技术领域
[0001] 本公开整体涉及发动机启动/停止控制和HVAC系统，并且更具体地但非排他地涉及响应于HVAC系统的一个或多个主要条件而启用和禁用发动机启动/停止控制。
背景技术
[0002] 本
申请整体涉及用于车辆的暖通
空调(HVAC)系统。在具有发动机的皮带驱动
压缩机的常规机械HVAC系统中，所述压缩机具有离合皮带轮以在不需要时节省
能量。HVAC
控制器监测系统压
力或
温度并接合压缩机
离合器，以对制冷系统加压并允许冷却车厢。根据各种条件，HVAC压缩机具有一定的开/关占空比，其中HVAC压缩机仅可在一定压力下运转一段给定的时间。存在这样的时间段，其中车辆可能没有移动，但是车辆上的
驾驶室或其他环境仍然需要维持在受控温度。冷却驾驶室或车辆的其他环境的另一种方法是采用电动HVAC系统以在发动机关闭时允许持续冷却驾驶室。然而，使用单独的电动HVAC系统通常不是那么节能。此外，还存改善车辆的
燃料经济性的重要驱动力，而降低燃料经济性的一种车辆操作是空调系统。HVAC压缩机的运转消耗大量能量。因此，希望减少使HVAC压缩机运转所消耗的能量。对本文公开的独特设备、方法、系统和技术而言，仍然存在明显未被满足的需求。
发明内容
[0003] 公开了用于使车辆运转的独特系统和方法，所述车辆包括内燃发动机、HVAC系统和
发动机控制单元，所述发动机控制单元被配置为响应于发动机停止/启动运转而自动地停止和重新启动内燃发动机。在HVAC系统被关闭并且所述发动机停止时，确定与需要HVAC系统的运转的车辆冷却事件相关的至少一个主要条件的出现，并且在启动HVAC系统之前自动启动发动机。HVAC系统的离合皮带轮与内燃发动机的
曲轴皮带轮耦接，并且两者一起运转。发动机控制单元自动停止发动机的运转的能力被禁用，直到满足与HVAC系统相关联的次要条件。在满足次要条件时，重新启用发动机控制单元至少自动停止发动机的运转的能力。根据以下描述和
附图，另外的
实施例、形式、目的、特征、优点、方面和有益效果将变得显而易见。
附图说明
[0004] 参考附图对本文进行描述，其中贯穿若干视图相同的标记指代相同部件，并且其中：图1是车辆系统的示意图。
[0005] 图2是示例性自动发动机启动/停止控制的启用/禁用以及HVAC系统程序的操作的
流程图。
[0006] 图3是HVAC离合皮带轮和发动机
曲轴皮带轮的操作程序的流程图。
具体实施方式
[0007] 为了促进对本发明原理的理解的目的，现在将参考附图中所示的实施例，并且将使用特定语言来描述这些实施例。然而应当理解，不意图由此限制本发明的范围，本文涵盖所示实施例中的任何改变和进一步
修改，以及如在其中所示的本发明的原理的任何进一步应用，如本发明所涉及领域中的技术人员将通常所知的。
[0008] 参考图1，是车辆系统100的示意图。如图所示，车辆系统可包括发动机102、发动机控制单元104、HVAC系统106、HVAC离合皮带轮108和发动机曲轴皮带轮110。HVAC系统106包括可操作地与HVAC压缩机114耦接的HVAC控制器112。应当理解，车辆系统100的所示配置和部件仅是一个示例，并且本公开预期可以利用多种不同的车辆系统100和相关部件。
[0009] 可以使用多种发动机，诸如例如使用内燃发动机作为发动机102。发动机102的运转可以引起HVAC离合皮带轮108和发动机曲轴皮带轮110的运转。可被配置为控制车辆系统100的各个操作方面的发动机控制单元104可以以多种方式来实现。HVAC控制器112类似于发动机控制单元104，然而，HVAC控制器112可以被配置为控制HVAC系统106的各个操作方面，并且也可以以多种方式来实现。HVAC控制器112和发动机控制单元104可以执行定义各种控制、管理和/或调节功能的操作逻辑。所述操作逻辑可以是存储在非暂态
存储器中的一个或更多个
微控制器或
微处理器例行程序、专用
硬件(诸如硬线状态机、模拟计算机、各种类型的编程指令)的形式和/或本领域技术人员将想到的其他形式。
[0010] 另外，发动机控制单元104和/或HVAC控制器112可以作为单个部件或可操作地耦接的部件的集合提供，并且可以包括数字
电路、模拟电路或这两种类型的混合组合。当采用多部件形式时，发动机控制单元104和/或HVAC控制器112可具有以分布式布置相对于其他部件远距离
