CN107662472A - 用于具有启动/停止发动机的车辆的hvac控制 - Google Patents

用于具有启动/停止发动机的车辆的hvac控制 Download PDF

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Abstract

公开了用于具有启动/停止发动机的车辆的HVAC控制。描述了一种车辆HVAC系统，所述车辆HVAC系统包括前部控制接口、后部控制接口和气候控制器。前部控制接口可由前部座椅中的驾驶员操纵。操纵前部控制接口控制车辆的前部区域和后部区域两者的气候设置。位于车辆的后部区域中的后部控制接口可被访问，以由坐在后部座椅中的乘客操纵。可命令控制器停用前部控制接口并启用后部控制接口来控制后部区域的气候设置。

Description

用于具有启动/停止发动机的车辆的HVAC控制
本申请要求于2016年7月29日提交到美国专利商标局的第15/223,766号美国专利申请的优先权，该申请的公开内容通过引用全部包含于此。
技术领域
本发明涉及一种用于控制具有启动/停止发动机的车辆中的加热通风和空气调节(“HVAC”)系统的系统。
背景技术
为了提高燃料经济性，车辆发动机可配备有发动机启动/停止系统。当车辆怠速时，发动机启动/停止系统关闭发动机。目前，仅前部座椅乘员能够基于期望的气候设置来超驰(override)发动机启动/停止系统。然而，配有受雇司机的车辆的后部乘客区域中的乘员可能是车辆的拥有者和其舒适度至关重要的人员。由于常规的前部座椅控制倾向，所以当发动机停止时车辆拥有者无法控制配有受雇司机的车辆的气候设置。
提高车辆中的乘员舒适度的一种方式是使用具有调节气流方向的控制单元的气候控制系统。可以调节空气控制通风孔来改变气流的方向。这些系统不控制车辆的车辆HVAC系统的启动/停止系统(所述启动/停止系统限制车辆HVAC系统的操作)，并且当发动机停止以节约燃料时，这些系统不能保持后部座椅中的配有受雇司机的人员的舒适度。
用于提高车辆中的乘员舒适度的另一系统是确定被调节的空气的吹出状况。这是通过使用前部空气调节单元和后部空气调节单元两者上的电子控制单元来完成的。这样的系统不允许前部空气调节单元和后部空气调节单元的独立控制。控制单元不允许车辆后部的乘员基于后部座椅乘员的舒适度水平来控制发动机启动/停止系统。
控制机动车辆中的温度的另一方式是具有允许用户选择驾驶员侧温度设置和乘客侧温度设置的接口。座椅占用传感器可检测乘客座椅是否被占用，并将信号发送到车辆气候控制系统控制器。当乘客侧区域未被占用时，气候控制系统将根据驾驶员侧温度设置而调节的空气分配到驾驶员侧区域和乘客侧区域。这一类型的系统仅仅控制将调节的空气分配到车辆的前部。这样的系统不包括针对后部座椅乘员的辅助HVAC控制，并且无法控制发动机启动/停止系统。
本公开针对上述问题以及如下面概述的其它问题。
发明内容
根据本公开的一方面，描述了一种车辆HVAC系统，所述车辆HVAC系统包括前部控制接口、后部控制接口和气候控制器。前部控制接口可由前部座椅中的驾驶员操纵。操纵前部控制接口控制车辆的前部区域和后部区域两者的气候设置。位于车辆的后部区域中的后部控制接口可被访问，以由坐在后部区域中的乘客操纵。可命令控制器停用前部控制接口并启用后部控制接口来控制后部区域的气候设置。
当车辆被确定是配有受雇司机的车辆时，可通过后部控制接口启用控制器。位于车辆的前部区域中的选择器开关可被手动致动，以将控制转移至后部区域。可选地，当检测到乘客坐在车辆的后部区域中时，可启用控制器。可设置位于车辆的后部区域中的座椅占用传感器，以检测后部座椅被占用。存在检测后部座椅被占用的多种方式，包括位于座椅中的传感器、安全带接收器中的传感器、运动检测器、乘客检测相机等。
车辆HVAC系统可用于配备有能够为了降低燃料消耗而被启用和停用的发动机的车辆。当发动机被停用时，控制器可能需要重新启动发动机以控制车辆内的气候。当在车辆的前部区域或后部区域中的选择的气候设置与选择的区域中的当前气候不同时，控制器可重新启动发动机。
根据本公开的另一方面，描述了一种用于车辆的HVAC系统，所述HVAC系统包括前部气候接口、后部气候接口、占用传感器、选择器开关和控制器。控制器可允许后部气候接口控制前部区域和后部区域的气候设置。当占用传感器确定存在后部乘客以及选择器开关被致动时，控制器可被配置为允许后部控制接口具有对车辆中的气候确定的单独控制。当选择的气候设置在从前部气候接口或后部气候接口确定的气候设置范围之外时，控制器阻止车辆发动机关闭。
