專利名稱：車輛hvac控制的制作方法
技術領域：
在采用內燃機的車輛上， 一些混合型式在停止在交通信 號燈處時關閉發動機，以改進燃料經濟性。對于也采用皮帶傳動制冷 劑壓縮機(即，由發動機驅動皮帶)的這種車輛，所述壓縮機在發動 機關閉時不能操作。因此，當車輛熱天在停車燈處等待時，使乘客保 持溫度舒適的要求與增加燃料經濟性直接沖突。
0003] —些人已經通過使用電驅動壓縮4幾解決了該問題，所述 電驅動壓縮機在發動機關閉時能夠操作。然而，由于復雜性和動力變 換的附加階段，電壓縮機在能量和材料方面以較高成本操作。該較高 成本對于某些車輛可能是不可接受的。

發明內容
—個實施例設想一種控制用于混合動力車輛的HVAC系 統的方法，所述混合動力車輛具有僅由發動機驅動的制冷劑壓縮機， 所述方法包括步驟確定客艙的請求空氣調節操作點；估算達到所述 請求空氣調節操作點的時間；基于前述兩個步驟，估算最大許可壓縮 機關閉時間；確定所述最大許可壓縮機關閉時間是否大于最小許可發 動機關閉時間；如果所述最大許可壓縮機關閉時間大于所述最小許可 發動機關閉時間，那么確定所述車輛是否進入許可發動機關閉模式； 如果所述車輛處于許可發動機關閉模式，那么開始發動機關閉模式； 如果預期發動機關閉模式，那么在開始所述發動機關閉模式之前，調 節所述HVAC系統中的至少一個部件，以使得客艙用最小的能量消耗 實現最大冷卻；和如果開始所述發動機關閉模式，那么監測所述HVAC 系統，以確定何時需要發動機重新啟動，以保持客艙中的溫度舒適性。
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HVAC系統18也包括HVAC控制器68， HVAC控制器 68與動力系統控制器32通信且控制壓縮機62 (或根據情況是壓縮機 離合器)、以及鼓風機44、混合門50和出口門52, 54， 56。動力系 統控制器32也可以控制風扇26的速度。因此，HVAC系統18和發動 機22的各個部分可以被自動控制，以優化車輛燃料經濟性，同時提供 充分的加熱和空氣調節給客艙14。圖2A-3B的流程圖示出了操作

圖1 的HVAC系統18的方法，以允許客艙14中的充分溫度舒適性，同時 借助于使得在怠速時發動機關閉時間最大化而使得車輛燃料經濟性最 大化。
HVAC系統18也可以包"l舌用于4企測系統中某些點的溫度 或壓力的各種傳感器。例如，HVAC系統18可以包括用于測量車輛外 部的環境空氣溫度的環境空氣溫度傳感器72、用于測量客艙14中的空 氣溫度的客艙空氣溫度傳感器74、和用于測量客艙14上的太陽負荷的 太陽負荷傳感器76。可以包括濕度傳感器78，以測量客艙14中的濕 度水平。可以采用蒸發器空氣溫度傳感器80，以測量流出蒸發器26的 空氣溫度。而且，也可以采用冷卻劑溫度傳感器82以測量流向加熱器 芯38的冷卻射溫度,—且可以釆屋另一溫度傳感器84,以獲得發動機溫 度，所述溫度傳感器84可以測量發動才幾油溫。 圖2A-3B是示出了操作圖1的HVAC系統18(與發動機 操作協調)以提供熱給客艙14的方法的流程圖。當操作混合動力機動 車輛時，必須在使得燃料經濟性最大化和操作HVAC系統18以保持乘 客的溫度舒適性之間進行折衷。
