CN101479125A - 用于内燃机的控制设备及控制内燃机的方法 - Google Patents

用于内燃机的控制设备及控制内燃机的方法 Download PDF

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Abstract

在发动机ECU(60)中，设定阈值线Ls1和阈值线Ls2作为当基于冷却液温度Tw禁止停止发动机时使用的阈值线。所述阈值线Lsi被设定以保证预定的加热能力。在阈值线Ls2上的阈值高于在阈值线Lsi上的阈值。当车辆正在运动时，选择阈值线Ls2以禁止/允许发动机的停止。这增加了存储在发动机冷却液中的热量。当车辆停止时，选择阈值线Ls1以禁止/允许发动机的停止。这降低了在停止的车辆中起动发动机的频率，同时保持预定的加热能力。

Description

用于内燃机的控制设备及控制内燃机的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于内燃机的控制设备，其在由内燃机输出的驱动力驱动的车辆中控制内燃机的起动和停止，并设置有利用内燃机的冷却液作为热源来调节车厢中的空气的车辆空调装置。
背景技术
[0002]车辆空调装置利用制冷循环系统的蒸发器冷却空气并且利用内燃机的发动机冷却液在其中循环的暖气风箱加热空气。这样，空调装置调节空气。然后，空调装置将空调风供应到车厢中以冷却或加热车厢。
[0003]近年来，执行诸如怠速停止控制的所谓的经济运行控制的车辆已经得到广泛地应用。在怠速停止控制中，当预定的发动机停止条件满足时，发动机停止。当发动机停止且预定的发动机起动条件(发动机重新启动条件)满足时，发动机起动。因此，例如，当车辆停止时通过执行怠速停止控制以停止发动机，能提高燃料效率、减少废气并抑制车辆停止时的振动和噪声。
[0004]当空调正在加热车厢且发动机停止时，发动机冷却液的温度降低。而且，空调的加热能力由于发动机冷却液的温度的降低而降低。因此，不能将车厢内的空气调节(加热)到要求的水平。
[0005]在车辆中，当发动机冷却液的温度降低时，通常起动发动机以将发动机冷却液的温度保持在预定的范围内。这抑制了由于发动机冷却液的温度的降低而引起的加热能力的降低。换句话讲，基于发动机冷却液的温度，即，基于发动机冷却液的温度是否高于预定的阈值来驱动和停止发动机。
[0006]然而，当起动发动机以抑制发动机冷却液的温度降低时，提高燃料效率和减少废气的效果不太显著。而且，尽管在近来的车辆中抑制了由发动机引起的振动、噪声等，然而当车辆停止时，车辆内的乘客仍然感到噪声和振动。尤其是当由于发动机冷却液温度的变化而重复地驱动和停止发动机时，振动和噪声使得乘客不舒服。
[0007]因此，公开号为2002-211238(JP-A-2002-211238)的日本专利申请描述了，在冷却液温度降低而发动机重新启动时的冷却液温度的阈值和发动机起动之后冷却液温度升高而发动机自动停止时的冷却液温度的阈值之间有特定差值。这减小了发动机重复且频繁地停止和重新启动的可能性。
[0008]然而，在上述发动机重新启动时的阈值和发动机停止时的阈值之间有特定差值的情况中，当冷却液温度降低时，发动机仍需重新启动以保持所需要的空调的加热能力。而且，当设定所述差值以保持所需要的加热能力时，发动机长时间运转。
发明内容
[0009]本发明提供一种用于内燃机的控制设备，其当执行诸如怠速停止控制等控制以停止内燃机时，在保持车辆空调装置所需要的加热能力的同时降低在停止的车辆中起动内燃机的频率。
[0010]本发明的第一方案涉及一种用于内燃机的控制设备，其当停止条件满足时停止内燃机，当起动条件满足时起动内燃机，并且设置有利用内燃机的冷却液加热车厢的车辆空调装置。控制设备包括冷却液温度检测器件、停止禁止器件、运动判定器件以及选择器件。冷却液温度检测器件检测内燃机的冷却液的温度。停止禁止器件在车辆空调装置正在加热车厢并且由冷却液温度检测器件检测到的冷却液的温度等于或低于预先设定的阈值时禁止停止内燃机。运动判定器件判断车辆是否正在运动。选择器件选择第一阈值作为由停止禁止器件使用的阈值。当运动判定器件判定车辆正在运动时，选择器件选择比第一阈值高的第二阈值。
[0011]根据本发明的第一方案，当车辆空调装置正在加热车厢、车辆停止且冷却液的温度等于或低于第一阈值时，禁止停止内燃机。因此获得了所要求的车辆空调装置的加热能力。
[0012]当车辆空调装置正在加热车厢、运动判定器件判定车辆正在运动且冷却液的温度等于或低于比第一阈值高的第二阈值时，禁止停止内燃机。
[0013]因此，当车辆正在运动时，冷却液的温度保持在高温，并且大量的热量存储在冷却液中。这增加了车辆停止时冷却液温度降低到第一阈值并因此停止内燃机之前的时间。
[0014]因此，可以降低由于车辆停止时冷却液温度的降低而驱动内燃机的频率。
[0015]根据本发明的第二方案，运动判定器件包括车速检测器件、制动判定器件和加速踏板操作检测器件中的至少一个。车速检测器件检测车速。制动判定器件判断是否通过执行制动操作向车辆施加了制动。加速踏板操作检测器件检测根据车辆的加速踏板的操作而变化的参数。运动判定器件利用车速检测器件、制动判定器件和加速踏板操作检测器件中的至少一个来判断车辆是否正在运动。