可通过位于前部区域中的可由前部区域的驾驶员致动的选择器开关来启用控制器，或者可通过监测传感器或指示车辆配有受雇司机的其它输入来启用控制器。例如，当车辆配有受雇司机时，前部乘客座椅的位置可被向前移动，以为配有受雇司机的人员提供更多的空间，并且座椅位置传感器可指示车辆配有受雇司机。当检测到后部区域中的乘客时，由后部控制接口来控制控制器。
当选择器开关、座椅位置开关或座椅占用传感器被致动时，控制器可被配置为确定车辆配有受雇司机。一旦控制器确定车辆配有受雇司机，则控制器倾向于车辆的后部区域中的后部气候接口来进行气候控制。倾向于后部气候接口来进行气候控制使气候控制系统试图实现后部区域的选择的气候。监测鼓风机电压、管道温度、冷却剂温度和相对车厢湿度的气候传感器可用于确定气候设置，以控制后部区域的气候。
根据本公开的另一方面，描述了一种控制系统，所述控制系统包括控制回路、HVAC系统、输入和气候传感器。控制回路被配置为启用和停用发动机，以降低燃料消耗。当发动机被停用时，可停用所述HVAC系统。同样地，当发动机被启用时，可选择性地启用所述HVAC系统。指示后部座椅被占用的输入被传送至控制回路，以指示配有受雇司机的乘客的存在。当控制回路接收到所述输入时，后部区域气候传感器控制所述HVAC系统。
所述输入可以以多种方式来设置。例如，所述输入可以是可操作地连接到后部座椅的传感器。所述传感器可以是后部座椅中的安全带传感器、后部座椅中的座椅压力传感器或者当后部座椅运动时激活的运动检测传感器。另外，所述传感器可以是提供所述输入的座椅位置传感器。当前部座椅被移动到为后部座椅提供增加的腿部空间的位置时，可致动所述座椅位置传感器。所述发动机可以是为车辆提供全部牵引动力的燃烧发动机。可选地，所述发动机可以是包括电动牵引电机和电池的混合动力车辆的内燃发动机。
通过附图和下面对示出的实施例的详细描述，本公开的上述方面和其它方面将被更好地理解。
附图说明
图1是配有受雇司机的车辆的俯视图。
图2是气候控制系统的示意图。
图3是气候控制系统的控制逻辑流程图。
具体实施方式
参照附图公开了示出的实施例。应该理解，所公开的实施例意指仅仅是可以以各种和替代形式实施的示例。附图不一定按照比例绘制，为了显示具体组件的细节，可夸大或最小化一些特征。所公开的具体结构和功能性细节不应该被解释为限制，而仅仅作为教导本领域技术人员如何实践所公开的构思的代表性基础。
参照图1，示出了包括前部区域14内的前部气候接口12和后部区域18内的后部气候接口16的车辆10。前部区域14中的驾驶员(未示出)可操纵前部气候接口12，以选择前部区域14和后部区域18中的气候设置。后部气候接口16可由后部座椅乘客(未示出)操纵，以选择后部区域18中的气候设置。控制器20可停用前部气候接口12，以允许后部气候接口16选择后部区域18中的气候设置。控制器20还可允许后部气候接口16来控制前部区域14中的气候设置。
选择器开关22可被致动，以向控制器20指示车辆10正在被受雇司机驾驶。选择器开关22可位于前部区域14中，并且可被前部区域14中的驾驶员手动致动。前部乘客座椅的位置的改变也可用于向控制器指示驾驶员是受雇司机。当前部乘客座椅被完全向前推进时，可切换控制器20以允许后部气候接口16确定前部区域14和后部区域18的气候设置。
当在后部区域18中感测到乘客(未示出)的存在时，控制器20还可将控制传送到后部气候接口16。在后部区域18中的座椅占用传感器24可因后部区域18中的乘客的存在而被致动。当控制器20确定配有受雇司机的乘客的存在时，可通过后部气候接口16来设置针对前部区域14和后部区域18的气候设置。
车辆10还包括选择性地产生发动机动力的发动机26。控制器20控制前部区域14和后部区域18中的气候设置。当发动机26关闭并且选择的前部区域14或后部区域18的气候设置需要发动机运转以提供热或空气调节时，控制器20可命令重新启动发动机26。如果控制器20确定配有受雇司机的乘客的存在，则后部气候接口16可用于控制后部区域18中的气候。
