CN106089458A - 发动机自动启停装置 - Google Patents

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Abstract

提供能够兼顾燃料效率的提高和车厢内的舒适性的提高的发动机自动启停装置。该装置具备：外部气体温度传感器(54)，其检测外部气体的温度；日射量传感器(52)，其检测车辆(1)的日射量；以及ECU(4)，其根据外部气体温度和日射量设定第1设定温度和第2设定温度，在蒸发器芯(31)的温度超过第1设定温度时或者发动机(2)的冷却水的温度低于第2设定温度时，禁止发动机(2)自动停止。

Description

发动机自动启停装置
技术领域
本发明涉及发动机自动启停装置，特别是，涉及根据空调的状态控制发动机的自动停止和再启动的发动机自动启停装置。
背景技术
近年来，具备以燃料效率的提高等为目的而在预先设定的条件成立时使发动机自动停止或者再启动的怠速停止(idling stop)功能的车辆已普及。在这样的车辆中，若在正使用空调时发动机自动停止，则在制冷时，会由于压缩机停止而导致蒸发器的温度上升，在制热时，会由于发动机冷却水不再在加热器芯等热源之中循环而导致热源的温度下降。由此，车厢内的舒适性会恶化。
为了解决这种问题，在专利文献1中，提出了在发动机自动停止而车厢内的温度成为规定范围外时使发动机再启动。
而且，在专利文献2、3中，提出了在通过蒸发器后的空气的温度超过规定的温度时使发动机再启动或者在发动机的冷却水的温度低于规定的温度时使发动机再启动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开平11-44230号公报
专利文献2：特开2001-113940号公报
专利文献3：特开2001-263123号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在这样的发动机自动启停装置中，用于判断是否使发动机再启动的阈值为固定值，因此，无法兼顾燃料效率的提高和车厢内的舒适性的提高。
例如，针对通过蒸发器后的空气的温度，若为使燃料效率提高而将阈值设定得较高，则由于外部气体温度高、日射量多等车辆周边的环境而需要更高的制冷性能时，发动机不会被再启动，从而车厢内的舒适性恶化。
另外，若为使车厢内的舒适性提高而将阈值设定得较低，则即使在不太要求制冷性能时发动机也会被再启动，从而无法维持怠速停止，无法使燃料效率提高。
因此，本发明的目的在于，提供能够兼顾燃料效率的提高和车厢内的舒适性的提高的发动机自动启停装置。
用于解决问题的方案
解决上述问题的发动机自动启停装置的发明的一方式是发动机自动启停装置，具备控制部，控制部在预先设定的自动停止条件成立时使发动机停止，在预先设定的再启动条件成立时使发动机再启动，控制部在冷却用热交换器的温度超过第1设定温度时或者发动机的冷却水的温度低于第2设定温度时，禁止发动机自动停止，上述发动机自动启停装置具备：外部气体温度传感器，其检测外部气体温度；以及日射量传感器，其检测日射量，控制部根据外部气体温度传感器检测到的外部气体温度和日射量传感器检测到的日射量，设定第1设定温度和第2设定温度。
发明效果
这样，根据本发明的一方式，能够兼顾燃料效率的提高和车厢内的舒适性的提高。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式所涉及的发动机自动启停装置的图，是其概念框图。
图2是示出本发明的一实施方式所涉及的发动机自动启停装置的图，是示出根据其日射量和外部气体温度来求自动停止条件的阈值温度的映射的例子的图。