[0016]根据第二实施例，基于由车速检测器件检测到的车速、由制动判定器件作出的判定以及由加速踏板操作检测器件检测到的参数中的至少一个来判断车辆是否正在运动。
[0017]因此，可以轻易且恰当地判断车辆是否正在运动。制动判定器件可以判断是否操作制动踏板以及是否操作驻车制动器。加速踏板操作检测器件可以判断是否操作加速踏板，并且可以判断加速踏板被踏下的量。可选择地，例如，加速踏板操作检测器件可以检测根据加速踏板的操作所操作的节流阀的开度。
[0018]本发明的另一方案涉及一种控制内燃机的方法，其当停止条件满足时停止内燃机，当起动条件满足时起动内燃机，并且设置有利用内燃机的冷却液加热车厢的车辆空调装置。所述方法包括：检测内燃机的冷却液的温度；当车辆空调装置正在加热车厢且检测到的冷却液的温度等于或低于预先设定的阈值时禁止停止内燃机；判断车辆是否正在运动；以及选择第一阈值作为用于判断是否禁止停止内燃机的阈值，并且当判定车辆正在运动时，选择比第一阈值高的第二阈值。
[0019]在本发明的上述方案中，可以利用基于车厢的目标温度和环境条件而设定的供应到车厢的空气的目标温度(车辆空调装置的预置温度)来判断车辆空调装置是否正在加热车厢。可选择地，可以基于诸如车厢的温度和车辆外部的空气的温度等与空调的预置温度相关的热负荷的相关值来判断车辆空调装置是否正在加热车厢。
附图说明
本发明上述的和进一步的目的、特征和优点通过下面结合附图对示范性实施例的描述将变得清晰，其中相同的附图标记用于表示相同的元件，其中：
图1为表示根据本发明的实施例的与目标空气温度相关的发动机冷却液温度的阈值的曲线图；
图2为表示根据本发明的实施例的空调的结构的示意图；
图3为表示控制发动机及空调的控制部分的示意结构的方块图；
图4为示意地表示停止/起动发动机的控制的流程图；
图5为示意地表示当空调正在加热车厢时作出设定以禁止停止发动机的控制的流程图；
图6A为表示车辆的运动模式的实例的图，图6B和图6C为表示基于图6A所示的运动模式的发动机转速的变化的实例的图，图6B表示仅采用阈值线Ls1的情况，图6C表示当车辆正在运动时采用阈值线Ls2，而车辆停止时采用阈值线Ls1的情况；
图7为示意地表示当空调正在加热车厢时作出设定以禁止停止发动机的控制的另一个实例的流程图；并且
图8为示意地表示当空调正在加热车厢时作出设定以禁止停止发动机的控制的又一个实例的流程图。
具体实施方式
[0020]下面将结合附图详细描述本发明的示范性实施例。图2示意地表示在实施例中用作车辆空调装置的空调10的结构。
[0021]在空调10中，压缩机12、冷凝器14、膨胀阀16以及蒸发器18形成制冷循环系统。冷却介质在制冷循环系统中循环。冷却介质通过转动压缩机12而被压缩，然后冷却介质被液化。被液化的冷却介质供应到蒸发器18并且在蒸发器18内被蒸发。此时，热量从经过蒸发器18的空气被传递到空调10内的冷却介质。因此，经过蒸发器18的空气被冷却。
[0022]空调10包括空调导管20。蒸发器18设置在空调导管20中。空气入口22在空调导管20的一端形成。空气出口24在空调导管20的另一端形成。
[0023]在空调10中，空气入口22包括空气入口22A和空气入口22B。空气入口22A通向车厢(没有显示)以便车厢内的空气通过空气入口22A引入空调10。空气入口22B通向大气以便车辆外部的空气(下面称作“外部空气”)通过空气入口22B引入空调10。在空调导管20中设置模式切换调节阀(mode-switching damper)26和鼓风机28。模式切换调节阀26打开/关闭空气入口22A和22B。
[0024]在空调10中，选择再循环模式或新风模式(fresh-air mode)。在再循环模式中，空调10调节车厢内部的空气(下面称作“内部空气”)，并将空调风供应到车厢中。在新风模式中，空调10调节外部空气，并将空调风供应到车厢中。当选择再循环模式时，模式切换调节阀26关闭空气入口22B并打开空气入口22A。当选择新风引入模式时，模式切换调节阀26关闭空气入口22A并打开空气入口22B。
[0025]因此，当鼓风机28运行时，内部空气或外部空气通过空气入口22A和22B被吸入蒸发器18。
[0026]空气出口24包括除霜器出口24A、出口24B和底置出口24C(foot-outlet)。除霜器出口24A连接到指向例如车厢挡风玻璃的中心除霜器出口和侧部除霜器出口。出口24B连接到指向车厢内的乘客的中心出口和侧部出口。底置出口24C指向坐在前座和后座上的乘客的脚。
[0001]切换调节阀30设置在空调导管20内。切换调节阀30可选择地打开/关闭除霜器出口24A、出口24B以及底置出口24C。
[0028]在空调10中，选择DEF模式、FACE模式、FOOT模式、DEF/FOOT模式或BI-LEVEL模式作为用于将空调风供应到车厢的供气模式(air-supply mode)。在DEF模式中，空调风通过除霜器出口24A供应到车厢。在FACE模式中，空调风通过出口24B供应到车厢。在FOOT模式中，空调风通过底置出口24C供应到车厢。在DEF/FOOT模式中，空调风通过除霜器出口24A和底置出口24C供应到车厢。在BI-LEVEL模式中，空调风通过出口24B和底置出口24C供应到车厢。在空调10中，切换调节阀30根据所选择的供气模式来打开/关闭除霜器出口24A、出口24B以及底置出口24C。
