在车辆起动时控制HVAC系统的方法与流程

本公开大体涉及车辆暖通空调(hvac)系统。特别地，本公开涉及减少在车辆/hvac系统起动时排放到车辆乘客舱的热空气的方法。

背景技术

特别是在炎热的气候下在车辆乘客舱内产生加热的内部空间时，车辆hvac系统可能无法在车辆/hvac系统起动时根据请求来快速冷却/调节空气。在足够高的hvac鼓风机电压(或转速)下，这可能导致暂时将不需要的热空气引入乘客舱的“吹风机”效应并相应地使乘客不舒适。

具体地，特别是在炎热的气候下，尤其是在车辆未运转一段时间的情况下，在车辆起动后在发动机和空调(ac)压缩机处于平稳运行状态并且可以接合hvac系统的元件之前必须经过一段时间。反之，在车辆设置为空挡时，hvac风道系统内包含的空气可能被太阳加热。当hvac鼓风机接合以将空气移入乘客舱时，这些热空气进一步导致乘客不舒适。所有这些因素导致车辆ac系统感知到“响应缓慢”状况。

为了解决这些和其它问题，本公开涉及用于车辆的气候控制系统和用于控制气候控制系统的相关方法，该系统和相关方法减少了在车辆/hvac系统起动时引入车辆乘客舱中的热空气。

技术实现要素：

根据本文所述的目的和益处，在本公开的一个方面中，提供了一种用于控制车辆气候控制系统的方法，包括在气候控制系统起动前或起动时确定已满足第一预定条件组，其中第一预定条件组使得进入乘客舱的空调(ac)系统气流温度将超过预定ac气流温度阈值。如果满足了第一预定条件组，则下一步骤是自动实施第一气候控制系统的运行条件以至少减少进入乘客舱的ac气流。

在实施例中，确定已满足第一预定条件组包括以下一项或多项：确定已经进行了ac系统运行请求，并确定车辆暖通空调(hvac)蒸发器核心温度大于等于hvac蒸发器核心温度值的预定阈值。在其它实施例中，其它条件可以包括以下一项或多项：确定车辆至少在阈值时间段内未被操作、确定车辆外部环境温度大于等于环境温度值的预定阈值、确定所请求的hvac鼓风机转速设定值大于hvac鼓风机转速设定值的预定阈值、确定hvac风道排放的空气温度大于等于hvac风道排放的空气温度值的预定阈值、以及确定ac系统控制器没有错误代码。

在实施例中，自动实施第一气候控制系统的运行条件包括以下一项或多项：将hvac鼓风机转速自动减少到hvac鼓风机转速设定值的预定阈值、和自动改变hvac气流分配模式。

所提供的方法还可以包括以下步骤：确定已满足第二预定条件组，其中第二预定条件组使得ac气流温度将满足预定ac气流温度阈值，并且自动实施第二气候控制系统的运行条件以增加进入乘客舱的ac气流。在实施例中，自动实施第二气候控制系统的运行条件包括以下一项或多项：将hvac鼓风机转速自动恢复到自动确定的或用户请求的hvac鼓风机转速设定值，并自动恢复hvac气流分配模式。

另一方面，提供了一种适于实施所描述的方法的用于车辆的气候控制系统，包括暖通空调(hvac)系统、至少一个暖通空调(hvac)蒸发器核心温度传感器、以及气候控制模块(ccm)。ccm包括控制器，控制器配置为在接收到空调(ac)系统操作请求时选择性地并且自动地实施气候控制系统的运行条件以至少减少进入车辆乘客舱的ac气流。控制器配置成根据由至少一个hvac蒸发器核心温度传感器提供的输入来确定hvac蒸发器核心温度是否大于等于hvac蒸发器核心温度值的预定阈值。

