器***中的水位进行比较；并且响应于高于阈值的差值来指示所述储水器***的泄漏。
在进一步的表示中，所述车辆***是混合动力车辆***。在又一表示中，所述车辆配置有自主驾驶功能。在前面的示例中，所述自主车辆的导航路线由车辆控制器基于所述车辆上的储水器中的水位并进一步基于从导航***接收的天气数据来调整。在前面的示例中，所述调节包括响应于所述储水器中低于阈值的水位，引导所述自主车辆通过具有降水(例如雨水)的区域。
注意，本文中包括的示例性控制和估计程序可以用于各种发动机和/或车辆***配置。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非瞬态存储器中，并且可以由包括控制器的控制***结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文描述的特定程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等。因此，所示出的各种动作、操作和/或功能可以按所示顺序执行、并行地执行、或者在某些条件下可以省略。同样地，处理顺序不一定是实现本文中描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了易于说明和描述而提供的。可以根据所使用的具体策略重复执行所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示要编程到发动机控制***中计算机可读存储介质的非瞬态存储器中的代码，其中通过在包括各种发动机硬件部件的***中结合电子控制器执行指令来实施所描述的动作。
应当理解，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种***和配置以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
下面的权利要求具体地指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合及子组合。这些权利要求可能会引用“一个”要素或“一个第一”要素或其等效物。此类权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。可以通过修改本权利要求书或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求书来要求保护所公开的特征、功能、要素和/或属性的其他组合及子组合。这样的权利要求书，无论在范围上与原始权利要求书相比更宽、更窄、相同或是不同，同样被认为包括在本公开的主题内。
根据本发明，一种用于车辆的方法包括在发动机起动期间选择性地操作泵，以将冷凝水从进气歧管吸入所述车辆上的水生成***的储水器中。
根据一个实施例，所述选择性操作包括在长于阈值的发动机浸泡之后的发动机起动期间进行操作，所述泵在发动机起动期间发动机转速低于阈值转速时且在恢复向所述发动机输送燃料之前***作。
根据一个实施例，所述选择性操作还包括，响应于在所述长于阈值的发动机浸泡期间环境温度低于阈值温度，清除所述储水器中的水。
根据一个实施例，所述储水器是真空绝热的，所述方法还包括使冷却剂和相变材料之一围绕所述储水器循环。
根据一个实施例，所述储水器是第一储水器，所述方法还包括在所述发动机起动之后，从所述车辆的空调单元收集空调冷凝水，所述空调冷凝水存储在不同的第二储水器中。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于：通过较高程度的过滤来处理来自所述进气歧管的所述冷凝水；以及通过较低程度的过滤来处理所述空调冷凝水。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于：将来自所述进气歧管的所述冷凝水输送到第一车辆位置，而将所述空调冷凝水输送到不同的第二车辆位置。
根据一个实施例，所述第一车辆位置包括直接进入发动机气缸，并且其中所述第二位置包括到轮胎表面上。
根据一个实施例，响应于第一车辆工况，来自所述进气歧管的所述冷凝水被输送到所述第一位置，并且其中响应于不同的第二车辆工况，所述空调冷凝水被输送到所述第二位置。
根据一个实施例，所述第一车辆工况包括来自发动机爆震传感器的高于阈值的输出，并且其中所述第二车辆工况包括高于阈值的车速。