[0029]暖气风箱32和冷热空气混合调节阀34设置在空调10的空调导管20内。在空气经过蒸发器18之后，部分空气被引导以经过暖气风箱32，剩余的空气通过冷热空气混合调节阀34被引导以绕过暖气风箱32。经过暖气风箱32的空气与绕过暖气风箱32的空气在暖气风箱32的下游区域混合。
[0030]因此，在空调10中，空气被调节到预定的温度。即，通过控制冷热空气混合调节阀34的开度，空气被调节到目标空气温度以使车厢的温度等于在空调10内预置的车厢的目标温度(下面称作“空调10的预置温度”)。
[0031]在设置有空调10的车辆中设置内燃机(下面简称为“发动机”)36。发动机36为用于驱动车辆的驱动源。发动机36为具有普通结构的水冷式内燃机。即，发动机36设置有在气缸体和气缸盖(两者都未图示)内形成的水套。发动机冷却液在水套内循环。
[0032]发动机冷却液在发动机36和发动机散热器(未图示)之间循环。这抑制了由于发动机36运行时的热量产生而增加发动机36的温度。在实施例中可以采用任何设置有例如发动机36的用于驱动车辆的内燃机的车辆。因此，在所述实施例中的车辆可以为由发动机36和/或电动机驱动的所谓的混合动力汽车。
[0033]冷却液通道38在暖气风箱32和发动机36之间形成。通过驱动水泵40，发动机冷却液在暖气风箱32和发动机36之间的冷却液通道38内循环。在空调10中，利用在暖气风箱32内循环的发动机冷却液来加热空气。
[0034]如图3所示，设置空调ECU42以控制空调10。空调ECU42连接到鼓风机电动机44以及执行器46A、46B和46C。鼓风机电动机44驱动鼓风机28。执行器46A、46B和46C分别操作模式切换调节阀26、切换调节阀30以及冷热空气混合调节阀34。
[0035]专用电动机(压缩机电动机)可以用于驱动压缩机12。可选择地，诸如发动机36等的用于驱动车辆的驱动源或用于驱动其他辅助机械的驱动源可以用来驱动压缩机12。当使用压缩机电动机时，可以将压缩机电动机连接到空调ECU42。在这种情况下，空调ECU42控制(操作/停止)压缩机电动机并且控制压缩机电动机的转速。当使用发动机36或用于驱动其他辅助机械的驱动源时，例如可以设置电磁离合器。在这种情况下，电磁离合器将压缩机12连接到驱动源或从驱动源断开。电磁离合器连接到空调ECU42。空调ECU42通过开启/关闭电磁离合器来开启/关闭压缩机。压缩机电动机、用于驱动其他辅助机械的驱动源以及电磁离合器未图示。
[0036]空调ECU42连接到车厢温度传感器48、外部空气温度传感器50、太阳照射量传感器(solar-radiation sensor)52以及后蒸发器温度传感器(post-evaporator sensor)54等。车厢温度传感器48检测车厢的温度。外部空气温度传感器50检测外部空气的温度。太阳照射量传感器52检测太阳照射量。后蒸发器温度传感器54检测已经经过蒸发器18的空气的温度。
[0037]当通过操作设置在操作面板(未图示)上的开关来设定操作条件(例如操作模式和空调10的预置温度)时，空调ECU42基于操作条件和环境条件(例如车厢温度、外部空气的温度以及太阳照射量)通过控制鼓风机电动机44以及执行器46A至46C等来操作空调10，以使车厢温度等于预置温度。
[0038]例如，当选择自动模式时，空调ECU42基于预置温度TSET、环境条件等计算作为供应到车厢内的空气的目标温度的目标空气温度TAO。然后，空调ECU42基于目标空气温度TAO设定通过操作鼓风机28而供应的空气量(下面，所述量将被称作“鼓风机空气量(blower airamount)”)、冷热空气混合调节阀34的开度以及供气模式等。然后，空调ECU42基于所述设定来操作鼓风机电动机44以及执行器46A至46C。
[0039]根据下述方程式，目标空气温度TAO通常基于预置温度TSET、车厢温度Tr、外部空气温度TO以及太阳照射量ST而确定。
[0040]TAO＝K1×TSET-K2×TO-K3×Tr-K4×ST+C(在此方程式中，K1、K2、K3、K4及C被设定为定值)。鼓风机空气量可以基于目标空气温度TAO而设定。例如，当目标空气温度TAO与参考温度之间的差值较小时，将鼓风机空气量设定为较小量。参考温度可以为预置温度TSET或者为预先设定的温度。随着目标空气温度TAO和参考温度之间的差值增大，鼓风机空气量增大。用于驱动鼓风机电动机44的驱动电压基于设定的鼓风机空气量而设定。
[0041]在空调10中，通过混合经过暖气风箱32的空气和绕过暖气风箱32的空气而将空气调节到目标空气温度TAO。基于经过暖气风箱32的空气量与全部空气量的比率(下面，该比率将被称作“混合比率r”)设定冷热空气混合调节阀34的开度。根据方程式r＝(TAO-Te)/(Th-Te)，基于经过蒸发器18的空气的温度(下面，该温度将被称作“后蒸发器温度Te”)以及经过暖气风箱32的空气的温度(下面，该温度将被称作“后暖气风箱温度Th”)来计算所述混合比率r。