在实施例中，控制器还配置为根据由至少一个hvac风道排放的空气温度传感器提供的输入来确定hvac风道排放的空气温度是否大于等于hvac风道排放的空气温度值的预定阈值。控制器还可以配置成根据由计时器提供的输入来确定车辆是否至少在阈值时间段内未被操作。控制器还可以配置成根据由至少一个车辆外部环境温度传感器提供的输入来确定车辆外部环境温度是否大于等于环境温度值的预定阈值。控制器还可以配置为确定所请求的hvac鼓风机转速设定值是否大于hvac鼓风机转速设定值的阈值。控制器还可以配置为确定ac系统是否没有错误代码。

在确定一项或多项上述条件时，控制器配置为将hvac鼓风机转速设定值减少到hvac鼓风机转速设定值的阈值。实施例中的控制器还可以配置为通过hvac空气分配门致动器来自动改变hvac气流分配模式。

根据本发明，提供一种用于控制车辆气候控制系统的方法，包括：

在气候控制系统起动前或起动时确定已满足第一预定条件组，其中第一预定条件组使得进入乘客舱的暖通空调(hvac)系统气流温度将超过预定hvac气流温度阈值；以及

自动实施第一气候控制系统的运行条件以至少减少进入乘客舱的hvac气流。

根据本发明的一个实施例，确定已满足第一预定条件组包括以下一项或多项：

确定已经进行了ac系统操作请求；以及

确定车辆暖通空调(hvac)蒸发器核心温度大于等于hvac蒸发器核心温度值的预定阈值。

根据本发明的一个实施例，确定已满足第一预定条件组还包括以下一项或多项：

确定车辆至少在阈值时间段内未被操作；

确定车辆外部环境温度大于等于环境温度值的预定阈值；

确定所请求的hvac鼓风机转速设定值大于hvac鼓风机转速设定值的预定阈值；

确定hvac风道排放的空气温度大于等于hvac风道排放的空气温度值的预定阈值；以及

确定空调(ac)系统控制器没有错误代码。

根据本发明的一个实施例，自动实施第一气候控制系统的运行条件包括以下一项或多项：

将hvac鼓风机转速自动减少到hvac鼓风机转速设定值的预定阈值；以及

自动改变hvac气流分配模式。

根据本发明的一个实施例，方法还包括：

确定已满足第二预定条件组，其中第二预定条件组使得ac气流温度将满足预定ac气流温度阈值；以及

自动实施第二气候控制系统的运行条件以增加进入乘客舱的ac气流。

根据本发明的一个实施例，自动实施第二气候控制系统的运行条件包括以下一项或多项：

将hvac鼓风机转速自动恢复到自动确定的或用户请求的hvac鼓风机转速设定值；以及

自动恢复hvac气流分配模式。

根据本发明，提供一种控制车辆气候控制系统用的方法，包括：

确定已满足第一预定条件组，其中第一预定条件组使得进入乘客舱的暖通空调(hvac)系统气流温度将超过预定hvac气流温度阈值；

自动实施第一气候控制系统的运行条件以至少减少进入乘客舱的hvac气流；

确定已满足第二预定条件组，其中第二预定条件组使得进入乘客舱的hvac气流温度将满足预定hvac气流温度阈值；以及

自动实施第二气候控制系统的运行条件以增加进入乘客舱的hvac气流。

根据本发明的一个实施例，确定已满足第一预定条件组包括以下一项或多项：

确定已经进行了空调(ac)系统操作请求；

确定车辆暖通空调(hvac)蒸发器核心温度大于等于hvac蒸发器核心温度值的预定阈值；

确定车辆至少在阈值时间段内未被操作；

确定车辆外部环境温度大于等于环境温度值的预定阈值；

确定hvac风道排放的空气温度大于等于hvac风道排放的空气温度值的预定阈值；

确定所请求的hvac鼓风机转速设定值大于hvac鼓风机转速设定值的预定阈值；以及