图3是示出本发明的一实施方式所涉及的发动机自动启停装置的图，是示出根据其日射量和外部气体温度来求再启动条件的阈值温度的映射的例子的图。
图4是示出本发明的一实施方式所涉及的发动机自动启停装置的图，是说明其怠速停止控制处理的流程图。
图5是示出本发明的一实施方式所涉及的发动机自动启停装置的图，是说明根据其蒸发器芯的温度进行自动停止条件判断处理的流程图。
图6是示出本发明的一实施方式所涉及的发动机自动启停装置的图，是说明根据其发动机冷却水的温度进行自动停止条件判断处理的流程图。
图7是示出本发明的一实施方式所涉及的发动机自动启停装置的图，是说明根据其蒸发器芯的温度进行再启动条件判断处理的流程图。
图8是示出本发明的一实施方式所涉及的发动机自动启停装置的图，是说明根据其发动机冷却水的温度进行再启动条件判断处理的流程图。
附图标记说明
1 车辆
2 发动机
3 空调装置
4 ECU(控制部)
31 蒸发器芯(冷却用热交换器)
33 加热器芯
50 蒸发器温度传感器
51 水温传感器
52 日射量传感器
54 外部气体温度传感器
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
在图1中，搭载有本发明的一实施方式所涉及的发动机自动启停装置的车辆1包含发动机2、空调装置3以及作为控制部的ECU4。
发动机2由进行包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程的一系列的四个冲程并且在压缩冲程和膨胀冲程之间通过未图示的点火装置进行点火的四冲程的发动机构成。
空调装置3是进行以发动机2为行驶驱动源的车辆1的车厢内的制热/制冷/除湿/换气等空气调整的HVAC(Heating、Ventilating、and Air Conditioning)装置。
空调装置3形成有：外部气体导入口20a，其作为吹出到车厢内的空气的导入口，将空调装置3内部与车厢外连通；以及内部气体导入口20b，其将空调装置3内部与车厢内连通。
外部气体导入口20a是将车厢外的空气导入空调装置3内的导入口。内部气体导入口20b是将车厢内的空气导入空调装置3内的导入口，即用于导入在车厢内循环的空气的导入口。
在空调装置3内设置有导入口切换门21，导入口切换门21使吹出到车厢内的空气的导入口在外部气体导入口20a与内部气体导入口20b之间切换。导入口切换门21安装在空调装置3内且旋转自如，从而能够在完全关闭外部气体导入口20a并完全打开内部气体导入口20b的位置与完全关闭内部气体导入口20b并完全打开外部气体导入口20a的位置之间移动。
导入口切换门21设置有用于驱动导入口切换门21的致动器22。致动器22根据ECU4的控制来控制导入口切换门21的位置。
另外，空调装置3形成有：除霜器排出口24a，其作为向车厢内吹出的空气的排出口，与朝向前挡风玻璃的车厢内侧开口的除霜器吹出口连通；通风排出口24b，其与朝向驾驶座和副驾驶座开口的通风吹出口连通；以及脚部排出口24c，其与朝向坐在驾驶座和副驾驶座的乘员的脚部开口的脚部吹出口连通。
在空调装置3内设置有：吹出口切换门25a，其开闭除霜器排出口24a；以及吹出口切换门25b，其选择性地开闭通风排出口24b和脚部排出口24c。
吹出口切换门25a安装在空调装置3内且旋转自如，从而能够在将除霜器排出口24a完全关闭的位置与将除霜器排出口24a完全打开的位置之间移动。
吹出口切换门25a设置有用于驱动吹出口切换门25a的致动器26a。致动器26a根据ECU4的控制来控制吹出口切换门25a的位置。
吹出口切换门25b安装在空调装置3内且旋转自如，从而能够在将通风排出口24b完全关闭并将脚部排出口24c完全打开的位置与将脚部排出口24c完全关闭并将通风排出口24b完全打开的位置之间移动。