[0042]后蒸发器温度传感器54检测后蒸发器温度Te。温度传感器(后暖气风箱温度传感器)可以设置在暖气风箱32的下游以检测后暖气风箱温度Th。可选择地，可以基于冷却液温度Tw、冷却液的流量以及暖气风箱32的温度效率来计算后暖气风箱温度Th。当基于冷却液温度Tw、冷却液的流量以及暖气风箱32的温度效率来计算后暖气风箱的温度Th时，空调ECU42连接到冷却液温度传感器56。冷却液的流量基于水泵40的转速确定。暖气风箱32的温度效率和发动机冷却液的流量之间的关系可以预先确定，并且可以基于发动机冷却液的流量确定温度效率。
[0043]因此，空调ECU42基于目标空气温度TAO、后蒸发器温度Te以及冷却液温度Tw来计算混合比率r，即，经过暖气风箱32的空气量与全部空气量的比率。冷热空气混合调节阀34的开度S基于混合比率r设定。执行器46C运行以使冷热空气混合调节阀34的实际开度等于设定的开度S。空调10可以以众所周知的普通方式运行。
[0044]在车辆中，设置发动机ECU60以控制发动机36(参考图2)。发动机ECU60包括含有CPU、ROM、RAM等的微处理器。当预定的发动机停止条件满足时，发动机ECU60停止发动机36。例如，当车辆停止时，可以满足发动机的停止条件。当车辆停止并且发动机的重新启动条件满足时，发动机ECU60重新启动发动机36。例如，发动机ECU60可以以众所周知的方式执行诸如怠速停止控制等所谓的经济运行控制以提高燃料效率、抑制噪声和振动以及减少废气。
[0045]如图2所示的发动机36具有普通结构。即，发动机36包括气缸盖和气缸体。燃烧室由气缸盖、气缸体和设置在气缸体内的活塞所限定。在发动机36的气缸盖中，形成有进气口(未图示)和排气口(未图示)。进气阀(未图示)打开/关闭进气口。排气阀(未图示)打开/关闭排气口。
[0046]在发动机36中，当进气阀打开进气口时，空气经过节流阀、稳压罐及进气口被带入燃烧室。当排气阀打开排气口时，排气经过排气口从燃烧室中排出，然后排气经过用于净化排气的催化剂被排放到大气中。燃料在高压下经过输送管供应到燃料喷射阀，并且燃料从燃料喷射阀被喷射到燃烧室。因此，产生混合气。火花塞点燃混合气以燃烧混合气。活塞由于混合气的燃烧而往复运动。
[0047]在发动机36中，活塞的往复运动经过连杆转变成曲轴的转动运动。转动运动经过变矩器或变速装置传递给车轮。因此，车轮被转动。所述车辆具有普通结构。即，在车辆中，电动发电机和辅助机械由发动机36输出的驱动力驱动。
[0048]如图3所述，发动机ECU60连接到电动发电机62。由发动机36驱动的电动发电机62产生的电力经过变换器64传递给电池66，然后用电力使电池66充电。当存储在电池66内的电力经过变换器64供应到电动发电机62时，电动发电机62被转动。此时，通过执行变换器64的相位控制来控制电动发电机62。
[0049]在该实施例中，采用所谓的混合动力汽车作为实例。混合动力汽车由发动机36输出的驱动力和/或电动发电机62输出的驱动力驱动。包括压缩机12和水泵40的辅助机械由发动机36输出的驱动力或者电动发电机62输出的驱动力驱动。
[0050]发动机ECU60连接到点火开关68、火花塞70、燃料喷射阀72、燃料压力传感器74、节气门电机76、节气门开度传感器78、制动开关80、怠速开关82、加速踏板位置传感器84、发动机转速传感器86、车速传感器88、空气流量计90、冷却液温度传感器92、空燃比传感器94等。燃料压力传感器74检测输送管内的燃料压力。节气门电机76驱动节流阀。节气门开度传感器78检测节流阀的开度。制动开关80判断是否踏下了踏板以及是否操作了驻车制动器。怠速开关82判断是否踏下了加速踏板。加速踏板位置传感器84检测加速踏板被踏下的量(下面称作“加速踏板操作量”)。发动机转速传感器86基于例如曲轴的转速等判断发动机转速。车速传感器88检测车速。空气流量计90检测进气量。冷却液温度传感器92检测发动机冷却液的温度。空燃比传感器94检测排气的空燃比。此外，发动机ECU60检测电动发电机62的转速、电池66充电的电量以及从电池66放出的电量。
[0051]发动机ECU60基于从上述的传感器等传送的检测结果通过驱动节气门电机76来调整节流阀的开度。发动机ECU60调整从燃料喷射阀72喷射的燃料量，并以均质充量燃烧模式或分层充气燃烧模式来操作发动机36。在均质充量燃烧模式中，燃料在进气行程期间被喷入燃烧室。在分层充气燃烧模式中，燃料在压缩行程结束时被喷入燃烧室。
[0052]在发动机ECU60中，预先设定并存储发动机的停止条件和发动机的重新启动条件。当发动机的停止条件满足时，发动机ECU60停止从燃料喷射阀72喷射燃料，并停止发动机36。当发动机36停止且发动机的重新启动条件满足时，发动机ECU60驱动电动发电机62以重新启动发动机36。此外，发动机ECU60通过执行诸如发动机36的点火正时的控制等控制来驱动发动机36。
[0053]在发动机ECU60内存储的发动机的停止条件和发动机的重新启动条件与冷却液温度Tw相关。在发动机ECU60中，作出设定以使当冷却液温度Tw等于或高于预定的温度时允许停止发动机36，并且当冷却液温度Tw等于或低于预定的温度时，发动机36重新启动。
[0054]在空调10中，利用发动机冷却液加热空气。当冷却液温度Tw降低时，空调10的加热能力降低。可以基于目标空气温度TAO判断空调10是否正在加热车厢。随着目标空气温度TAO的升高，所需要的空调10的加热能力也升高。因为基于外部空气温度TO、车厢温度Tr、太阳照射量ST计算目标空气温度TAO，因此可以基于外部空气温度TO、车厢温度Tr或太阳照射量ST确定所需要的空调10的加热能力。