确定ac系统控制器没有错误代码。

根据本发明的一个实施例，确定满足第一预定条件组至少包括：

确定已经进行了ac系统操作请求；以及

确定车辆暖通空调(hvac)蒸发器核心温度大于等于hvac蒸发器核心温度值的预定阈值。

根据本发明的一个实施例，自动实施第一气候控制系统的运行条件包括：

将hvac鼓风机转速自动减少到hvac鼓风机转速设定值的预定阈值；以及

自动改变hvac气流分配模式。

根据本发明的一个实施例，自动实施第二气候控制系统的运行条件包括以下一项或两项：

将hvac鼓风机转速自动恢复到所请求的hvac鼓风机转速设定值；以及

自动恢复hvac气流分配模式。

根据本发明，提供一种用于车辆的气候控制系统，包括：

暖通空调(hvac)系统；

至少一个暖通空调(hvac)蒸发器核心温度传感器；和

包括控制器的气候控制模块，控制器配置为在接收到空调(ac)系统操作请求时选择性地并且自动地实施气候控制系统的运行条件以至少减少进入车辆乘客舱的hvac气流。

根据本发明的一个实施例，控制器配置成根据由至少一个hvac蒸发器核心温度传感器提供的输入来确定hvac蒸发器核心温度是否大于等于hvac蒸发器核心温度值的预定阈值。

根据本发明的一个实施例，控制器还配置成根据由至少一个hvac风道排放的空气温度传感器提供的输入来确定hvac风道排放的空气温度是否大于等于hvac风道排放的空气温度值的预定阈值。

根据本发明的一个实施例，控制器还配置为根据由计时器提供的输入来确定车辆和/或车辆的ac压缩机是否至少在阈值时间段内未被操作。

根据本发明的一个实施例，控制器还配置为根据由至少一个车辆外部环境温度传感器提供的输入来确定车辆外部环境温度是否大于等于环境温度值的预定阈值。

根据本发明的一个实施例，控制器还配置为确定所请求的hvac鼓风机转速设定值是否大于hvac鼓风机转速设定值的阈值。

根据本发明的一个实施例，控制器还配置为确定ac系统是否没有错误代码。

根据本发明的一个实施例，控制器配置为将hvac鼓风机转速设定值减少到hvac鼓风机转速设定值的阈值。

根据本发明的一个实施例，控制器还配置为通过hvac空气分配门致动器来自动改变hvac气流分配模式。

在以下描述中，示出和描述了用于车辆的气候控制系统和相关方法的实施例。应该认识到，所描述的设备和方法能够具有其它不同的实施例，并且它们的多个细节能够在各种显而易见的方面修改，而不会脱离如所附权利要求中阐述和描述的设备和方法。因此，附图和描述应被认为在本质上是说明性的而非限制性的。

附图说明

并入本文并形成说明书的一部分的附图示出了用于车辆的气候控制系统和相关方法的几个方面，并且与描述一起用于解释其某些原理。在附图中：

图1示出了根据本公开的包括hvac系统和气候控制系统的车辆；

图2示出了根据本公开的用于控制车辆气候控制系统的方法的实施例；

图3示出了用于控制车辆气候控制系统的图2的方法的更详细版本；和

图4示出了根据本公开的用于控制车辆气候控制系统的方法的可选实施例。

现在将详细参考车辆的气候控制系统及其控制方法的实施例，其示例在附图中示出。附图不一定按比例绘制，并且一些特征可能夸大或缩小以显示特定部件的细节。所公开的具体结构性和功能性细节不被解释为限制性的，而是作为用于教导本领域技术人员如何实践本公开的概念的代表性基础。

具体实施方式

首先，与本文所述的车辆hvac系统、气候控制系统等相关的各个方面和具体设备是本领域公知的，并且不需要在此进行广泛的描述。另外，这些各个方面和具体设备的操作方式也是本领域公知的。为便于说明这些特征在本文中以框形式示出。

