用于操作车辆空调系统的方法和车辆的制作方法
【技术领域】
[0001]根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种用于操作车辆加热、通风和冷却空调系统的方法和车辆，该车辆具有发动机和控制单元，该发动机提供发动机开启操作和发动机关闭操作，该控制单元用于发动机关闭时的、所述空调系统的由定时器控制的激活和温度控制。
【背景技术】
[0002]商业长途运输车辆的驾驶室包括用于休息的睡眠舱。驾驶员的舒适性对于驾驶员有效恢复以保持交通安全来说至关重要。因此，现代商业长途车辆的驾驶室包括许多特征，以使车辆运行期间驾驶员受到的压力和疲劳最小。这些特征包括加热、通风和空调(HVAC)系统，其为驾驶员提供了舒适的环境。
[0003]在车辆驻车时提供空气调节的一种通常方案是添加由车辆电池或由岸电(shorepower)提供动力的单独的AC系统。考虑到有限的附加功能，该方案相当昂贵。
[0004]美国申请US 4，934，158描述了一种车辆空调系统，该系统可以在发动机开启或关闭的情况下工作。这允许在不运行车辆发动机的情况下操作单个空调系统。
[0005]为了在发动机关闭时运行空调系统，电驱动AC-压缩机被安装成与标准安装的由发动机驱动的机械式AC-压缩机并联。当发动机被关闭时，可以借助于电缆(岸电)对电驱动式压缩机供电。
[0006]不幸的是，岸电并非经常可用于商业长途车辆。一种明显的替代方案是用车载电池中存储的电力对电驱动式AC-压缩机供电。
[0007]使用这种HVAC系统时与车辆电池中存储的能量有关的问题是:当将驻停在阳光下的车辆的内部温度冷却到舒适的水平时，能量消耗是相当高的，譬如在数百瓦的范围内持续一段相当长的时间。车载电池沉重而昂贵，因此，储存在电池中的能量是有限的且需要优先用于发动机起动。而且，经由车辆发电机充电系统给电池重新充电也增加了燃料消耗。
[0008]因此，需要一种用于在发动机关闭的状况下操作车辆中的HVAC系统的节能方法。
【发明内容】
[0009]因此，本发明的一个目的在于提供一种操作车辆加热、通风和冷却空调系统的节能方法，该车辆具有发动机和控制单元，该发动机提供发动机开启操作或发动机关闭操作，该控制单元用于发动机关闭时的、所述空调系统的由定时器控制的激活和温度控制，其中，该控制单元允许操作者设定目标时间以及与所述目标时间相关的目标温度。
[0010]根据本发明的一个方面，上述目的可至少部分地通过操作车辆加热、通风和冷却空调系统的方法来实现，该车辆具有发动机和控制单元，该发动机提供发动机开启操作和发动机关闭操作，该控制单元用于发动机关闭时的、所述空调系统的由定时器控制的激活和温度控制，其中，该控制单元允许操作者设定目标时间以及与所述目标时间相关的目标温度，该方法包括:如果目标温度比内部温度低且环境空气温度比内部温度低，则在所述设定的目标时间之前，用环境空气对车辆的内部舱室通风一段时间。
[0011]本发明基于这样的理解，即:环境空气的温度通常比车辆的内部舱室的温度低，从而允许在HVAC系统的耗能的冷却功能激活之前将环境空气用于内部舱室的通风。因此，可以在不损害功能的情况下节省能量。
[0012]根据本发明的实施例，当内部温度接近环境空气温度时，可以结束所述环境空气的通风时段。
[0013]优选的是，仅当通风时段在所述目标时间之前已经结束且内部温度高于目标温度时，才激活空调系统冷却功能一段时间。可以在内部温度接近目标温度时禁用该空调冷却功能。
[0014]根据本发明的方法的另一方面包括以下步骤:允许控制单元自动选择HVAC系统的操作模式，以最小化能量消耗。该HVAC系统的由控制单元的定时器控制的操作允许使用软件，该软件可根据环境温度选择最佳操作模式，以使能量消耗最小化。
[0015]根据本发明的又一个实施例，仅操作所述空调系统冷却功能，直到所存储的车辆电力容量被消耗而降低到一定水平。
[0016]具有适于执行本发明的加热、通风和冷却空调系统的车辆设置有控制单元，该控制单元用于发动机关闭时的、所述空调系统的由定时器控制的激活和温度控制，其中，该控制单元与与内部舱室温度的传感器及用于环境空气温度的传感器通信。根据本发明的具有HVAC系统的集成有控制单元(该控制单元具有传感器且在发动机关闭时进行由定时器控制的激活)的车辆可设有比具有在发动机开启时使用的普通HVAC系统和在发动机关闭时使用的单独AC系统的车辆更多的功能。优选地，该控制单元与用于所存储的车辆电力的容量传感器通信，。