定位的一个或多个部件。发动机控制单元104和/或HVAC控制器112可包括多个处理单元，所述多个处理单元被布置成独立地操作，采用管线处理布置方式，采用并行处理布置方式等。在一个实施例中，发动机控制单元104和/或HVAC控制器112包括分布在整个车辆系统100中的固态集成电路类型的若干可编程微处理单元，每个可编程微处理单元都包括一个或多个处理单元和非暂态存储器。对于所描绘的实施例，发动机控制单元104和/或HVAC控制器112包括
计算机网络接口，以便利用各种系统控制单元之间的标准控制器局域网(CAN)通信等进行通信。应当理解，所描绘的发动机控制单元104和/或HVAC控制器112的模
块或其他组织单元是指执行所指示的操作的某些操作逻辑，所指示的操作可各自在发动机控制单元104的物理上独立的控制器中实现，和/或HVAC控制器112可以虚拟地在同一控制器中实现。
[0011] 这里包括模块和/或组织单元的描述强调了发动机控制单元104和/或HVAC控制器112的各方面的结构独立性，并且示出了发动机控制单元104和HVAC控制器112的操作和职责的一个分组。执行类似的总体操作的其他分组被理解为在本申请的范围内。模块和/或组织单元可以在硬件中实现和/或作为非暂态计算机可读存储介质上的计算机指令来实现，并且可以分布在各种硬件或基于计算机的部件上。
[0012] 发动机控制单元104和/或HVAC控制器112的模块和/或组织单元的示例性和非限制性实现元件包括：提供本文所确定的任何值的
传感器，提供作为本文确定的值的前兆的任何值的传感器，包括通信芯片、振荡晶体、通信链路、
电缆、双绞线、同轴线、屏蔽线、发送器、接收器和/或收发器的数据链路和/或网络硬件，根据模块规范配置呈特定非瞬态的
逻辑电路、硬线逻辑电路、可重配置逻辑电路，包括至少一个电的、液压的或
气动致动器的任何致动器，螺线管、
运算放大器、模拟控制元件(
弹簧、
滤波器、积分器、加法器、减法器、增益元件)和/或数字控制元件。
[0013] 发动机控制单元104和/或其任何组成处理器/控制器可包括一个或多个
信号调节器、
调制器、解调器、
算术逻辑单元(ALU)、中央处理单元(CPU)、限制器、
振荡器、控制时钟、放大器、信号调节器、滤波器、格式转换器、通信端口、钳位电路、延迟装置、存储器装置、模数(A/D)转换器、数模(D/A)转换器和/或本领域技术人员将想到的不同电路或功能部件以执行期望的通信。
[0014] 如图1所示，发动机控制单元104可操作地连接到车辆系统100的多个部件，包括例如发动机102、HVAC系统106和/或多个附件或系统(未示出)。这种连接可以允许在发动机控制单元104和车辆系统100的部件之间传递信息、数据和/或命令，这些信息、数据和/或命令用于与车辆系统100的操作和性能连接。
[0015] HVAC系统106包括可操作地连接到HVAC压缩机114的HVAC控制器112。向HVAC控制器112提供与需要HVAC系统106和HVAC压缩机114的运转相关的一个或多个主要条件。所述一个或多个主要条件可包括来自设置在外部空气入口附近的外部空气温度传感器的外部空气温度、车厢压力、车厢温度、发动机压力、发动机冷却剂温度和HVAC制冷剂系统压力，这里是列举几个可能需要HVAC系统106和HVAC压缩机114运转的主要条件。HVAC控制器112检查是否有主要条件中的任何一个大于HVAC激活
阈值。HVAC控制器112可操作地连接到发动机控制单元104和HVAC离合皮带轮108两者。
[0016] 还向HVAC控制器112提供与需要HVAC系统106和HVAC压缩机114的运转相关的一个或多个次要条件。所述一个或多个次要条件可包括下列中的一项或多项：时间段到时、获得了车厢的
指定冷却温度、获得了发动机冷却剂的指定冷却温度、获得了指定发动机压力和/或获得了指定车厢压力，这里是列举可能需要启用发动机102自动启动并自动停止的一些次要条件。
[0017] HVAC离合皮带轮108可以是任何合适的离合装置。在一个实施例中，HVAC离合皮带轮108是电磁离合器，其中线圈中的通量提供接合HVAC离合皮带轮108并将HVAC离合皮带轮108保持在接合
位置所需的力。HVAC离合皮带轮108选择性地将HVAC压缩机114与