[0055]即，随着外部空气温度TO、车厢温度Tr或太阳照射量ST的降低，所需要的空调10的加热能力升高。因此，随着外部空气温度TO、车厢温度Tr或太阳照射量ST的降低，与空调10的加热能力相关的冷却液温度Tw可能升高。
[0056]因此，因为空调10的加热能力与冷却液温度Tw相关，所以发动机ECU60基于冷却液温度Tw执行停止/重新启动发动机36的控制。
[0057]如图1所示，当目标空气温度TAO低于参考温度Ts(TAO<Ts)时，发动机ECU60基于空调10的加热能力允许停止发动机36(参考图1的“发动机停止允许区域”)。当目标空气温度TAO等于或高于参考温度Ts(TAO≥Ts)时，发动机ECU60基于冷却液温度Tw以及与目标空气温度TAO相关的冷却液温度Tw的阈值来禁止停止发动机36。
[0058]在发动机ECU60中，设定阈值线Ls以限定允许停止发动机36的发动机停止允许区域，以及禁止停止发动机36的发动机停止禁止区域。阈值线Ls包括阈值线Ls1以及阈值线Ls2。阈值线Ls1表示冷却液温度Tw的第一阈值，且阈值线Ls2表示冷却液温度Tw的第二阈值。
[0059]在阈值线Ls2上的第二阈值比在阈值线Ls1上的第一阈值高。即，当选择阈值线Ls2时，允许在比选择阈值线Ls1时高的冷却液温度Tw停止发动机36。阈值线Ls1将发动机停止允许区域和第一发动机停止禁止区域分开。阈值线Ls2将发动机停止允许区域和第二发动机停止禁止区域分开。第二发动机停止禁止区域包括第一发动机停止禁止区域。
[0060]随着目标空气温度TAO的升高，热负荷和冷却液温度Tw可能升高。温度T1为阈值线Ls1上的第一阈值的下限。温度T2为阈值线Ls1上的第一阈值的上限。因此，在温度T1到温度T2的范围内，冷却液Tw的第一阈值根据目标空气温度TAO增加。当冷却液温度Tw高于阈值线Ls1上的第一阈值时，保证了所需要的空调10的加热能力。
[0061]温度T3(T1<T3)为阈值线Ls2上的第二阈值的下限。温度T4(T2<T4)为阈值线Ls2上的第二阈值的上限。因此，在温度T3到温度T4的范围内，冷却液Tw的第二阈值根据目标空气温度TAO而增加。
[0062]因此，当空调10的目标空气温度TAO高于参考温度Ts，并且冷却液温度Tw高于与目标空气温度TAO相关的阈值线Ls1或Ls2上的第一或第二阈值时，发动机ECU60允许停止发动机36。当发动机36停止并且冷却液温度Tw等于或低于阈值线Ls1或Ls2上的第一或第二阈值时，发动机ECU60重新启动发动机36。
[0063]发动机ECU60通常基于冷却液温度Tw和与目标空气温度TAO相关的阈值线Ls1上的第一阈值允许或禁止停止发动机36。阈值线Ls1和Ls2中的每一个可以具有特定的宽度(滞后宽度)。在这种情况下，在允许停止发动机36的阈值和禁止停止发动机36的阈值之间有特定差值。这减少了频繁且重复地禁止和允许停止发动机36的可能性。
[0064]当发动机36停止时，利用在暖气风箱32内循环的发动机冷却液加热空气，发动机冷却液温度Tw降低。因此，例如当车辆停止且冷却液温度Tw降低时，发动机36重新启动。
[0065]在此实施例中，当空调10正在加热车厢且车辆正在运动时，选择阈值线Ls的阈值线Ls2。因此，当空调10正在加热车厢且车辆正在运动时，起动发动机36的频率增加，并且冷却液温度Tw保持在高温。这增加了存储在发动机冷却液内的热量。
[0066]当打开点火开关68以使车辆起动时，具有上述结构的发动机ECU60根据诸如加速踏板(未图示)或制动踏板(未图示)的操作来驱动发动机36和/或电动发电机62。因此，车辆由发动机36和/或电动发电机62输出的驱动力驱动。
[0067]当在操作面板(未图示)上设置操作条件(例如，预置温度TSET)时，提供指令以操作空调10、目标空气温度TAO、冷热空气混合调节阀34的开度S，并且基于预置温度TSET和环境条件设定鼓风机空气量。然后，通过基于设定的目标空气温度、设定的开度S、设定的鼓风机空气量以及操作条件而操作鼓风机电动机44和执行器46A至46C，操作空调10以使车厢的温度等于预置温度TSET。
[0068]发动机ECU60检测表示车辆内的驾驶员的操作以及车辆的运动的值，并且执行所谓的经济运行控制。即，当预定的发动机停止条件满足时，停止发动机36。当发动机36停止并且发动机的重新启动条件满足时，发动机36重新启动。
[0069]图4示意地表示停止/重新启动发动机36的控制的流程图。当打开点火开关68时，由流程图所示的程序开始。当关闭点火开关68时，程序结束。基本的发动机停止条件和基本的发动机重新启动条件可以分别为已知的发动机停止条件和已知的发动机重新启动条件。因此，将省略发动机停止条件和发动机重新启动条件的详细描述。
[0070]当打开点火开关68并且发动机36停止时，由流程图所示的程序开始。在步骤100中，读取由传感器等检测到的值。由传感器等检测到的值表示在车辆内的驾驶员的操作以及车辆的运动。在步骤102中，判断发动机的重新启动条件(发动机起动条件)是否满足。
[0071]当发动机的重新启动条件满足时(即在步骤102中作出肯定的判定)，程序进行到步骤104。在步骤104中，发动机36起动(重新启动)。这能够利用从发动机36输出的驱动力使车辆运动。