图2是示出气候控制系统30的操作的示意图。如将在下文中更详细描述的，气候控制系统30可包括控制器20、前部气候接口12和后部气候接口16、选择器开关22、座椅占用传感器24以及发动机26，并且与控制器20、前部气候接口12和后部气候接口16、选择器开关22、座椅占用传感器24以及发动机26通信。系统30包括用于控制前部区域14和后部区域18中的气候设置的前部气候接口12。后部气候接口16控制至少后部区域18中的气候设置。当控制器20被启用时，控制器20指示是前部气候接口12控制后部区域18中的气候设置还是后部气候接口16控制后部区域18中的气候设置。
可通过使后部气候接口16支配后部区域18中的气候设置的选择器开关22来启用控制器20。当选择器开关22脱离接合时，选择器开关22不启用控制器20，并且前部气候接口12控制前部区域14和后部区域18的气候设置。控制器20还可由座椅占用传感器24启用。座椅占用传感器24检测后部乘客(未示出)的存在，并且当座椅占用传感器24与选择器开关22接合时启用控制器20。一旦控制器20被启用，则后部气候接口16控制后部区域18的气候设置。
气候控制系统30还可与发动机26协作。发动机26能够被启用或者停用，以降低燃料消耗。当发动机26被停用时，气候控制系统30也可被停用。当选择的前部区域14或后部区域18中的气候与选择的前部区域14或后部区域18中的气候设置不同并且发动机26被停用时，控制器20可操作为重新启动发动机26。重新启动发动机26允许气候控制系统30基于前部气候接口12或后部气候接口16的选择的气候设置来考虑前部区域14或后部区域18中的气候的变化。
例如，如图2所描绘的，选择器开关22可将偏好信号32发送到控制器20。同样地，座椅占用传感器24可将占用信号34发送到控制器20。如果控制器20接收偏好信号32和占用信号34两者，则控制器20可停用前部气候接口12，以仅允许后部气候接口16控制后部区域18中的气候设置。以类似的方式，前部气候接口12将前部温度信号36发送到控制器20，后部气候接口16将后部温度信号38发送到控制器20。在存在偏好信号32和占用信号34的情况下，前部温度信号36可与后部温度信号38不同。具有不同的前部温度信号36和后部温度信号38允许气候控制系统30在前部区域14和后部区域18两者内提供单独的温度气候设置。前部区域14和后部区域18中的气候设置可利用辅助加热通风和空气调节气候控制系统30以及主加热通风和空气调节气候控制系统30来单独控制。
前部温度信号36和后部温度信号38还可影响发动机26的操作。发动机26可以是启动/停止发动机，在该发动机中在特定情况期间通过停用发动机26来降低发动机26的燃料消耗。因此，控制器20可被配置为：如果后部温度信号38指示对加热或冷却的需要，则启用或重新启动发动机26。以类似的方式，控制器20可被配置为：如果与后部温度信号38不同的前部温度信号36指示对加热或冷却的需要，则启用或重新启动发动机26。在至少一个其它实施例中，控制器20可被配置为：仅基于后部温度信号38来重新启动发动机26。例如，响应于接收到偏好信号32或占用信号34，接口控制器20可在后部气候接口16被调整以发送后部温度信号38(需要加热或冷却后部区域18)的情况下启用或重新启动发动机26。控制器20可将后部温度信号38与从温度传感器(未示出)得到的基线温度进行比较。
具体参照可通过偏好信号32、占用信号34、前部温度信号36和后部温度信号38以及用于发动机26的重新启动命令进行操作的步骤，图3描绘了用于气候控制系统30的控制逻辑流程图。通过在40处确定发动机26是否关闭来启动气候控制系统30。在40处，气候控制系统30持续监测发动机26的状态。例如，如果在40处发动机26运行，则气候控制系统30可被配置为持续监测发动机26的状态直到发动机26在40处关闭为止。气候控制系统在40处确定发动机是关闭的，气候控制系统30检查偏好信号32的状态，以在42处确定选择器开关是否已被致动。
如果在42处气候控制系统30确定偏好信号32指示选择器开关未被激活，则在44处气候控制系统30使用前部系统舒适度和传统的发动机启动/停止逻辑。例如，如果在42处选择器开关未被激活，则在44处前部气候接口12可用于设置前部区域14的气候设置。同样地，如果在42处选择器开关未被激活，则在44处可使用传统的启动/停止逻辑来确定重新启动发动机并节约燃料的适当情况。在44处利用前部气候接口12来设置前部区域14的气候设置导致在46处传统的控制逻辑被气候控制系统30用于调节前部区域14和后部区域18中的任何一个或两者中的气候设置。因此，驱动气候控制系统30的控制逻辑可在46处通过使用传统的控制逻辑来结束。