0019] 圖2A-2B顯示了說明管理圖1的HVAC系統18的加熱 操作的方法的流程圖。在框IOO,讀取環境溫度和發動機溫度。可以采 用環境溫度傳感器72和冷卻劑溫度傳感器82以確定這些溫度讀數。 在框102，確定發動機溫度需求。該發動機溫度需求是允許足夠的熱從 發動機冷卻劑提供給加熱器芯38所需要的溫度。在框102,確定發動 機油溫和催化劑轉換器溫度。油溫可以從發動才幾溫度傳感器84確定， 而轉換器溫度可以基于例如發動機操作狀況和運行時間以及環境溫度 進行估算。發動機22的當前熱力狀況是發動機熱力參數，表示能夠從 發動機22移走以提供熱給客搶14的熱。在框106,將發動機溫度參數 與發動機溫度需求進行比較。如果發動機溫度參數不大于發動機溫度 需求，那么該過程再次開始。在框108,如果發動機溫度參數大于發動 機溫度需求，那么滿足加熱發動機關閉需求。 加熱發動機關閉需求僅僅是為了允許在車輛怠速時發動 機關閉需要滿足的一個要求。其它條件將在下文參考圖3A和3B進行 討論。當然，需要滿足允許在怠速時發動機關閉的總體車輛和電池組 條件。例如，在下一關閉允許之前可以有最小發動機運行時間，且電 池可以需要最小電荷以允許發動機關閉。 在發動機關閉狀況期間提供熱給客艙14時，所述方法確 保足夠的熱能夠持續提供給客艙14。在框114，讀取HVAC傳感器。 要讀取的HVAC傳感器是表示在發動機22保持關閉時能夠持續提供足 夠的熱給客輪14的傳感器。在框116，確定i貪求加熱點和當前加熱點 之間的差，以確定客艙溫度距期望溫度范圍多遠。在框11S，計算直到 發動機溫度參數小于發動機溫度需求的估算時間。在框120,將所述估 算時間與時間極限值進行比較。所述時間極限值是在重新啟動以提供 加熱器芯38所需的熱之后發動機22需要操作的時間量。因而，監測 所述估算值，且如果將超過溫度舒適性極限值，那么及時發送發動機 重新啟動的請求，以在達到該閾值之前允許發動機22重新啟動且系統 恢復至正常操作。 如果估算時間不小于所述時間極限值，那么該過程返回 到框114。如果估算時間小于所述時間極限值，那么不再滿足加熱發動 機關閉需求，框122。 一旦不滿足該發動機關閉需求，就請求發動機重 新啟動，框124。發動機22此時工作，輔助泵39可以4皮停用，且混合 門50、鼓風機速度和/或模式門47可以被調節至發動機關閉前狀況， 框126。 與圖2A-2B所示的方法同時，可以操作控制空氣調節操 作的方法。圖3A-3B示出了說明管理圖1的車輛的空氣調節(A/C)操 作的方法的流程圖，可以包括客艙冷卻以及除霧/除霜操作。 然后，在框208，將許可壓縮才幾關閉時間與最小許可發動 機關閉時間進行比較。最小許可發動機關閉時間是利于關閉發動機的 最小時間量。如果許可壓縮機關閉時間不大于最小許可發動機關閉時 間，那么該過程返回至框200。如果許可壓縮才幾關閉時間大于最小許可 發動機關閉時間，那么確定車輛是否處于許可發動機關閉模式，框210。 即，需要滿足允許在怠速時發動機關閉以及與圖2A-2B的方法有關的 條件的總體車輛和電池組條件。如果未處于許可發動機關閉模式，那 么該過程返回至框200。如果處于許可發動機關閉模式，那么滿足A/C 發動機關閉需求，框212。在框214，如果不預期發動機關閉，由于其 它操作狀況禁止發動機關閉模式，那么該過程返回至框200。如果預期 發動機關閉，那么調節混合門50、鼓風機44速度和/或才莫式門47，框 216。這些調節可以包括移動混合門50以便將所有空氣流分流以旁通 加熱器芯38，和移動模式門47以再循環空氣而不是吸入新鮮空氣。然 后，開始發動機關閉模式，框217。在框226，在所述估算時間與時間極限值之間進行比較。 所述時間極限值是在重新啟動以提供蒸發器48所需的冷制冷劑之后發 動機22需要操作的時間量。因而，監測所述估算值，且如果將超過溫 度舒適性操作帶寬，那么及時發送發動機重新啟動的請求，以在達到 該閾值之前允許發動機22重新啟動且系統恢復至正常操作。如果估算時間不小于所述時間極限值，那么該過程返回到框218。如果估算時間 小于所述時間極限值，那么不再滿足A/C發動機關閉需求，框228。在 框230,請求發動機重新啟動。此外，混合門50、鼓風機速度、再循 環門47和模式門52, 54, 56恢復至發動機關閉狀況之前的操作狀態。
