專利名稱：汽車氣候系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車氣候系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
在使用之前，車輛內(nèi)部可能具有不舒適的氣候。例如，暴露于100度環(huán)
境條件下的車輛可具有類似的艙室條件。同樣，暴露于零度環(huán)境條件下的車 輛可具有類似的艙室條件。
車輛氣候系統(tǒng)可包含由機械連接于發(fā)動機的輸出軸的皮帶驅(qū)動的空調(diào) 器。為運行空調(diào)器，發(fā)動機必須發(fā)動。車輛氣候系統(tǒng)還可使用發(fā)動機產(chǎn)生的 熱加熱搶室空氣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例可采用車輛氣候系統(tǒng)的形式。所述系統(tǒng)包含電動氣候單
元、能量存儲單元、以及如下配置的控制器被配置用于響應于信號發(fā)出從 能量存儲單元向電動氣候單元提供電能的指令。
本發(fā)明的實施例可采用車輛氣候系統(tǒng)的形式。所述系統(tǒng)包含電源系統(tǒng)， 被配置用于從外部電源出口接收電能；電動氣候單元，被配置用于改變與艙 室有關(guān)的溫度，并通過電源系統(tǒng)從外部電源出口接收電能；以及接收器，被 配置用于接收從車輛遠程產(chǎn)生的信號。所述系統(tǒng)還包含控制器，被配置用 于響應于所述信號發(fā)出從外部電源出口將電能提供給電動氣候單元的命令。
本發(fā)明的實施例可采用控制車輛氣候系統(tǒng)的方法的形式。該方法包含 接收從車輛遠程產(chǎn)生的信號，響應于該信號發(fā)出從能量存儲單元將電能提供 給電動氣候單元的命令，以及響應于該命令從能量存儲單元將電能提供給電 動氣候單元。
雖然示出和公開了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，但這種公開不應被解釋 為對權(quán)利要求的限定?？梢灶A期，可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，做出 各種修改和替代設計。


圖1為示例性車輛電源系統(tǒng)的示意圖。
圖2為控制車輛電源系統(tǒng)的示例性策略的流程圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的實施例的車輛(例如，混合電力車輛、傳統(tǒng)車輛)包含可 從一個或多個高壓電池接收電能的電動氣候單元(例如，加熱器、制冷器等)。 這些電動氣候單元可用于例如加熱或冷卻搶室空氣，并可纟皮遠程激活。這樣， 駕駛員可在進入車輛之前將車輛內(nèi)部調(diào)至期望溫度。例如，駕駛員可通過手
機向他的插電式混合電力車輛發(fā)送信號指示車輛使內(nèi)部溫度達到72度(華 氏)并激活加熱座椅和方向盤部件。車輛響應該信號，4企測充電的電池狀態(tài)， 以確保在運行氣候單元后具有足夠電能來發(fā)動車輛，如果具有足夠電能，則 激活電動加熱器、加熱座椅與方向盤部件。
控制系統(tǒng)與遠離車輛的設備通信，并允許電動氣候設備接入電能。該電 能可由存儲單元例如電池提供，或由供電線路例如電網(wǎng)提供。例如，如果存 在車輛發(fā)動機的話，當車輛發(fā)動機處于關(guān)閉時發(fā)生該^妻入。
一些控制系統(tǒng)可基于與車輛有關(guān)的參數(shù)限制接入電能。例如，控制系統(tǒng) 可測量車輛內(nèi)部情況，如果內(nèi)部情況落在預設的限制之外，則允許接入電能。
同樣的，控制系統(tǒng)可評估任何存儲單元或供電線路的情況，如果這種存儲單 元和/或供電線路的情況符合預設標準，則允許接入電能。
可執(zhí)行不同的策略來控制從電池或遠程電源接收電能的電動氣候單元。 例如，如果測量到的艙室溫度低于預設氣候控制設定時，則氣候單元可開啟。 一旦激活，如果車門在預定時間段(例如6分鐘)內(nèi)未打開，則氣候單元可 以關(guān)閉。如果氣候單元響應于遠程信號啟動，喇叭會鳴響，以向請求者提供 可聽到的反饋。
圖1為插電式混合電力車輛12的示例性電源系統(tǒng)10的示意圖。其他車 輛(例如混合電力車輛、電力車輛、混合動力燃料電池車輛、傳統(tǒng)車輛等) 也可應用在此討論的系統(tǒng)和方法。在示圖的方框之間的各種形式的能量流以 粗線表示。在示圖的方框之間的各種形式的信息流以細線表示。
圖1中的電力電子器件14 (例如智能電路、電源轉(zhuǎn)換器等)如粗實線所