吹出口切换门25b设置有用于驱动吹出口切换门25b的致动器26b。致动器26b根据ECU4的控制来控制吹出口切换门25b的位置。
另外，在空调装置3内，从空气的导入口往排出口依次设置有吹气风扇30、蒸发器芯31、空气混合风门32以及加热器芯33。
吹气风扇30吹送向车厢内吹出的空气。吹气风扇30设置有使吹气风扇30旋转的吹气风扇电动机34。吹气风扇30利用吹气风扇电动机34进行旋转，由此，将从导入口导入的空气向排出口吹送。吹气风扇电动机34根据ECU4的控制，改变其旋转力，使吹气风扇30的送风量变化。
蒸发器芯31使以与蒸发器芯31的表面接触的状态通过的空气与在蒸发器芯31内膨胀气化的制冷剂之间进行热交换，由此，对通过蒸发器芯31的空气进行冷却和除湿。蒸发器芯31设置有压缩制冷剂的压缩机35和冷却被压缩机35压缩后的制冷剂的冷凝器36，并控制该压缩机35的开启/关断，由此，空调装置3构成公知的制冷装置。即，蒸发器芯31构成冷却用热交换器。
空气混合风门32调整通过加热器芯33的空气的流量。具体地说，空气混合风门32安装在空调装置3内且旋转自如，从而能够在通过蒸发器芯31后的空气可通过加热器芯33的位置与通过蒸发器芯31后的空气不可通过加热器芯33的位置之间移动。
空气混合风门32设置有用于驱动空气混合风门32的致动器37。致动器37根据ECU4的控制来控制空气混合风门32的位置(以下，也称为“空气混合风门开度”)。
加热器芯33构成使被蒸发器芯31冷却后的空气与发动机2的冷却水之间进行热交换的加热用热交换器。发动机2的冷却水利用被发动机2驱动的水泵40而在循环路41中循环。循环路41形成为使得冷却水在形成于发动机2的水套、散热器42内和加热器芯33内循环。即，发动机2的冷却水构成加热用热源。
因此，通过控制空气混合风门32的位置使吹气风扇30旋转，使向车厢内吹出的空气通过加热器芯33，空调装置3构成制热装置。
ECU4具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、存储器等，根据预先存储在存储器内的各种控制程序，基于各种输入设定信息、传感器等的各种检测信息执行空调控制。
在本实施方式中，ECU4的输入端口连接有：各种传感器类，其中包含检测蒸发器芯31的温度的蒸发器温度传感器50、检测发动机2的冷却水的温度的水温传感器51、检测车辆1的日射量的日射量传感器52、检测车厢内的温度的车厢内温度传感器53以及检测外部气体的温度的外部气体温度传感器54；以及控制面板55。
控制面板55设置有各种控制器，其中包含：空气导入模式选择开关，其从外部气体导入口20a与内部气体导入口20b之间选择向车厢内吹出的空气的导入口；吹出口模式选择开关，其选择从除霜器吹出口、通风吹出口和脚部吹出口吹出的空气量的比率的组合；风量调节开关，其设定从这些吹出口吹出的空气的流量(以下，也简称为“吹出量”)；以及温度设定开关，设定温度由其来设定。另一方面，ECU4的输出端口连接有致动器22、26a、26b、37、吹气风扇电动机34等各种控制对象类。
例如，ECU4适当控制致动器37和压缩机35，从而在通过控制面板55的空调开关使空调装置3处于开启状态时，车厢内温度传感器53检测到的车厢内的温度等于控制面板55的温度设定开关所设定的温度。
另外，ECU4控制怠速停止功能，在预先设定的自动停止条件成立时使发动机2停止，在预先设定的再启动条件成立时使发动机2再启动。
作为自动停止条件，例如是以车速为规定车速以下，电池的充电容量为规定值以上，发动机2的冷却水的温度为规定的阈值以上，蒸发器芯31的温度为规定的阈值以下等全部成立为条件。另一方面，作为再启动条件，例如是以处于适合起步的换挡位置，未踩踏制动踏板，电池的充电容量低于规定值，发动机2的冷却水的温度低于规定的阈值，蒸发器芯31的温度超过规定的阈值等的其中之一或任意组合全部成立为条件。