图1示出了包括乘客舱102的车辆100。车辆100包括hvac系统104，hvac系统104又包括至少一个hvac蒸发器核心106。hvac系统104还包括与hvac空气分配门110流体连通的hvac鼓风机108。如已知的，hvac空气分配门110可以通过控制各种设计的机械连接(未示出)的致动器112来自动控制。hvac空气分配门110还将hvac鼓风机108与hvac风道系统114流体连通，经调节的气流经由hvac风道系统114通过空气调节器115而引入乘客舱102中。

气候控制系统116与hvac系统104可操作地通信。hvac系统104可以借助于气候控制系统116以自动地或通过用户命令来控制引入到乘客舱102中的气流的量和温度。提供操作控制的气候控制模块(ccm)118包括设置有一个或多个处理器、一个或多个存储器、以及包括配置为用于控制车辆hvac系统104的逻辑的存储装置的控制器120。

气候控制系统116还与各种传感器(包括但不限于hvac蒸发器核心温度传感器122、一个或多个hvac风道排放的空气温度传感器124、一个或多个车辆外部环境温度传感器126等中的一个或多个)通信。控制器120或另一车辆控制器(例如bcm(未示出))可以包括在车辆100、hvac系统104等的操作停止时自动开始运行的计时器128。

以前述为背景，本公开提供了用于控制气候控制系统116的方法。该方法笼统地包括：在气候控制系统116起动前或起动时确定是否满足预定条件组，预定条件组使得进入乘客舱的空调(ac)系统气流温度将超过预定ac气流温度阈值。

图2笼统地示出了如上所述的用于控制气候控制系统116的方法200。在气候控制系统116起动(步骤202)时，通过至少来自车辆外部环境温度传感器126、hvac蒸发器核心温度传感器122、hvac风道排放的空气温度传感器124中的一个或多个的各种输入，控制器120确定是否满足第一预定条件组，其中第一预定条件组使得进入乘客舱102的hvac气流温度将超过预定ac气流温度阈值(步骤204)。如果是，则在步骤206中控制器120导致实施第一气候控制系统的116的运行条件从而减少进入乘客舱102的hvac气流。通过这些步骤，防止了在由hvac系统104冷却热空气之前将热空气引入乘客舱102、和/或将保持在hvac风道系统114中的热空气引入乘客舱102，也相应地防止乘客(未示出)不舒适。

一旦hvac系统104已经运行了足够的时间段以从hvac风道系统114清除热空气和/或通过如上所述的输入将ac气流冷却到所需的温度，控制器120就确定是否满足第二预定条件组，其中第二预定条件组使得进入乘客舱102的hvac气流温度将满足预定hvac气流温度阈值(步骤208)。如果是，则在步骤210中控制器120导致实施增加进入乘客舱102的hvac气流的第二气候控制系统116的运行条件。

图3更详细地示出了图2中所示的方法的实施例。在所描绘的实施例中，用于控制气候控制系统116的方法300包括：在起动气候控制系统116(步骤302)时，通过至少来自车辆外部环境温度传感器126、hvac蒸发器核心温度传感器122、和hvac风道排放的空气温度传感器124中的一个或多个的各种输入，由控制器120确定是否满足第一预定条件组，其中第一预定条件组使得进入乘客舱102的hvac气流温度将超过预定hvac气流温度阈值(步骤304)。如果是，则在步骤306中控制器120导致实施第一气候控制系统116的运行条件从而减少进入乘客舱102的hvac气流。

一旦hvac系统104已经运行足够的时间段以从hvac风道系统114清除热空气和/或通过如上所述的输入将hvac气流冷却到所需的温度，控制器120就确定是否满足第二预定条件组，其中第二预定条件组使得进入乘客舱102的hvac气流温度将满足预定hvac气流温度阈值(步骤308)。如果是，则在步骤310中控制器120实施第二气候控制系统116的运行条件以增加进入乘客舱102的hvac气流。