示從電池16 (例如動力電池)、發(fā)電機44和/或外部電源20 (例如，電源出 口)接收電能。電力電子器件14調(diào)節(jié)電能，并將其分配至電動機22、 HVAC 單元24、座椅加熱/制冷部件26 (例如，珀耳帖裝置(Peltier device )、塞貝 克裝置(Seebeckdevice)等)、方向盤加熱/制冷部件28、車窗加熱/制冷部件29、 和/或燃油加熱器30。例如，電力電子器件14從電池16接收高壓直流電能， 并將其轉(zhuǎn)換為低壓交流電用于座掎加熱/制冷部件26。在其他實施例中，電力 電子器件14可分配電能至不同的氣候單元(例如，電動足部加熱器等)。
如粗點線所示，圖1中的電動機22將從電力電子器件14接收到的電能 轉(zhuǎn)換為機械能，用于移動車輪31。
附圖1中的HVAC單元24包含空調(diào)器32和加熱器34。由HVAC單元 24從電力電子器件14接收到的電能可用于空調(diào)器32和加熱器中的任意一個。 例如，空調(diào)器32可利用該電能制冷艙室空氣36,如粗虛線所示。相似的， 加熱器34可利用該電能加熱艙室空氣36，如粗虛線所示。
由座椅加熱/制冷部件26從電力電子器件14接收到的電能可用于加熱或 制冷座椅38,如粗虛線所示。由方向盤加熱/制冷部件28接收到的電能可用 于加熱或制冷方向盤40，如粗虛線所示。由車窗加熱/制冷部件29接收到的 電能可用于加熱或制冷車窗42，如粗虛線所示。由燃料加熱器30接收到的 電能可用于加熱艙室空氣36,如粗虛線所示。
如粗點線所示，由發(fā)動機18產(chǎn)生的機械能可由發(fā)電機44轉(zhuǎn)換為電能。 電力電子器件14可將該電能存儲于電池16中，或如上所述對其進行分配。 如粗點線所示，發(fā)動機18產(chǎn)生的機械能還可用于移動車輪31。
控制系統(tǒng)46(例如， 一個或多個控制器、車輛系統(tǒng)控制器等)部分地控 制電力電子器件14完成如上討論的電能分配?？刂葡到y(tǒng)46通過控制器局域 網(wǎng)(CAN)或其他通信協(xié)議與電力電子器件14通信，如細線所示。控制系統(tǒng) 46和電力電子器件14之間的這種通信關(guān)系允許控制系統(tǒng)例如確定電池16的 充電狀態(tài)。如下所討論，控制系統(tǒng)46給電力電子器件14發(fā)布指令，從而例 如在發(fā)動機18關(guān)閉時電力電子器件14選擇性地從電池16提供電能至HVAC 單元24。
控制系統(tǒng)46通過CAN或其他通信協(xié)議與氣候系統(tǒng)輸入48 (例如撥號、 按鈕等)、計時器50、溫度傳感器52以及收發(fā)器54進行通信，如細線所示。 車輛12的乘客可輸入期望內(nèi)部溫度(例如78度)，如下所討論，當激活時，
控制系統(tǒng)46可控制電力電子器件14,從而HVAC單元24將內(nèi)部溫度置為78 度。另外，當激活時，控制系統(tǒng)46可激活計時器50。計時器50可防止例如 控制系統(tǒng)46控制電力電子器件14超時。例如，計時器50可在5分鐘后到期。 當計時器50到期后，控制系統(tǒng)46可使電力電子器件14失活。這種失活可防 止電力電子器件14將電池16耗費至發(fā)動車輛所需的最小闞值之下。
溫度傳感器52感測搶室空氣36、座椅38、方向盤40以及車窗42的溫 度?？刂葡到y(tǒng)46讀取所測量的溫度，并將該信息傳至收發(fā)器54。收發(fā)器54 可發(fā)送有關(guān)所測溫度的信息。同樣的，收發(fā)器54可發(fā)送有關(guān)例如HVAC單元 24的開/關(guān)狀態(tài)的信息。
遠程設備56 (例如車鑰匙墜、手機、電腦、PDA等)可接收和顯示從收 發(fā)器54發(fā)送的信息。例如，遠程設備56可從收發(fā)器54接收關(guān)于搶室空氣 36溫度的信息。遠程設備56還可將信息發(fā)送給收發(fā)器54。例如，在進入車 輛12之前，駕駛員可向收發(fā)器54發(fā)送用于指導控制系統(tǒng)46這樣控制電力電 子器件14的指令將電能從電池16分配至車窗加熱/制冷部件29從而加熱/ 制冷車窗42。駕駛員還可向收發(fā)器54發(fā)送用于指導控制系統(tǒng)46這樣控制電 力電子器件14的指令不再將電能從電池16分配至車窗加熱/制冷部件29。
圖2為控制電源系統(tǒng)10的策略的流程圖。在110,接收包含目標溫度的 信號。例如，控制器46通過收發(fā)器54從遠程設備56接收信息。該信息包 含激活加熱器34的指令和75度的目標溫度。在其他實施例中，乘客可通過 例如氣候系統(tǒng)輸入48預選期望的氣候設置。在這樣的實施例中，目標溫度不 需包含在從遠程設備56接收到的信息中。
在112，確定電池充電狀態(tài)是否在最低值之上。例如，控制器46確定電 池16的充電狀態(tài)是否在40%以上。如果沒有，則策略由于電池16可能充電 不足以例如通過發(fā)電機44發(fā)動發(fā)動機18而終止。如果有，則策略進行至114。
在114，測量溫度。例如，溫度傳感器52測量艙室空氣36的溫度。然 后，控制系統(tǒng)46讀^f又所測溫度信息。