ECU4在根据蒸发器芯31的温度判断自动停止条件或者再启动条件时，根据外部气体温度、日射量改变自动停止条件或者再启动条件的阈值。
另外，ECU4在根据发动机2的冷却水的温度判断自动停止条件或者再启动条件时，根据外部气体温度、日射量改变自动停止条件或者再启动条件的阈值。
ECU4的存储器存储有如图2(a)所示的根据日射量和外部气体温度决定作为自动停止条件的蒸发器芯31的温度的阈值的第1设定温度的映射。
ECU4在判断作为自动停止条件的蒸发器芯31的温度时，如果其高于根据日射量和外部气体温度从图2(a)的映射求出的第1设定温度，则禁止发动机2自动停止。
此外，图2(a)的映射的值设定如下：外部气体温度越高，设定为越低的温度，日射量越多，设定越低的温度。即，α1≥α2≥α3≥α4≥α5，α1≥α6≥α11。
另外，ECU4的存储器存储有如图2(b)所示的根据日射量和外部气体温度决定作为自动停止条件的发动机2的冷却水的温度的阈值的第2设定温度的映射。
ECU4在判断作为自动停止条件的发动机2的冷却水的温度时，如果其低于根据日射量和外部气体温度从图2(b)的映射求出的第2设定温度，则禁止发动机2自动停止。
此外，图2(b)的映射的值设定如下：外部气体温度越高，设定为越低的温度，日射量越多，设定为越低的温度。即，β1≥β2≥β3≥β4≥β5，β1≥β6≥β11。
ECU4的存储器存储有如图3(a)所示的根据日射量和外部气体温度决定作为再启动条件的蒸发器芯31的温度的阈值的第3设定温度的映射。
ECU4在判断作为再启动条件的蒸发器芯31的温度时，如果其为根据日射量和外部气体温度从图3(a)的映射求出的第3设定温度以下，则认为根据蒸发器芯31的温度的发动机2的再启动条件不成立。
此外，图3(a)的映射的值设定如下：外部气体温度越高，设定为越低的温度，日射量越多，设定为越低的温度。即，γ1≥γ2≥γ3≥γ4≥γ5，γ1≥γ6≥γ11。
在此，图3(a)的映射的值设定为比图2(a)的映射的值高的温度。即，γ1＞α1，γ2＞α2，γ3＞α3，γ4＞α4，γ5＞α5。
另外，ECU4的存储器存储有如图3(b)所示的根据日射量和外部气体温度决定作为再启动条件的发动机2的冷却水的温度的阈值的第4设定温度的映射。
ECU4在判断作为再启动条件的发动机2的冷却水的温度时，如果其为根据日射量和外部气体温度从图3(b)的映射求出的第4设定温度以上，则认为根据冷却水的温度的发动机2的再启动条件不成立。
此外，图3(b)的映射的值设定如下：外部气体温度越高，设定为越低的温度，日射量越多，设定为越低的温度。即，δ1≥δ2≥δ3≥δ4≥δ5，δ1≥δ6≥δ11。
在此，图3(b)的映射的值设定为比图2(b)的映射的值低的温度。即，δ1＜β1，δ2＜β2，δ3＜β3，δ4＜β4，δ5＜β5。
参照图4来说明如上述这样构成的本实施方式所涉及的发动机自动启停装置进行的怠速停止控制处理。此外，在本实施方式中，根据上述的自动停止条件或者再启动条件的发动机2的冷却水的温度的判断、根据蒸发器芯31的温度的判断等由ECU4的各部按规定的时间间隔执行，其判断结果能作为自动停止判断信息和再启动判断信息来参照。自动停止判断信息是按每次判断设定禁止自动停止或者允许自动停止。再启动判断信息是按每次判断设定再启动条件不成立或者再启动条件成立。
以下说明的怠速停止控制处理在ECU4的动作开始时开始，按预先设定的时间间隔执行。
首先，ECU4取得自动停止判断信息(步骤S1)，判断发动机2的自动停止条件是否成立(步骤S2)。在判断为发动机2的自动停止条件不成立时，ECU4结束怠速停止控制处理。