在实施上述的确定第一预定条件组、实施第一气候控制系统的运行条件、确定第二预定条件组、以及实施第二气候控制系统的运行条件的步骤中考虑了许多变量和方法。对于确定是否满足第一预定条件组——其中第一预定条件组使得进入乘客舱的hvac气流温度将超过预定hvac气流温度阈值的步骤，向控制器120提供有各种输入。这些可以包括确定是否已经通过用户输入或者作为自动系统的一部分而接收到“ac打开”命令(步骤304d)，并且hvac系统104认为不能立即将hvac系统气流冷却到所需的温度，导致热空气排放到乘客舱102中的乘客。为此，考虑了，控制器120可以确定hvac蒸发器核心106的制冷剂温度是否大于等于hvac蒸发器核心106的温度值的预定阈值(步骤304c)。

该输入可以由hvac蒸发器核心温度传感器122提供。如已知的，hvac蒸发器核心温度传感器122可以设置在多个位置处，包括但不限于hvac蒸发器核心106的表面、或者在离开hvac蒸发器核心的气流的下游位置处。其它合适的位置包括将hvac蒸发器核心温度传感器122浸入容纳于hvac蒸发器核心中的制冷剂中、在进入hvac蒸发器核心前将传感器定位在膨胀设备或txv(热力膨胀阀)下游的进气管线等。

设想由控制器120(例如由环境温度传感器126)接收了其它输入以确定车辆外部环境温度大于等于环境温度值的预定阈值(步骤304a)。这是为了防止在环境温度下实施该方法而导致hvac气流温度过热。类似地，另一输入可以确定车辆100和/或hvac系统104(即压缩机)已经至少在阈值时间段内不起作用(步骤304b)，该输入可以由与车辆电子控制模块或控制器关联的ccm计时器128或其它计时器提供。

方法300(和如上所述的相关系统)还考虑提供代表保持在hvac风道系统114中的热空气的输入。为了实现这一点，控制器120可确定hvac风道114的排放空气温度是否大于等于hvac风道系统114的排放空气温度值的预定阈值。该输入可以由hvac风道系统温度传感器124提供(步骤304c)。控制器120还可以接收关于ac系统硬件或软件中是否存在错误状态的输入(步骤304f)。控制器120还可以接收关于(通过用户输入、或自动地作为hvac系统104模式命令的一部分)请求的hvac鼓风机108的转速设定值是否大于hvac鼓风机转速设定值的预定阈值的输入(步骤304e)。这可以作为确定特定的所请求的hvac鼓风机108的转速设定值超过hvac鼓风机最大极限而提供。如本领域技术人员已知的，hvac鼓风机108的最大极限设定值通常是可变的，与其它因素相关，例如确定的车辆外部环境温度值、由乘客舱温度传感器(未示出)确定的乘客舱温度值、气候控制模块118的设定值等中的一项或多项。

在控制器120确定满足第一预定条件组，其中第一预定条件组使得进入乘客舱102的hvac气流温度将超过预定hvac气流温度阈值时，根据所描述的方法300来实施第一气候控制系统的运行条件以减少进入乘客舱102的hvac气流(步骤306)。在实施例中，这通过使控制器120将hvac鼓风机108的转速设定值减小到不超过hvac鼓风机最大极限来实现(步骤306a)。这可以通过减少编程的hvac鼓风机108的电压来实现。考虑到额外步骤：将hvac系统104的模式改变到第一校准位置由此改变进入乘客舱102的hvac气流分布(步骤306b)。这可以通过借助于致动器112和机械连接来调节hvac空气分配门110的定向而实现，以实现所需的气流模式。例如，不是以面板模式排放空气，而是可以重新定向hvac空气分配门110由此以面板/地板模式排放空气，从而减少热空气将直接接触乘客舱102中的乘客的可能性。将会理解，前述步骤导致hvac气流速度被降低并被分配到乘客舱102中，并且因此从刚起动的hvac系统104分配到乘客舱中的热空气减少。