[0072]然后，在步骤106中，读取表示车辆内的驾驶员的操作和车辆运动的值。在步骤108中，判断停止发动机36的发动机停止条件是否满足。
[0073]例如，当冷却液温度Tw在预定的范围内，并且车辆停止从而满足发动机的停止条件时，在步骤108中作出肯定的判定。在这种情况下，程序可能进行到步骤110。在步骤110中，停止发动机36。
[0074]因此，当发动机的停止条件满足时，发动机ECU60停止发动机36。当发动机的重新启动条件满足时，ECU60重新启动发动机36。因此，发动机36间歇地被驱动。这提高了燃料效率并且减少了废气。
[0075]当空调10正在加热车厢时，发动机ECU60降低停止发动机36的频率以使冷却液温度Tw保持在预定的水平并且保证预定的加热能力。当发动机36停止且不满足发动机重新启动条件时，在步骤102中作出否定的判定，然后程序进行到步骤112。在步骤112中，判断标记F的值是否为1。
[0076]当发动机36被驱动且发动机的停止条件满足时(即在步骤108中作出肯定的判定)，在步骤110中停止发动机36之前，在步骤114中判断标记F的值是否为1。
[0077]在此实施例中，标记F用于指示当空调10正在运行时，是否基于冷却液温度Tw来禁止停止发动机36。当标记F被设定为1(F＝1)时，禁止停止发动机36。
[0078]因此，在图4的流程图中，当标记F被设定为1时，在步骤112中作出肯定的判定然后程序进行到步骤104。在步骤104中，发动机36重新启动。当发动机的停止条件满足时，标记F被设定为1，在步骤114中作出肯定的判定。在这种情况下，发动机36继续被驱动。
[0079]图5示意地表示作出设定以禁止停止发动机36的控制。当打开点火开关68时，由流程图所示的程序开始。当关闭点火开关68时，程序结束。在步骤120中，判断空调10是否正在运行。
[0080]当空调10停止时(即在步骤120中作出否定的判定)，程序进行到步骤122。在步骤122中，标记F被重置(即，标记F被设定为0)。
[0081]当空调10正在运行时(即在步骤120中作出肯定的判定)，程序进行到步骤124。在步骤124中，读取在空调ECU42中计算出的目标空气温度TAO。然后，在步骤126中，判断目标空气温度TAO是否等于或高于参考温度Ts。
[0082]当目标空气温度TAO低于参考温度Ts时，例如，当空调10正在冷却车厢时，在步骤126中作出否定的判定，然后程序进行到步骤122。在步骤122中，标记F被重置(即，标记F被设定为0)。
[0083]因此，根据图4的流程图，发动机36基于发动机的停止条件和发动机的重新启动条件被间歇地驱动。参考温度Ts可以预先设定，或者当空调10正在运行时基于预置温度TSET设定。只要能够基于目标空气温度TAO恰当地判断空调10是否正在加热车厢，参考温度Ts可以被设定为任意温度。
[0084]当目标空气温度TAO高于参考温度Ts并且判定空调10正在加热车厢时，在步骤126中做出肯定的判定，然后程序进行到步骤128。
[0085]在步骤128中，读取由车速传感器88检测到的车速(下面称作“速度v”)。然后，在步骤130中，判断速度v是否等于或大于设定的速度v0以及车辆是否正在运动。速度v0可以被设定为车辆停止时的速度“0”(v0＝0km/h)。可选择地，速度v0可以被设定为车辆基本上停止的速度(例如，v0＝2至5km/h)。同样在这种情况下，可以基于设定的速度v0判断车辆是否正在运动。
[0086]当车辆的速度v低于设定的速度v0并因此判定车辆停止时，在步骤130中作出否定的判定，然后程序进行到132。在步骤132中，选择阈值线Ls的标准阈值线Ls1(参考图1)，作为表示与目标空气温度TAO相关的冷却液温度Tw的阈值的线。
[0087]然后，在步骤134中，读取由冷却液温度传感器92检测到的冷却液温度Tw。然后，在步骤136中，判断冷却液温度Tw是否等于或低于与目标空气温度TAO相关的阈值线Ls1上的第一阈值。
[0088]当冷却液温度Tw等于或低于与目标空气温度TAO相关的阈值线Ls1上的第一阈值时(即在步骤136中作出肯定的判定时)，程序进行到步骤138。在步骤138中，将标记F设定为1(F＝1)以禁止停止发动机36。
[0089]当冷却液温度Tw高于与目标空气温度TAO相关的阈值线Ls1上的第一阈值时(即在步骤136中作出否定的判定时)，程序进行到步骤140。在步骤140中，标记F被重置(即，将标记F设定为0；F＝0)以允许停止发动机36。
[0090]当车辆正在运动时(即速度v高于设定的速度v0时)，在步骤130中作出肯定的判定，然后程序进行到步骤142。在步骤142中，选择阈值线Ls的阈值线Ls2(参考图1)作为表示与目标空气温度TAO相关的冷却液温度Tw的阈值的线。阈值线Ls2上的第二阈值比标准阈值线Ls1上的第一阈值高。
[0091]因此，当车辆正在运动时，冷却液温度Tw的阈值被设定为比车辆停止时更高的值。即，当车辆正在运动时，发动机36不太可能停止，且冷却液温度Tw保持在比发动机停止时更高的温度。当车辆停止时，重新选择阈值线Ls1作为表示与目标空气温度TAO相关的冷却液温度Tw的阈值的阈值线，而不是选择当车辆正在运动时使用的阈值线Ls2。阈值线Ls1上的第一阈值比阈值线Ls2上的第二阈值低。