扭矩源(例如发动机曲轴皮带轮110)连接，以驱动HVAC压缩机114。HVAC离合皮带轮108和发动机曲轴皮带轮110可以用皮带(未示出)或任何合适的连接装置连接在一起。发动机曲轴皮带轮110可操作地连接到发动机102并由发动机102驱动。在其他实施例中，HVAC离合皮带轮108和发动机曲轴皮带轮110被不同地配置。
[0018] HVAC压缩机114可以是定
排量压缩机或压缩机容量受外部控制的外部可变压缩机。可以基于来自HVAC控制器112的信号来致动HVAC压缩机114。
[0019] 图2是示出控制发动机102的启动/停止特征和HVAC压缩机114的运转的方法的流程图。在框200中，HVAC控制器112将HVAC系统106的状态确定为开启或关闭。HVAC系统106状态“开启”被定义为HVAC系统106正在运转或根据需经由离合器接合信号
请求压缩机升高空调制冷剂系统压力以保持HVAC系统106的冷却性能。这与HVAC系统由操作员将HVAC系统106切换到可操作或功能状态而启用形成对比。在框202中，如果HVAC系统106的状态是“关闭”的，则HVAC控制器112检测与需要HVAC系统106的运转有关的至少一个主要条件的出现，并将该请求传送到发动机控制单元104。在框204中，发动机控制单元104将发动机102的状态确定为开启或关闭/停止。在框206中，如果发动机102关闭，则发动机控制单元104自动启动发动机102。在框208中，当发动机102开启时，发动机控制单元104禁用发动机102的自动关闭或启动/停止控制，直到满足与HVAC系统106相关联的至少一个次要条件。在框210中，HVAC控制器112向HVAC压缩机114发送信号并在发动机102启动之后启动HVAC压缩机114。在框212中，确定HVAC控制器112或发动机控制单元104满足至少一个次要条件。在框214中，如果满足次要条件，则启用发动机102自动停止/启动的能力。
[0020] 如上所述，在框200中，HVAC控制器112将HVAC系统106的状态确定为开启或关闭。如果HVAC系统106的状态为开启，则在框216中，发动机控制单元104禁用发动机102的自动关闭或启动/停止控制，直到满足与HVAC系统106相关联的至少一个次要条件。如上所述，所述过程继续到框212。
[0021] 参考图3，是响应于需要HVAC系统106运转的至少一个主要条件，为与HVAC系统106一起运转，HVAC离合皮带轮108和发动机曲轴皮带轮110的操作程序的示意图。在框300中，确定发动机102的状态为开启或关闭。如果发动机102关闭，则在框302中启动或开启发动机102。在发动机102开启之后，在框304中，接合HVAC离合皮带轮108。在框306处，HVAC控制器
112截获或接收来自HVAC离合皮带轮108的接合信号，和/或发动机控制单元104截获或接收来自与HVAC离合皮带轮108接合的HVAC控制器112的信号，以禁用发动机102的启动/停止控制。替代地或另外地，发动机控制单元104截获或接收来自HVAC离合皮带轮108的接合信号。
在框308中，使HVAC压缩机114运转以冷却车辆。
[0022] 发动机控制单元104可以以多种方式截获信号，或者直接地通过输入/输出截获信号或者间接地通过单独的继电器或模块截获信号。如果发动机102开启或正在运行，则发动机控制单元104将该信号传递到HVAC离合皮带轮108，以启动HVAC系统106并在信号激活时禁止发动机102的关闭。如果发动机102处于自动关闭或已关闭状态，并且需要HVAC系统的运转的信号被激活，则重新启动发动机102，并且对信号进行传递以接合HVAC离合皮带轮108，以在发动机102处于运行状态之后启动HVAC系统106。一直等到发动机102开启或运行，再接合HVAC离合皮带轮108，这是有益的。首先，在发动机102的转动起动过程期间使HVAC离合皮带轮108保持脱离减小了发动机102上的负载，因此提高了发动机102启动的速度和
质量。其次，HVAC离合皮带轮被设计成与移动的皮带接合和脱离，并且在发动机启动期间不容易接受皮带动力学特性。因此，本文公开的动作的定时和顺序使得离合器耐久性不受影响。
在框308中，HVAC压缩机114接合并运转以冷却车辆。