雖然已經詳細描述本發明的某些實施例，但是本發明所 屬領域技術人員將認識到用于實踐由所附權利要求書限定的本發明的 各種可選i殳計和實施例。
權利要求
1.一種控制用于混合動力車輛的HVAC系統的方法，所述混合動力車輛具有僅由發動機驅動的制冷劑壓縮機，所述方法包括步驟(a)確定客艙的請求空氣調節操作點；(b)估算達到所述請求空氣調節操作點的時間；(c)基于步驟(a)和(b)，估算最大許可壓縮機關閉時間；(d)確定所述最大許可壓縮機關閉時間是否大于最小許可發動機關閉時間；(e)如果所述最大許可壓縮機關閉時間大于所述最小許可發動機關閉時間，那么確定所述車輛是否進入許可發動機關閉模式；(f)如果所述車輛處于所述許可發動機關閉模式，那么開始發動機關閉模式；(g)如果預期所述發動機關閉模式，那么在開始所述發動機關閉模式之前，調節所述HVAC系統中的至少一個部件，以使得所述客艙用最小的能量消耗實現最大冷卻；和(h)如果開始所述發動機關閉模式，那么監測所述HVAC系統，以確定何時需要發動機重新啟動，以保持所述客艙中的溫度舒適性。
2. 根據權利要求l所述的方法，其中，步驟(a)和(b)還限定為 檢測所述車輛周圍的環境溫度，檢測所述客艙中的相對濕度和檢測所 述客搶中的太陽負荷。
3. 根據權利要求l所述的方法，其中，步驟(g)還限定為調節 加熱器芯上游的混合門、HVAC鼓風機速度、再循環門和模式門中的至 少一個。
4. 根據權利要求l所述的方法，其中，步驟(h)還限定為 基于HVAC操作模式確定舒適性操作溫度帶寬；估算客艙溫度舒適性處于所述溫度帶寬之外的時間段；如果所述估算時間i小于所述時間極限值，那么請求所_述發動機重 新啟動。
5. 根據權利要求4所述的方法，還包括步驟(i):如果發生發動 機重新啟動，那么將所述HVAC系統的所述至少 一個部件再次調節至在開始所述發動機關閉模式之前的操作狀態。
6. 根據權利要求l所述的方法，還包括步驟 (i)確定發動機溫度需求；(j)確定發動機溫度參數；(k)將所述發動機溫度參數與所述發動機溫度需求進行比較； (i)如果所述發動機溫度參數大于所述發動機溫度需求，那么確定滿足加熱發動才幾關閉需求；和(m)如果滿足所述加熱關閉需求且所述車輛處于所述許可發動機關閉模式，那么開始發動機關閉操作模式。
7. 根據權利要求6所述的方法，其中，步驟(h)還限定為 估算直到所述發動機溫度參數小于所述發動機溫度需求的時間段；如果所述估算時間段小于所述時間極限值，那么請求所述發動機重 新啟動。
8. 根據權利要求7所述的方法，還包括步驟(o):如果發生發動 機重新啟動，那么將所述HVAC系統的所述至少一個部件再次調節至在 開始所述發動機關閉模式之前的操作狀態。
9. 一種控制用于混合動力車輛的HVAC系統的方法，所述方法包 括步驟(a) 確定發動機溫度需求；(b) 確定發動機溫度參數；(c) 將所述發動機溫度參數與所述發動機溫度需求進行比較；(d) 如果所述發動機溫度參數大于所述發動機溫度需求，那么確 定滿足加熱發動機關閉需求；(e) 如果滿足所述加熱關閉需求且所述車輛處于許可發動機關閉 模式，那么開始發動機關閉操作模式；(f) 如果滿足所述加熱發動機關閉需求，那么在開始所述發動機 關閉模式之前，調節所述HVAC系統中的至少一個部件，以使得客艙用 最小的能量消耗實現最大加熱；和(g) 如果開始所述發動機關閉模式，那么監測所述HVAC系統， 以確定何時需要發動機重新啟動，以保持所述客艙中的溫度舒適性。