[0092]因此，当空调10正在加热车厢，并且车辆停止从而满足发动机停止条件时，可以降低发动机36由于冷却液温度的降低而重新启动的频率。
[0093]例如，如果车辆在如图6A所示的时间t0至时间t1的期间内正在运动并且利用阈值线Ls1禁止停止发动机36，那么如图6B所示，发动机36在发动机的停止条件满足并且冷却液温度Tw超出阈值线Ls1上的第一阈值时的时间点t2处停止(即，发动机转速Ne＝0)。
[0094]当冷却液温度Tw等于或低于阈值线Ls1上的第一阈值并且空调10打开时，发动机36在车辆停止时重新启动。在图6B和图6C中，发动机36处于怠速时的发动机36的速度(即，最小的发动机转速)称作“id1”。
[0095]相反，如图6C所示，当采用阈值线Ls2时，发动机转速Ne降低直到时间t3(t2<t3)，然后发动机36处于怠速而没有停止。阈值线Ls2上的第二阈值比阈值线Ls1上的第一阈值高。当车辆停止时，选择阈值线Ls1，因此发动机36停止。
[0096]当车辆停止时，冷却液温度Tw保持在比阈值线Ls2上的第二阈值高的值。因此，紧接着在车辆停止之后，直到冷却液温度Tw降低到阈值线Ls1上的第一阈值为止需要一定的时间。因此，紧接着在车辆停止之后，发动机36保持停止。
[0097]这减小了燃料效率由于车辆停止时重新启动发动机36而降低的可能性。这也减小了车辆中的乘客感觉到由当车辆停止时起动发动机36而引起振动和发动机声音的可能性。
[0098]在已描述的实施例中，基于由车速传感器88检测到的车速判断车辆是否正在运动。然而，本发明不局限于所述结构。也可以基于车辆内的驾驶员的操作和车辆内执行的控制来判断是否存在车辆将要停止的可能性。在这种情况下，当判定车辆正在运动时，采用阈值线Ls2。当存在车辆将要停止的可能性时，采用阈值线Ls1。
[0099]图7和图8示意地表示在这种情况下的程序。在图7和图8中，与图5所示的过程相同的过程用相同的步骤数表示，并且将省略其详细的描述。
[0100]图7示意地表示检测制动踏板的操作和驻车制动器的操作作为车辆内的驾驶员的操作的程序。在这种情况下，使用一个制动开关80。制动开关80包括相互平行地连接的制动踏板开关和驻车制动开关。当操作制动踏板时，制动踏板开关被打开。当操作驻车制动器时，驻车制动开关被打开。
[0101]在此流程图中，当目标空气温度TAO等于或高于参考温度Ts时(即，在步骤126中作出肯定的判定)，程序进行到步骤150。在步骤150中，读取制动开关80的操作状态。然后在步骤152中判断制动开关80是否为打开。
[0102]当操作制动踏板以使车辆减速或操作驻车制动器以停止车辆并因此制动开关80为打开时，在步骤152中作出肯定的判定，然后程序进行到步骤132。在步骤132中，选择阈值线Ls的阈值线Ls1。
[0103]相反，当既没有操作制动踏板也没有操作驻车制动器时，判定出车辆正在运动并且在步骤152中作出否定的判定。然后，程序进行到步骤142。在步骤142中，选择阈值线Ls的阈值线Ls2以升高冷却液温度Tw。
[0104]图8示意地表示使用由节气门开度传感器78检测到的节流阀的开度作为表示车辆运动的值的程序。
[0105]在此流程图中，当目标空气温度TAO等于或高于参考温度Ts时(即，在步骤126中作出肯定的判定)，程序进行到步骤154。在步骤154中，读取由节气门开度传感器78检测到的节流阀的开度。然后，在步骤156中判断节流阀的开度是否等于或大于预定的开度。换句话讲，判断节流阀的开度是否低于预定的开度。预定的开度可以设定为认为节流阀实质上完全关闭的值(例如，预定的开度可以等于节流阀完全打开时的开度的大约1％至2％)
[0106]当车辆正在减速或停止，并因此使节流阀的开度低于预定的开度时，在步骤156中作出否定的判定，然后程序进行到步骤132。在步骤132中，选择阈值线Ls的阈值线Ls1。
[0107]相反，当车辆正在运动且节流阀的开度等于或大于预定的开度时，判定车辆正在运动并在步骤156中作出肯定的判定。然后程序进行到步骤142。在步骤142中，选择阈值线Ls的阈值线Ls2以使冷却液温度Tw保持在比阈值线Ls1上的第一阈值高的值。
[0108]因此，当车辆正在运动时，升高允许停止发动机36时的冷却液温度Tw的阈值以升高冷却液的加热能力。当车辆停止时，降低允许停止发动机36时的冷却液温度Tw的阈值以降低重新启动发动机36的频率。因为大量的热已经存储在发动机冷却液中，因此当车辆停止时，抑制了空调10的加热能力的降低。
[0109]可以以除上述方式之外的方式判断车辆是否正在运动。例如，可以利用传感器检测诸如由加速踏板位置传感器84检测的加速踏板操作量等表示车辆内的驾驶员的操作以及车辆的运动的值(用于驱动车辆的控制)，并且检测到的值可以用于判断车辆是否正在运动。
[0110]本发明不局限于上述实施例。例如，尽管控制发动机36的发动机ECU60判断空调10的操作状态，但是本发明不局限于上述结构。例如，控制空调10的空调ECU42可以判断发动机36的操作状态，并且可以允许停止发动机36或请求发动机ECU60来禁止停止发动机36。在这种情况下，发动机ECU60基于来自空调ECU42的请求停止发动机36或禁止停止发动机36。