一旦hvac系统104能够以所需的和所请求的凉爽度提供经调节的空气，则根据方法300提供的步骤确定是否满足第二预定条件组，其中第二预定条件组使得离开hvac风道系统114的hvac气流温度将满足预定hvac气流温度阈值(步骤308)。为了实现这一点，在一个实施例中控制器120确定hvac蒸发器核心106的制冷剂温度是否小于hvac蒸发器核心106的温度值的预定阈值(步骤308a)。额外地或可替代地，控制器120可以确定hvac风道排放的空气温度是否小于hvac风道系统114的排放空气温度值的预定阈值。再一次地，这些输入可以分别由hvac蒸发器核心温度传感器122和hvac风道系统114的温度传感器124提供。可替代地或额外地，控制器120可以配置为确定hvac蒸发器核心106的制冷剂温度值和/或hvac风道114的排放空气温度的冷却的差速率(deltarate)是否大于其预定阈值(步骤308b)。在又一个实施例中，控制器120可以可操作地连接到设定预定时间段的专用退出计时器(例如ccm计时器128)，在预定时间段后第一气候控制系统的运行条件终止。

一旦控制器120确定满足了第二预定条件组，第二气候控制系统116的运行条件就自动实施使得进入乘客舱的hvac气流增加(步骤310)。在实施例中，这通过使控制器120将hvac鼓风机108的转速设定值增加到所请求的(用户或自动)设定值，最大达到hvac鼓风机的最大极限来实现(步骤310a)。这可以通过以可校准的速率增加提供给hvac鼓风机108的电压直到提供了正常电压来实现。考虑到额外步骤：将hvac系统104的模式改变到第二校准位置，由此增加分配到乘客舱102中的hvac气流(步骤310b)。再一次地，这可以通过借助于致动器112和机械连接以调节hvac空气分配门110的取向来实现，以实现所需的气流模式。如将理解的，前述步骤导致hvac气流速度被增加并且被分配到乘客舱102中，并且因此增加从hvac系统104分配到乘客舱的冷却/调节的空气。

图4更详细地示出了如上所述的控制气候控制系统116用的方法400的替代性实施例。控制气候控制系统116用的方法400包括在气候控制系统116起动(步骤402)时，确定hvac蒸发器核心106的温度是否超过预定hvac气流温度阈值(步骤404)。该步骤包括由控制器120从hvac蒸发器核心温度传感器122接收输入(步骤404a)，并且还通过用户输入或作为自动化系统的一部分来确定是否已经接收到“ac打开”命令(步骤404b)。从这些步骤中，控制器120确定是否满足第一预定条件组，其中第一预定条件组使得进入乘客舱102的hvac气流温度将超过预定hvac气流温度阈值。如果否，过程结束。如果是，则在步骤406控制器120例如通过将供应给hvac鼓风机108的电压减少到鼓风机最大极限，致使实施第一气候控制系统的116的运行条件以减少hvac气流进入乘客舱102。

一旦hvac系统104已经运行足够的时间段以从hvac风道系统114清除热空气和/或将hvac气流冷却到所请求的温度，控制器120就询问hvac蒸发器核心温度传感器122以确定是否满足第二预定条件组，其中第二预定条件组使得进入乘客舱102的hvac气流温度将满足预定hvac气流温度阈值(步骤408)。在所描述的实施例中，这通过确定hvac蒸发器核心106的温度是否小于预定hvac气流温度阈值来完成。

如果是，则在步骤410控制器120导致实施第二气候控制系统116的运行条件以增加进入乘客舱102的hvac气流。在所描述的实施例中，这通过将hvac鼓风机108的转速设定值增加到所请求的(用户或自动)设定值，最大达到hvac鼓风机的最大极限来完成(步骤410)。这可以通过以可校准的速率增加提供给hvac鼓风机108的电压直到提供了正常电压来实现。

根据上述教导可以有明显的修改和变化。当根据所附权利要求公正、合法、合理地享有的广度来解释时，所有这些修改和变化都在所附权利要求的范围内。