[0023] 在一个实施例中，在确定所述至少一个主要条件的出现之后，HVAC控制器112将来自HVAC系统106的HVAC控制器112的
模拟信号发送到发动机控制单元104。在另一种形式中，基于在发动机102运行时至少一个主要条件的出现，发动机102的自动启动被禁用，直到满足至少一个次要条件。
[0024] 在包括类似于诸如公共
汽车之类的车辆的HVAC系统106的HVAC系统的一个实施例中，随着HVAC系统关闭，将周期性地接合HVAC离合皮带轮，并使HVAC压缩机轮转，以防止
水分积聚。在该特定实施例中，发动机102的自动关闭不会仅仅响应于HVAC压缩机运行而被禁止，以防止水分积聚。
[0025] 在又一个实施例中，发动机控制单元104与车辆控制单元或与车辆相关联的其他控制器交接。发动机控制单元接收来自车辆控制单元或其他控制器的关于HVAC系统的主要条件的信号，并且响应于HVAC系统关闭而在启动HVAC系统之前自动启动发动机。发动机控制单元还禁用发动机控制单元104自动停止发动机的能力，直到车辆控制器提供满足次要条件的指示。
[0026] 可设想本公开的多个方面。根据一个方面，一种方法包括使包括内燃发动机、HVAC系统和发动机控制单元的车辆运转，所述发动机控制单元被配置为分别响应于发动机停止信号以及响应于发动机启动信号而自动地停止和重新启动所述内燃发动机；确定所述HVAC系统的状态为开启或关闭；确定至少一个主要条件的出现，所述至少一个主要条件需要所述HVAC系统的运转；基于在所述HVAC系统关闭且所述发动机停止时所述至少一个主要条件的出现，在启动所述HVAC系统之前自动启动所述发动机；在所述发动机已自动启动之后，禁用所述发动机控制单元自动停止所述发动机的运转的能力，直到满足与所述HVAC系统相关联的至少一个次要条件；以及在满足所述至少一个次要条件时，重新启用所述发动机控制单元至少自动地停止所述发动机的运转的能力。
[0027] 根据一个实施例，所述至少一个主要条件包括车厢温度、车厢压力、发动机压力、HVAC制冷剂系统压力和发动机冷却剂温度中的一项或多项大于HVAC激活阈值。
[0028] 在另一个实施例中，所述至少一个次要条件包括下列中的一项或多项：时间段到时、获得了车厢的指定冷却温度、获得了发动机冷却剂的指定冷却温度、获得了指定发动机压力和/或获得了指定车厢压力。
[0029] 在又一个实施例中，在所述发动机已自动启动之后，使所述HVAC系统的与所述发动机的曲轴皮带轮耦接的离合皮带轮运转，以启动所述HVAC系统的HVAC压缩机，从而冷却所述车辆。
[0030] 在另一实施例中，在确定所述至少一个主要条件的出现之后，将来自所述HVAC系统的HVAC控制器的模拟信号发送到所述发动机控制单元。
[0031] 在又一个实施例中，基于在所述发动机运行时所述至少一个主要条件的出现，禁用自动启动所述发动机，直到满足所述至少一个次要条件。
[0032] 在另一方面，一种系统包括可操作地连接到内燃发动机的发动机控制单元，以及可操作地连接到所述发动机控制单元的HVAC系统；其中所述HVAC系统被配置为确定需要所述HVAC系统的运转的主要条件的出现；并且其中所述发动机控制单元被配置为响应于所述主要条件的出现而自动启动所述内燃发动机，并且此后所述发动机控制单元被禁止自动停止所述内燃发动机的运转，直到满足与所述HVAC系统相关联的次要条件。
[0033] 在所述系统的一个实施例中，在满足所述次要条件时，所述发动机控制单元被重新启用以至少自动停止所述发动机的运转。
[0034] 在所述系统的另一个实施例中，所述至少一个主要条件包括车厢温度、车厢压力、发动机压力、HVAC制冷剂系统压力和发动机冷却剂温度中的一项或多项大于HVAC激活阈值。
[0035] 在所述系统的又一个实施例中，所述次要条件包括下列中的一项或多项：时间段到时、获得了车厢的指定冷却温度、获得了发动机冷却剂的指定冷却温度、获得了指定发动机压力和/或获得了指定车厢压力。
[0036] 在所述系统的又一实施例中，所述HVAC系统包括可操作地与所述发动机控制单元耦接的HVAC控制器，所述HVAC系统还包括可操作地与离合皮带轮耦接的HVAC压缩机，其中所述离合皮带轮被配置为在所述内燃发动机自动启动之后使所述HVAC压缩机运转。在所述系统的进一步改进中，所述HVAC控制器被配置为在所述主要条件出现之后向所述发动机控制单元发送模拟信号。