10. 根據權利要求9所述的方法，其中，步驟(g)還限定為估算直到所述發動機溫度參數小于所述發動機溫度需求的時間段； 將所述估算時間段與保持溫度舒適性的時間極限值進行比較；和 如果所述估算時間段小于所述時間極限值，那么請求所述發動機重 新啟動。
11. 根據權利要求10所述的方法，還包括步驟(h):如果發生發 動機重新啟動，那么將所述HVAC系統的所述至少 一個部件再次調節至 在開始所述發動機關閉模式之前的操作狀態。
12. 根據權利要求9所述的方法，其中，步驟(a)還限定為在確 定所述發動機溫度需求時，檢測所述車輛周圍的環境溫度和檢測所述 發動機中的冷卻劑的冷卻劑溫度。
13. 根據權利要求9所述的方法，其中，步驟(b)還限定為在確 定所述發動機溫度參數時，檢測發動機油溫。
14. 根據權利要求9所述的方法，其中，步驟(f)還限定為調節 加熱器芯上游的混合門、HVAC鼓風機速度、再循環門和模式門中的至 少一個。
15. 根據權利要求9所述的方法，還包括步驟(h) 確定所述客艙的請求空氣調節操作點；(i) 估算達到所述請求空氣調節操作點的時間；(j)基于步驟(h)和(i),估算最大許可壓縮機關閉時間； (k)確定所述最大許可壓縮機關閉時間是否大于最小許可發動機 關閉時間；(1)如果所述最大許可壓縮機關閉時間大于所述最小許可發動機 關閉時間，那么確定所述車輛是否進入所述許可發動機關閉模式；和(m)如果所述車輛處于所述許可發動機關閉模式，那么開始發動 機關閉模式。
16. 根據權利要求15所述的方法，還包括(n)如果所述車輛處于所述許可發動機關閉模式，那么在開始所 述發動機關閉模式之前，調節所述HVAC系統中的至少一個部件，以使 得所述客艙用最小的能量消耗實現最大冷卻。
17. 根據權利要求16所述的方法，其中，步驟(n)還限定為調 節加熱器芯上游的混合門、HVAC鼓風機速度、再循環門和模式門中的 至少一個。
18.根據權利要求15所述的方法，還包括 (n)如果開始所述發動機關閉模式，那么 基于HVAC操作模式確定舒適性操作溫度帶寬； 估算客艙溫度舒適性處于所述溫度帶寬之外的時間段； 將所述估算時間段與保持溫度舒適性的時間極限值進行比較；和如果所述估算時間段小于所述時間極限值，那么請求所述發動機重 新啟動。
全文摘要
本發明涉及車輛HVAC控制。公開了一種控制用于混合動力車輛的HVAC系統的方法，所述混合動力車輛具有由發動機驅動的制冷劑壓縮機。所述方法包括步驟確定客艙的請求空氣調節操作點；估算達到所述請求操作點的時間；基于前述步驟，估算最大許可壓縮機關閉時間；確定所述許可壓縮機關閉時間是否大于最小發動機關閉時間；如果所述許可壓縮機關閉時間大于所述發動機關閉時間，那么確定所述車輛是否進入許可發動機關閉模式；如果是，那么開始發動機關閉模式；如果預期發動機關閉，那么在開始所述關閉模式之前，調節所述HVAC系統，以使得客艙用最小的能量消耗實現最大冷卻；和如果開始所述發動機關閉，那么監測所述HVAC系統，以確定何時需要發動機重新啟動，以保持舒適性。
文檔編號B60W20/00GK101628581SQ200910164550
公開日2010年1月20日 申請日期2009年7月20日 優先權日2008年7月18日
發明者L·P·齊爾, M·H·卡爾森, T·M·塔馬斯 申請人:通用汽車環球科技運作公司