根据本发明，一种用于车辆的方法包括：在第一储水器处收集当以第一车速操作发动机时从第一车辆部件收获的水；在第二储水器处收集当以不同的第二车速操作所述发动机时从不同的第二车辆部件收获的水；以及在将所述水输送到车辆位置之前，以不同于来自所述第二储水器的水的方式处理来自所述第一储水器的水。
根据一个实施例，从所述第一车辆部件收集包括被动地从所述第一车辆部件收集冷凝水，并且其中从所述第二车辆部件收集包括通过泵的操作主动地从所述第二车辆部件收集冷凝水。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于响应于第一车辆工况，将水从所述第一储水器输送到第一车辆位置；以及响应于不同的第二车辆工况，将水从所述第二储水器输送到不同的第二车辆位置，其中所述第一车辆位置包括到轮胎或制动器表面上，并且其中所述第二车辆位置包括进入发动机气缸中，其中所述第一车辆部件包括进气歧管和增压空气冷却器中的一个，并且其中所述第二车辆部件包括空调单元和电动空气除湿器中的一个。
根据一个实施例，被动地收集水包括经由所述车辆表面上的槽道从车辆表面收集水，所述方法还包括在没有操作者输入的情况下，沿着基于感测到的所述第一储水器的水位和天气数据选择的路线自主驾驶所述车辆，所述车辆响应于所述第一储水器的低于阈值的水位而被引导通过降雨区域。
根据本发明，提供了一种车辆***，所述车辆***具有：发动机，其包括进气歧管和气缸；集水***，其包括用于环境空气除湿的提取器、用于收集来自所述进气歧管的冷凝水的第一收集器、用于收集来自车辆空调单元的冷凝水的第二收集器、用于收集来自设置在车辆表面上的槽道的冷凝水的第三收集器、以及包括多个储水器的储水器***；水位传感器，其联接到所述储水器***的所述多个储水器中的每一个；用于向车辆轮胎喷水的轮胎喷嘴；用于向制动片喷水的制动器喷嘴；用于将水直接喷射到发动机气缸中的喷射器；车速传感器；和带有计算机可读指令的控制器，所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器：在发动机起动期间，并且在达到怠速转速前，操作所述水生成***以选择性地在所述第一收集器处收集冷凝水；并且基于爆震传感器输出，经由所述喷射器将冷凝水从联接到所述第一收集器的所述多个储水器中的第一储水器喷射到所述发动机气缸中；以及在达到怠速转速后，操作所述水生成***以选择性地在所述第二和第三收集器处收集冷凝水；并且当车速高于阈值速度时，经由所述轮胎喷嘴输送来自所述多个储水器中的第二储水器的冷凝水，当车速低于所述阈值速度时，经由所述制动器喷嘴输送来自所述第二储水器的冷凝水。
根据一个实施例，所述控制器包括进一步的指令，用于：经由第一过滤器将来自所述第一收集器的冷凝水转移到所述第一储水器；以及经由第二过滤器将来自所述第二和第三收集器的冷凝水转移到所述第二储水器，所述第一过滤器具有比所述第二过滤器更小的网孔尺寸。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于联接到所述第一过滤器和所述第二过滤器上游的水管线的压力传感器，其中所述控制器包括进一步的指令，当所述进一步的指令被执行时，使得所述控制器响应于在所述冷凝水通过所述第一过滤器或所述第二过滤器转移期间所述水管线中低于阈值的压力而指示水生成***泄漏。
根据一个实施例，所述控制器包括进一步的指令，用于：响应于在所述发动机起动之前在低于阈值的温度下发动机停机的长于阈值的持续时间，打开排水阀以从所述储水器***中清除所有的水；以及响应于操作者对饮用水的请求，将所有的水从所述储水器***转移到所述车辆上的蒸馏器。
根据一个实施例，所述控制器包括进一步的指令，用于：在操作所述水生成***之前，将所述发动机起动期间的所述储水器***中的水位与上一次发动机停机时所述储水器***中的水位进行比较；并且响应于高于阈值的差值来指示所述储水器***的泄漏。
根据一个实施例，所述控制器包括进一步的指令，用于：沿着从操作者选择的起点到操作员选择的终点的路线自主驾驶所述车辆；以及基于所述水位传感器的输出并进一步基于来自导航***的天气数据来选择所述路线，所述选择包括响应于所述水位传感器的低于阈值的输出将所述车辆引导通过降水区域。

Claims (15)

1.一种用于车辆的方法，包括：