另一方面，在判断为发动机2的自动停止条件成立时，ECU4停止发动机2的燃料喷射等而使发动机2自动停止(步骤S3)。
其后，ECU4取得再启动判断信息(步骤S4)，判断发动机2的再启动条件是否成立(步骤S5)。在判断为发动机2的再启动条件不成立时，ECU4返回步骤S4，取得再启动判断信息，反复进行再启动条件的判断。
另一方面，在判断为发动机2的再启动条件成立时，ECU4使发动机2再启动(步骤S6)，结束怠速停止控制处理。
接着，参照图5来说明根据蒸发器芯31的温度的发动机2的自动停止条件判断处理。此外，以下说明的根据蒸发器芯31的温度的发动机2的自动停止条件判断处理在ECU4的动作开始时开始，按预先设定的时间间隔执行。
首先，ECU4利用蒸发器温度传感器50取得蒸发器芯31的温度(步骤S11)。然后，ECU4利用外部气体温度传感器54取得外部气体温度，利用日射量传感器52取得日射量(步骤S12)。然后，ECU4根据外部气体温度和日射量从如图2(a)所示的映射取得第1设定温度(步骤S13)。
然后，ECU4判断蒸发器芯31的温度是否高于第1设定温度(步骤S14)。在判断为蒸发器芯31的温度高于第1设定温度时，ECU4将根据蒸发器芯31的温度的自动停止判断信息设定为禁止自动停止(步骤S15)。
另一方面，在判断为蒸发器芯31的温度不高于第1设定温度时，ECU4将根据蒸发器芯31的温度的自动停止判断信息设定为允许自动停止(步骤S16)。
接着，参照图6来说明根据发动机2的冷却水的温度的发动机2的自动停止条件判断处理。此外，以下说明的根据发动机2的冷却水的温度的发动机2的自动停止条件判断处理在ECU4的动作开始时开始，按预先设定的时间间隔执行。
首先，ECU4利用水温传感器51取得发动机2的冷却水的温度(步骤S21)。然后，ECU4利用外部气体温度传感器54取得外部气体温度，利用日射量传感器52取得日射量(步骤S22)。然后，ECU4根据外部气体温度和日射量从如图2(b)所示的映射取得第2设定温度(步骤S23)。
然后，ECU4判断发动机2的冷却水的温度是否低于第2设定温度(步骤S24)。在判断为发动机2的冷却水的温度低于第2设定温度时，ECU4将根据发动机2的冷却水的温度的自动停止判断信息设定为禁止自动停止(步骤S25)。
另一方面，在判断为发动机2的冷却水的温度不低于第2设定温度时，ECU4将根据发动机2的冷却水的温度的自动停止判断信息设定为允许自动停止(步骤S26)。
接着，参照图7来说明根据蒸发器芯31的温度的发动机2的再启动条件判断处理。此外，以下说明的根据蒸发器芯31的温度的发动机2的再启动条件判断处理在ECU4的动作开始时开始，按预先设定的时间间隔执行。
首先，ECU4利用蒸发器温度传感器50取得蒸发器芯31的温度(步骤S31)。然后，ECU4利用外部气体温度传感器54取得外部气体温度，利用日射量传感器52取得日射量(步骤S32)。然后，ECU4根据外部气体温度和日射量从如图3(a)所示的映射取得第3设定温度(步骤S33)。
然后，ECU4判断蒸发器芯31的温度是否是第3设定温度以下(步骤S34)。在判断为蒸发器芯31的温度是第3设定温度以下时，ECU4将根据蒸发器芯31的温度的再启动判断信息设定为再启动条件不成立(步骤S35)。
另一方面，在判断为蒸发器芯31的温度不是第3设定温度以下时，ECU4将根据蒸发器芯31的温度的再启动判断信息设定为再启动条件成立(步骤S36)。
接着，参照图8来说明根据发动机2的冷却水的温度的发动机2的再启动条件判断处理。此外，以下说明的根据发动机2的冷却水的温度的发动机2的再启动条件判断处理在ECU4的动作开始时开始，按预先设定的时间间隔执行。