[0037] 在又一方面，一种方法包括使包括内燃发动机、HVAC系统和发动机控制单元的车辆运转，所述发动机控制单元被配置为分别响应于发动机停止信号以及响应于发动机启动信号而自动地停止和重新启动所述内燃发动机；确定所述HVAC系统的状态为开启或关闭；确定至少一个主要条件的出现，所述至少一个主要条件需要所述HVAC系统的运转；基于在所述HVAC系统关闭且所述发动机停止时所述至少一个主要条件的出现，在启动所述HVAC系统之前自动启动所述发动机；以及在所述发动机已自动启动之后，使所述HVAC系统的与所述内燃发动机的曲轴皮带轮耦接的离合皮带轮运转，以启动所述HVAC系统的HVAC压缩机，从而冷却所述车辆。
[0038] 在另一个实施例中，所述方法包括在内燃发动机已自动启动之后，禁用所述发动机控制单元自动停止所述内燃发动机的运转的能力，直到满足与所述HVAC系统相关联的至少一个次要条件；以及在满足所述至少一个次要条件时，重新启用所述发动机控制单元至少自动停止所述内燃发动机的运转的能力。
[0039] 在又一个实施例中，所述方法包括基于在所述发动机运行时所述至少一个主要条件的出现，禁用自动启动所述发动机，直到满足所述至少一个次要条件。
[0040] 在又一个实施例中，所述方法包括，其中所述至少一个主要条件包括车厢温度、车厢压力、发动机压力、HVAC制冷剂系统压力和发动机冷却剂温度中的一项或多项大于HVAC激活阈值。
[0041] 在另一实施例中，所述方法包括，其中所述至少一个次要条件包括下列中的一项或多项：时间段到时、获得了车厢的指定冷却温度、获得了发动机冷却剂的指定冷却温度、获得了指定发动机压力和/或获得了指定车厢压力。
[0042] 在又一实施例中，所述方法包括在由所述HVAC系统确定所述至少一个主要条件的出现之后，将来自所述HVAC系统的HVAC控制器的模拟信号发送到所述发动机控制单元。
[0043] 虽然已在附图和前述描述中详细地说明和描述了本发明，但所述附图和前述描述应被视为在本质上是说明性的而非限制性的，应理解仅示出和描述了某些特定示例性实施例。本领域的技术人员将理解在不实质地背离本发明的情况下许多修改在示例性实施例中是可能的。因此，所有此类修改均旨在包括在如所附
权利要求书所限定的本公开的范围内。
[0044] 在阅读权利要求书时，当使用词语诸如“一个”、“一种”、“至少一个”或“至少一部分”时并不旨在将权利要求限于仅一个项目，除非在权利要求中明确相反地陈述。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，除非特别地相反地说明，否则所述项目可以包括一部分和/或整个项目。
[0045] 应该理解的是，本文中的任何权利要求要素都不应根据35 U.S.C. § 112(f)的规定来解释，除非使用短语“用于......的装置”明确叙述该要素。上面描述的示意性流程图和方法示意图一般性地被阐述为逻辑流程图。因此，所描绘的顺序和标记的步骤指示代表性实施例。可以设想其他步骤、顺序和方法，它们在功能、逻辑或效果上等同于示意图中示出的方法的一个或多个步骤或其部分。此外，在整个
说明书中对“一个实施例”，“一实施例”，“示例实施例”或类似语言的提及是指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中出现短语“在一个实施例中”，“在实施例中”，“在示例实施例中”和类似语言可以但不是必须全部指代同一实施例。
[0046] 另外，提供所采用的格式和符号以解释示意图的逻辑步骤，并且不应理解为限制图所示的方法的范围。尽管可以在示意图中采用各种箭头类型和线型，但是应理解它们不限制相应方法的范围。实际上，可以使用一些箭头或其他连接符来仅指示方法的逻辑流程。例如，箭头可以指示所描绘方法的枚举步骤之间的未指定持续时间的等待或监测时段。另外，特定方法出现的顺序可以严格遵守或可以不严格遵守所示相应步骤的顺序。还应注意，
框图和/或流程图中的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以由执行特定功能或动作的基于专用硬件的系统、或专用硬件和程序代码的组合来实现。