在发动机起动期间选择性地操作泵，以将冷凝水从进气歧管吸入所述车辆上的水生成***的储水器中。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述选择性操作包括在长于阈值的发动机浸泡之后的发动机起动期间进行操作，所述泵在发动机起动期间在发动机转速低于阈值转速时且在恢复向所述发动机输送燃料之前***作。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述选择性操作还包括，响应于在所述长于阈值的发动机浸泡期间环境温度低于阈值温度，清除所述储水器中的水。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述储水器是真空绝热的，所述方法还包括使冷却剂和相变材料之一围绕所述储水器循环。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述储水器是第一储水器，所述方法还包括在所述发动机起动之后，从所述车辆的空调单元收集空调冷凝水，所述空调冷凝水存储在不同的第二储水器中。
6.如权利要求5所述的方法，还包括：
通过较高程度的过滤来处理来自所述进气歧管的所述冷凝水；以及
通过较低程度的过滤来处理所述空调冷凝水。
7.如权利要求5所述的方法，还包括：
将来自所述进气歧管的所述冷凝水输送到第一车辆位置，而将所述空调冷凝水输送到不同的第二车辆位置。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述第一车辆位置包括直接进入发动机气缸，并且其中所述第二位置包括到轮胎表面上。
9.如权利要求6所述的方法，其中响应于第一车辆工况，来自所述进气歧管的所述冷凝水被输送到所述第一位置，并且其中响应于不同的第二车辆工况，所述空调冷凝水被输送到所述第二位置。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述第一车辆工况包括来自发动机爆震传感器的高于阈值的输出，并且其中所述第二车辆工况包括高于阈值的车速。
11.一种车辆***，包括：
发动机，其包括进气歧管和气缸；
集水***，其包括用于环境空气除湿的提取器、用于收集来自所述进气歧管的冷凝水的第一收集器、用于收集来自车辆空调单元的冷凝水的第二收集器、用于收集来自设置在车辆表面上的槽道的冷凝水的第三收集器、以及包括多个储水器的储水器***；
水位传感器，其联接到所述储水器***的所述多个储水器中的每一个；
用于向车辆轮胎喷水的轮胎喷嘴；
用于向制动片喷水的制动器喷嘴；
用于将水直接喷射到发动机气缸中的喷射器；
车速传感器；和
带有计算机可读指令的控制器，所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器：
在发动机起动期间，并且在达到怠速转速前，
操作所述水生成***以选择性地在所述第一收集器处收集冷凝水；并且
基于爆震传感器输出，经由所述喷射器将冷凝水从联接到所述第一收集器的所述多个储水器中的第一储水器喷射到所述发动机气缸中；以及
在达到怠速转速后，
操作所述水生成***以选择性地在所述第二和第三收集器处收集冷凝水；并且
当车速高于阈值速度时，经由所述轮胎喷嘴输送来自所述多个储水器中的第二储水器的冷凝水，当车速低于所述阈值速度时，经由所述制动器喷嘴输送来自所述第二储水器的冷凝水。
12.如权利要求11所述的***，其中所述控制器包括用于以下操作的进一步指令：
经由第一过滤器将来自所述第一收集器的冷凝水转移到所述第一储水器；以及
经由第二过滤器将来自所述第二和第三收集器的冷凝水转移到所述第二储水器，所述第一过滤器具有比所述第二过滤器更小的网孔尺寸。
13.如权利要求12所述的***，还包括联接到所述第一过滤器和所述第二过滤器上游的水管线的压力传感器，其中所述控制器包括进一步的指令，当所述进一步的指令被执行时，使得所述控制器响应于在所述冷凝水通过所述第一过滤器或所述第二过滤器转移期间所述水管线中低于阈值的压力而指示水生成***泄漏。
14.如权利要求11所述的***，其中所述控制器包括用于以下操作的进一步指令：
响应于在所述发动机起动之前在低于阈值的温度下发动机停机的长于阈值的持续时间，打开排水阀以从所述储水器***中清除所有的水；以及
响应于操作者对饮用水的请求，将所有的水从所述储水器***转移到所述车辆上的蒸馏器。
15.如权利要求11所述的***，其中所述控制器包括用于以下操作的进一步指令：
沿着从操作者选择的起点到操作员选择的终点的路线自主驾驶所述车辆；以及
基于所述水位传感器的输出并进一步基于来自导航***的天气数据来选择所述路线，所述选择包括响应于所述水位传感器的低于阈值的输出将所述车辆引导通过降水区域。
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