如果在42处气候控制系统30确定偏好信号32指示选择器开关已被激活，则在48处气候控制系统30检查占用信号34的状态。在48处，气候控制系统30通过占用信号34确定后部乘员检测是否可行。如果在48处后部乘员检测可行，则在50处占用信号34可指示后部区域18是否被占用。在50处确定后部区域18是否被占用可包括但不限于：检测安全带传感器、检测座椅压力、解释来自相机的图像、利用动作检测或在50处确定后部区域18是否被占用的任意其它方法。如果在50处占用信号34指示后部区域18未被占用，则如上所述在44处气候控制系统30启用前部系统舒适度逻辑。如果在50处，占用信号34指示后部区域18被占用，则在52处气候控制系统30在确定发动机的启动/停止逻辑时优先启用后部系统舒适度。再次，在52处优先考虑的后部系统舒适度与停用前部气候接口12而使用后部气候接口16来设置后部区域18的气候设置相一致，从而使坐在配有受雇司机的车辆的后部区域18中的拥有者拥有气候设置的优先权。此外，如将在下文中更详细描述的，在52处优先考虑的后部系统舒适度还可确定发动机的运行或关闭状态。
如果在52处气候控制系统30优先使用后部系统舒适度，则在54处气候控制系统30随后使用前部温度信号36和后部温度信号38来确定前部气流控制和后部气流控制是否可行。如果在54处前部温度信号36和后部温度信号38向气候控制系统30指示前部气流控制和后部气流控制可行，则在56处气候控制系统30可通过限制鼓风机电压来控制气流。例如，在56处气候控制系统30可将前部鼓风机电压保持为小于最小鼓风机电压。同样地，如果在车辆上装备有中控台鼓风机和后部鼓风机，则气候控制系统30可通过单独地或同时地优化中控台鼓风机电压和后部鼓风机电压来控制气流。例如，在56处，气候控制系统30可将后部鼓风机电压保持为等于用于最大舒适度的电压。在56处气候控制系统30还可通过调节通风门或通风挡板或者管道增压风扇来控制气流，以管理前部区域与后部区域之间的气流分流。再次，在56处，前部温度信号36和后部温度信号38允许气候控制系统30操纵气流，以进一步优化前部区域和后部区域中的气候设置。
在58处，前部温度信号36和后部温度信号38还可分别向气候控制系统30指示在前部区域和后部区域中是否需要加热或冷却。例如，如果在58处冷却剂温度小于目标温度或阈值温度，或者后部管道温度小于目标温度或阈值温度，则气候控制系统30可通过前部温度信号36和后部温度信号38向前部区域或后部区域提供加热。同样地，如果在58处蒸发器温度大于目标温度或阈值温度，或者后部管道温度大于目标温度或阈值温度，则气候控制系统30可通过前部温度信号36和后部温度信号38向前部区域或后部区域提供冷却。在58处，前部区域和后部区域内的相对湿度或起雾(fogging)大于相对湿度百分比目标或阈值(RH％目标)，则还可通过前部温度信号36和后部温度信号38向气候控制系统30指示向前部区域和后部区域提供冷却。如果在54处前部气流控制和后部气流控制不可行，则如刚刚讨论的，在58处，气候控制系统30可确定加热需要或冷却需要。
如果在58处气候控制系统30通过前部温度信号36和后部温度信号38确定加热需要或冷却需要，则气候控制系统30随后可返回以确定发动机26的运转状态。例如，如果在58处气候控制系统30确定加热需要或冷却需要，则气候控制系统30随后可在60处向控制器20指示启用或重新启动发动机26。然而，如果气候控制系统30确定不需要加热或冷却，则气候控制系统30随后可在58处指示控制器20检查其它发动机启动命令。如果在62处，没有其它发动机启动命令存在，则在58处气候控制系统30可与控制器20持续通信以传达加热需要或冷却需要，这可在62处产生发动机启动命令。如果在62处，控制器20确定存在发动机启动命令，则控制器20随后可在60处重新启动或启用发动机26。如上所述，当在60处发动机26已被重新启动或启用时，气候控制系统30随后可返回以在40处确定发动机是否关闭。虽然按顺序被描述，但是上文描述的气候控制系统30的逻辑可以以所述步骤的任意排序来完成，这允许后部基于选择器开关的致动而在设置至少后部区域的气候设置方面拥有优先权。