首先，ECU4利用水温传感器51取得发动机2的冷却水的温度(步骤S41)。然后，ECU4利用外部气体温度传感器54取得外部气体温度，利用日射量传感器52取得日射量(步骤S42)。然后，ECU4根据外部气体温度和日射量从如图3(b)所示的映射取得第4设定温度(步骤S43)。
然后，ECU4判断发动机2的冷却水的温度是否是第4设定温度以上(步骤S44)。在判断为发动机2的冷却水的温度是第4设定温度以上时，ECU4将根据发动机2的冷却水的温度的再启动判断信息设定为再启动条件不成立(步骤S45)。
另一方面，在判断为发动机2的冷却水的温度不是第4设定温度以上时，ECU4将根据发动机2的冷却水的温度的再启动判断信息设定为再启动条件成立(步骤S46)。
这样，在上述的实施方式中，具备：外部气体温度传感器54，其检测外部气体的温度；日射量传感器52，其检测车辆1的日射量；以及ECU4，其根据外部气体温度和日射量设定第1设定温度和第2设定温度，在蒸发器芯31的温度超过第1设定温度时或者发动机2的冷却水的温度低于第2设定温度时，禁止发动机2自动停止。
由此，根据外部气体温度和日射量设定进行禁止自动停止的判断的阈值。因此，可根据外部气体温度和日射量禁止自动停止，能够兼顾燃料效率的提高和车厢内的舒适性的提高。
另外，第1设定温度是外部气体温度越高则设定得越低。由此，越是外部气体温度高而要求制冷性能，则越是在蒸发器芯31的温度越低的状态下禁止发动机2自动停止，能够兼顾燃料效率的提高和车厢内的舒适性的提高。
另外，第1设定温度是日射量越多则设定得越低。由此，越是日射量多而要求制冷性能，则越是在蒸发器芯31的温度低的状态下禁止发动机2自动停止，能够兼顾燃料效率的提高和车厢内的舒适性的提高。
另外，第2设定温度是外部气体温度越高则设定得越低。由此，越是外部气体温度低而要求制热性能，则越是在发动机2的冷却水的温度越高的状态下禁止发动机2自动停止，能够兼顾燃料效率的提高和车厢内的舒适性的提高。
另外，第2设定温度是日射量越多设定得越低。由此，越是日射量少而要求制热性能，则越是在发动机2的冷却水的温度越高的状态下禁止发动机2自动停止，能够兼顾燃料效率的提高和车厢内的舒适性的提高。
虽然公开了本发明的实施方式，但本领域技术人员明白能不脱离本发明的范围加以变更。所附的权利要求意在包含所有的这种修正和等价物。

Claims (5)

1.一种发动机自动启停装置，
具备控制部，上述控制部在预先设定的自动停止条件成立时使发动机停止，在预先设定的再启动条件成立时使发动机再启动，
上述控制部在冷却用热交换器的温度超过第1设定温度时或者上述发动机的冷却水的温度低于第2设定温度时，禁止上述发动机自动停止，
上述发动机自动启停装置的特征在于，具备：
外部气体温度传感器，其检测外部气体温度；以及
日射量传感器，其检测日射量，
上述控制部根据上述外部气体温度传感器检测到的外部气体温度和上述日射量传感器检测到的日射量，设定上述第1设定温度和上述第2设定温度。
2.根据权利要求1所述的发动机自动启停装置，其中，
上述控制部将上述第1设定温度设定成上述外部气体温度越高该第1设定温度越低。
3.根据权利要求1所述的发动机自动启停装置，其中，
上述控制部将上述第1设定温度设定成上述日射量越多该第1设定温度越低。
4.根据权利要求1所述的发动机自动启停装置，其中，
上述控制部将上述第2设定温度设定成上述外部气体温度越高该第2设定温度越低。
5.根据权利要求1所述的发动机自动启停装置，其中，
上述控制部将上述第2设定温度设定成上述日射量越多该第2设定温度越低。
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