在116，確定所測溫度是否與目標溫度不同。例如，控制系統(tǒng)46將所測 溫度(例如，40度)與目標溫度(例如，75度)進行比較。如果相同，則策 略進行至118。如果不同，則策略進行至120。
在118，確定氣候單元是否開啟。例如，控制系統(tǒng)46確定包含加熱器34 的HVAC單元24是否開啟。如果沒有開啟，則策略由于所測溫度和目標溫度
并無不同且氣候單元關(guān)閉而終止。如果開啟，則策略進行至122。
在122,發(fā)出終止至氣候單元的電能的指令。例如，控制系統(tǒng)46可將與 電力電子器件14有關(guān)的標記設置為0,從而，例如電力電子器件14不再分 配電能。策略隨后終止。
在120，確定氣候單元是否開啟。例如，控制系統(tǒng)46確定包含加熱器34 的HVAC單元24是否開啟。如果沒有開啟，則策略進行至124。如果開啟， 則策略進行至126。
在124，發(fā)出提供電能至氣候單元的指令。例如，控制系統(tǒng)46向電力電 子器件14發(fā)出指令，從而電力電子器件14從電池16提供電能至包含加熱器 34的HVAC單元24。
在128，啟動計時器。例如，控制系統(tǒng)46啟動計時器50。策略隨后返回 至112。
在126，發(fā)送指示氣候單元的狀態(tài)和所測溫度的信號。例如，收發(fā)器54 發(fā)送指示HVAC單元24開啟著以及有關(guān)所測溫度(例如，40度)的信息。
在130，確定計時器是否到期。例如，控制系統(tǒng)46確定計時器50是否 到期。如果沒有到期，則策略返回至112。如果到期，則策略進行至122。
雖然本發(fā)明的實施例已作闡釋和描述，不表示這些實施例闡釋和描述了 本發(fā)明的所有可能形式。相反地，在說明書中所用詞語為描述性而非限制性 詞語，應理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可做出許多變化。
權(quán)利要求
1、一種用于包含艙室的車輛的氣候系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含電動氣候單元，被配置用于改變與艙室有關(guān)的溫度；能量存儲單元，被配置用于為電動氣候單元提供電能；接收器，被配置用于接收從車輛遠程產(chǎn)生的信號；以及控制器，被配置用于響應于該信號發(fā)出從能量存儲單元向電動氣候單元提供電能的指令。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于車輛進一步包含具有開狀態(tài) 和關(guān)狀態(tài)的發(fā)動機，以及控制器進一步被配置用于在發(fā)動機處于關(guān)狀態(tài)時發(fā)出所述指令。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于能量存儲單元進一步被配置 用于為車輛提供動力。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于進一步包含收發(fā)器，其中控 制器進一步被配置用于確定電動氣候單元的狀態(tài)，收發(fā)器被配置用于發(fā)送指 示電動氣候單元的狀態(tài)的信號。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于進一步包含收發(fā)器和測量與 艙室有關(guān)的溫度的溫度傳感器，其中控制器進一步被配置用于從溫度傳感器 讀取所測溫度，其中收發(fā)器被配置用于發(fā)送指示所測溫度的信號。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于電動氣候單元包含空調(diào)系統(tǒng)、 加熱系統(tǒng)、燃料加熱器、電阻線圈加熱器、熱電加熱器、熱電制冷器、對流 加熱器以及對流制冷器中的至少 一 個。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于艙室包含座椅、車窗、方向 盤以及空氣，其中與艙室有關(guān)的溫度包含座椅溫度、車窗溫度、方向盤溫度 以及空氣溫度中的至少一個。
全文摘要
提供了一種汽車氣候系統(tǒng)及其控制方法。一種替代燃料車輛包含電動艙室加熱器和制冷器。操作者發(fā)送信號至他的車輛指導車輛將艙室溫度置為期望溫度。作為響應，車輛確定電池充電狀態(tài)是否超出閾值，如果是，則激活適當?shù)呐撌壹訜崞骰蛑评淦饕詫⑴撌铱諝庹{(diào)節(jié)為期望溫度。
文檔編號B60N2/56GK101386254SQ20081012977
公開日2009年3月18日 申請日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月11日
發(fā)明者威廉·保羅·伯金斯 申請人:福特全球技術(shù)公司