虽然上文描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能形式。更确切地说，说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种改变。此外，各种执行的实施例可被组合，以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (19)

1.一种用于车辆的加热通风和空气调节系统，包括：
前部气候接口，被配置为设置前部区域和后部区域的气候设置；
后部气候接口，被配置为设置后部区域的气候设置；
占用传感器，用于检测被占用的后部座椅；
选择器开关，能够被车辆乘员致动；
控制器，被配置为：允许后部气候接口在检测到后部乘员或选择器开关被致动的状况下控制后部区域的气候设置，并且当前部区域的气候设置与前部区域中的当前气候不同或者后部区域的气候设置与后部区域中的当前气候不同时阻止车辆发动机关闭。
2.如权利要求1所述的加热通风和空气调节系统，其中，后部气候接口还被配置为由坐在后部区域中的乘客操纵。
3.如权利要求1所述的加热通风和空气调节系统，其中，控制器还被配置为：基于选择的气候设置范围来改变前部区域和后部区域中的所选择的一个区域的气候。
4.如权利要求1所述的加热通风和空气调节系统，还包括：至少一个气候传感器，被配置为检测前部区域和后部区域中的每个中的当前气候。
5.一种车辆HVAC系统，包括：
前部气候接口，控制前部区域气候设置和后部区域气候设置；
后部气候接口，控制后部区域气候设置；
控制器，被配置为：响应于开关的致动，禁止前部气候接口控制后部区域气候设置，允许后部气候接口控制后部区域气候设置，并重新启动发动机以实现后部区域气候设置。
6.如权利要求5所述的车辆HVAC系统，其中，后部气候接口被配置为控制前部区域气候设置。
7.如权利要求6所述的车辆HVAC系统，其中，控制器还被配置为：禁止前部气候接口控制前部区域气候设置，使得后部气候接口控制前部区域气候设置和后部区域气候设置。
8.如权利要求5所述的车辆HVAC系统，其中，控制器还被配置为：当检测到驾驶员是车辆的受雇司机时，停用前部气候接口。
9.如权利要求8所述的车辆HVAC系统，其中，控制器还被配置为：响应于前部区域中的座椅的位置改变为与指示拥有者的预设座椅位置不同的位置，停用前部气候接口。
10.如权利要求5所述的车辆HVAC系统，其中，控制器还被配置为：当通过相机检测到乘客坐在后部区域中时，停用前部气候接口。
11.如权利要求10所述的车辆HVAC系统，还包括：
座椅占用传感器，用于检测坐在后部区域中的乘客，控制器与所述座椅占用传感器通信，使得控制器在所述座椅占用传感器检测到乘客坐在后部区域中时停用前部气候接口。
12.如权利要求5所述的车辆HVAC系统，其中，控制器还被配置为：当检测到驾驶员是车辆的受雇司机时以及当检测到乘客坐在后部区域中时，停用前部气候接口。
13.如权利要求5所述的车辆HVAC系统，其中，控制器还被配置为：启用前部气候接口，以控制后部区域中的后部区域气候设置。
14.如权利要求5所述的车辆HVAC系统，还包括：
发动机，被配置为：通过控制器被启用和停用以降低燃料消耗，其中，控制器还被配置为：在发动机已经被停用之后，基于前部区域气候设置与前部区域中的气候不同或者后部区域气候设置与后部区域中的气候不同，重新启动发动机。
15.一种控制系统，包括：
控制回路，启用和停用发动机以降低燃料消耗；
加热通风和空气调节系统，当发动机关闭时可被停用并且当发动机运转时被选择性地启用；
输入，指示后部座椅被占用，并且被提供到所述控制回路；
气候传感器，当所述控制回路接收到所述输入时，所述气候传感器基于后部座椅状况来控制所述加热通风和空气调节系统。
16.如权利要求15所述的控制系统，还包括：
传感器，监测后部座椅，并且提供指示后部座椅被占用的输入。
17.如权利要求15所述的控制系统，还包括：
座椅位置传感器，附连到前部座椅，并且当前部座椅被移动到为后部座椅提供增加的腿部空间的位置时提供所述输入。
18.如权利要求15所述的控制系统，其中，所述发动机是作为混合动力电动车辆的一部分的内燃发动机，所述混合动力电动车辆还包括电动牵引马达和电池。
19.如权利要求15所述的控制系统，其中，所述发动机是为车辆提供全部牵引动力的燃烧发动机。
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