[0017]根据本发明的又一方面，该控制单元设有软件，该软件用于电池充电状态的自动控制并用于调节内部通风、冷却输出和风扇速度，以便以最小的电能浪费来达到所要求的温度。具有HVAC控制单元(该HVAC控制单元与动力管理系统通信)的该集成方案允许控制单元的软件调节通风、冷却输出和风扇速度，以便以最小的能量浪费来实现车辆中的所期望的舒适水平。优选地，该控制单元的定时器也集成到该HVAC系统中。
[0018]根据本发明的又一个实施例，该HVAC系统的电驱动式冷凝器冷却风扇适于供应冷却空气，以在车辆发动机运行时支持发动机冷却风扇。由大动力消耗的发动机冷却风扇产生的空气流可能并非总是必需的，在这些状况下，电驱动式冷凝器冷却风扇可用于产生发动机冷却所需的空气流。
[0019]优选地，该控制单元适于定期地打开环境空气入口，以避免车辆内部中的二氧化碳积聚。
【附图说明】
[0020]下面将参考附图更详细地描述本发明，其中:
[0021]图1是适于利用根据本发明的方法的HVAC系统的示意图；并且
[0022]图2是卡车驾驶室的示意图，其具有用环境空气对卡车驾驶室内部通风的装置。
【具体实施方式】
[0023]本发明的具有以下所述的进一步展开的实施例仅应被视为示例，并非以任何方式限制由专利权利要求书提供的保护范围。这种布置结构适用于所有类型的车辆和船只，但使用了卡车来举例说明此布置结构。
[0024]图1示出了根据本发明的适于在车辆中使用的HVAC系统的基本布局。机械式AC-压缩机10安装在车辆的发动机上，并例如由发动机的皮带传动装置驱动。压缩机10从位于车辆的驾驶室或乘员舱内的HVAC单元中的蒸发器11吸入气态制冷剂，并在高温和高压下将该气态制冷剂泵送到冷凝器12，在冷凝器12中，该气态制冷剂在热传递到环境期间冷凝成液体。在该气态制冷剂进入蒸发器11并在从借助于电驱动式鼓风扇流过蒸发器11的环境空气中吸取热量期间沸腾成气体之前，通过膨胀阀13降低压力。
[0025]取决于膨胀阀的类型，瓶14位于冷凝器12和膨胀阀13 (接收器/干燥器)之间或者如图1所示地位于蒸发器11和压缩机10 (蓄积器)之间。该HVAC系统中的部件彼此通过特殊的管道和软管连接。
[0026]当以一定的速度行驶时，到冷凝器12中的冷却空气流通常是通过冲压(ram)空气压力供应的，并在较低速度或没有速度的情况下通过车辆的发动机冷却风扇15。对于卡车，该风扇通常由发动机驱动并在发动机关闭时不能工作。
[0027]电驱动式AC-压缩机16通过管道和软管并联连接到卡车的机械驱动式AC-压缩机10。压缩机16可以与最初被设计用于混合动力客车的压缩机是相同的类型，或者与用于固定冷却或热泵系统的压缩机(封闭式压缩机)是相同的类型。
[0028]电驱动式风扇17位于车辆的标准冷凝器12的前方，以在发动机关闭的状况下提供冷凝器冷却(因为发动机冷却风扇15 (如果它不是电驱动的)不能发挥作用)。
[0029]电驱动式风扇17也可用于在正常AC操作下(当发动机工作时)将冷却空气流供应到冷凝器12，以避免发动机冷却风扇15的运行，该发动机冷却风扇15通常需要更多的动力来实现流过冷凝器12的相同空气流。
[0030]在温度和发动机动力较低的情况下，这些风扇也可有助于对发动机散热器和增压空气冷却器进行冷却，该发动机散热器和增压空气冷却器通常在冷却空气流中位于冷凝器12的下游。
[0031]止回阀或单向阀可以安装在制冷剂回路中，在压缩机10、16 二者的后方或在电驱动式压缩机16的后方，以避免气态制冷剂冷凝成可积聚在非活动的压缩机中的液体。
[0032]上述示意性地描述的HVAC系统由气候控制单元18控制。控制单元18与压力传感器20通信，该压力传感器20使得所述控制单元能够监测制冷剂回路中的压力水平。该控制单元18的软件经由以下装置接收输入数据:
[0033]-用于定时器设定的温度的操作者输入显示器；
[0034]-环境温度传感器；
[0035]-内部/驾驶室温度传感器；
[0036]-发动机状态传感器；以及
[0037]-电池充电状态传感器。
[0038]电逆变器单元19将来自电源的电力转换或反转成用于电驱动式压缩机16的相关电