[0111]在这种情况下，例如，当在图5的流程图中将标记F设定为1时，发出请求以禁止停止发动机36。当标记F被重置时，允许停止发动机36。
[0112]在上述实施例的每一个中，基于目标空气温度TAO判断空调10是否正在加热车厢。然而，因为基于预置温度TSET、车厢温度Tr、外部空气温度To以及太阳照射量ST计算目标空气温度TAO，因此可以基于预置温度TSET和车厢温度Tr及外部空气温度To之间的关系判断空调10是否正在加热车厢。
[0113]在上述实施例的每一个中，空调ECU42控制空调10，而发动机ECU60控制发动机36。然而，只要车辆空调装置利用发动机冷却液在其中循环的暖气风箱32加热空气，本发明就可以应用到设置有任意结构的车辆空调装置的车辆上。
[0114]如上所述，在本发明的上述实施例的每一个中，当车辆空调装置正在加热车厢并且车辆正在运动时，选择第二阈值。第二阈值高于当车辆停止时所选择的第一阈值。因此，当车辆正在运动时，内燃机更有可能被驱动，并且存储在冷却液内的热量比车辆停止时的更大。这抑制了车辆空调装置的加热能力的下降以及当车辆停止时起动内燃机的频率。

Claims (9)

1、一种用于内燃机(36)的控制设备(60)，其当停止条件满足时停止所述内燃机(36)，当起动条件满足时起动所述内燃机(36)，并且设置有利用所述内燃机(36)的冷却液加热车厢的车辆空调装置(10)，所述控制设备的特征在于包括：
冷却液温度检测器件(92)，其用于检测所述内燃机(36)的所述冷却液的温度；
停止禁止器件，其用于当所述车辆空调装置(10)正在加热所述车厢并且由所述冷却液温度检测器件(92)检测到的所述冷却液的温度等于或低于阈值时禁止停止所述内燃机(36)；
运动判定器件，其用于判断车辆是否正在运动；以及
选择器件，其用于选择所述阈值，其中当所述运动判定器件判定所述车辆没有运动时，所述选择器件选择第一阈值作为所述阈值，并且当所述运动判定器件判定所述车辆正在运动时，所述选择器件选择比所述第一阈值高的第二阈值作为所述阈值。
2、根据权利要求1所述的控制设备(60)，其中：
所述运动判定器件包括用于检测车速的车速检测器件(88)、用于判断是否通过执行制动操作向所述车辆施加了制动的制动判定器件(80)以及用于检测所述车辆的加速踏板的操作的加速踏板操作检测器件(84)中的至少一个；并且
所述运动判定器件利用所述车速检测器件(88)、所述制动判定器件(80)和所述加速踏板操作检测器件(84)中的至少一个来判断所述车辆是否正在运动。
3、根据权利要求1或2所述的控制设备(60)，其中基于由所述车辆空调装置(10)供应到所述车厢中的空气的目标温度和与在所述车辆空调装置(10)内预置的所述车厢的目标温度相关的热负荷中的至少一个来判断所述车辆空调装置(10)是否正在加热所述车厢。
4、根据权利要求1至3中任一项所述的控制设备(60)，其中所述第一阈值和所述第二阈值中的至少一个包括允许停止所述内燃机(36)的值，和禁止停止所述内燃机(36)的另一个值，并且在所述值和所述另一个值之间有预定差。
5、一种控制内燃机(36)的方法，其当停止条件满足时停止所述内燃机(36)，当起动条件满足时起动所述内燃机(36)，并且设置有利用所述内燃机(36)的冷却液加热车厢的车辆空调装置(10)，所述方法的特征在于包括以下步骤：
检测所述内燃机(36)的所述冷却液的温度；
当所述车辆空调装置(10)正在加热所述车厢且检测到的所述冷却液的温度等于或低于阈值时禁止停止所述内燃机(36)；
判断所述车辆是否正在运动；以及
当判定所述车辆没有运动时，选择第一阈值作为所述阈值，并且当判定所述车辆正在运动时，选择比所述第一阈值高的第二阈值作为所述阈值。
6、根据权利要求5所述的控制内燃机(36)的方法，其中基于车速、制动操作和加速踏板的操作中的至少一个来判断所述车辆是否正在运动。
7、根据权利要求5或6所述的控制内燃机(36)的方法，其中基于由所述车辆空调装置(10)供应到所述车厢中的空气的目标温度以及与在所述车辆空调装置(10)内预置的所述车厢的目标温度相关的热负荷中的至少一个来判断所述车辆空调装置(10)是否正在加热所述车厢。
8、根据权利要求5至7中任一项所述的控制内燃机(36)的方法，其中所述第一阈值和所述第二阈值中的至少一个包括允许停止所述内燃机(36)的值，和禁止停止所述内燃机(36)的另一个值，并且在所述值和所述另一个值之间有预定差。
9、一种用于内燃机的控制设备，其当停止条件满足时停止所述内燃机，当起动条件满足时起动所述内燃机，并且设置有利用所述内燃机的冷却液加热车厢的车辆空调装置，所述控制设备包括：
冷却液温度检测装置，其检测所述内燃机的所述冷却液的温度；
停止禁止器件，其当所述车辆空调装置(10)正在加热所述车厢并且由所述冷却液温度检测装置检测到的所述冷却液的温度等于或低于阈值时禁止停止所述内燃机；
运动判定装置，其判断车辆是否正在运动；以及
选择装置，其选择所述阈值，其中当所述运动判定装置判定所述车辆没有运动时，所述选择器件选择第一阈值作为所述阈值，并且当所述运动判定装置判定所述车辆正在运动时，所述选择器件选择比所述第一阈值高的第二阈值作为所述阈值。
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