CN102729769B - 汽车视窗内外温差自动平衡装置及其工作过程 - Google Patents

汽车视窗内外温差自动平衡装置及其工作过程 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种汽车视窗内外温差自动平衡装置及其工作过程。具备以下装置中的至少一种:1)冷暖空气装置:包括冷暖空气源,冷暖空气源通过风管到达汽车各视窗,风管路径上设有增压风机和电磁控制阀,增压风机上设有调节增压风机功率的电机;2)电冷暖装置:包括具有帕尔贴效益的半导体,以及控制通过半导体上电流大小和方向电流发生器,所述半导体安置在汽车各视窗附近处。本发明:1)冷暖空气装置、电冷暖装置中各部分都为单独控制,可根据实际情况灵活加以选用,保证在达到使用目的的同时尽可能降低能源的消耗,具有节能的特点;2)本发明设置传感器,能实时检测各视窗的具体状态,使各视窗始终保持最佳工作状态,保证驾驶人员的视线,确保安全驾驶。

Description

汽车视窗内外温差自动平衡装置及其工作过程
技术领域
本发明涉及一种汽车视窗内外温差自动平衡装置,具体的说是以汽车现有空调器、雨刮器为基础,采用模块化设计理念、组合式控制方式、智能化控制手段,使得在汽车空调使用及雨雪天气下汽车驾驶员工作视窗不清晰问题得到良好解决。
背景技术
高低温气候条件下,为了提高驾乘舒适度,汽车内部空调常被开启。但是,内外温差变大,会导致在汽车玻璃上面出现结霜、露情况,挡住驾驶员正常视线,视窗不清晰问题,一方面增加了驾驶员对路面观察的难度,另一方面,也是疲劳驾驶、引起驾驶员注意力分散的原因,容易造成交通减速、交通事故。尽管有雨刮器,驾驶员还需要不断用纸巾、毛巾等装置进行揩擦,在玻璃外部的不好擦,在玻璃内部的雨刮器刮不到,有人发明使用了风吹法,效果不明显。
发明内容
本发明针对上述缺陷,目的在于提供一种采用模块化设计理念、组合式控制方式、智能化控制手段的汽车视窗内外温差自动平衡装置及其工作过程。
为此本发明采用的技术方案是:本发明的装置具备以下装置中的至少一种:
1)冷暖空气装置:包括冷暖空气源,冷暖空气源通过风管到达汽车各视窗,风管路径上设有增压风机和电磁控制阀,增压风机上设有调节增压风机功率的电机;
2)电冷暖装置:包括具有帕尔贴效益的半导体,以及控制通过半导体上电流大小和方向电流发生器,所述半导体安置在汽车各视窗附近处。
所述冷暖空气源由汽车空调引入,并经各自的电磁阀和增压风机到达前左视窗、前右视窗、左后视镜视窗、右后视镜视窗。
所述电机功率设功率上限。
所述半导体并联设置在绝缘体内并安置左雨刮器、右雨刮器中,各半导体上设有分别控制各半导体通断的控制开关。
本发明还包括控制各装置工作的控制装置,所述控制装置包括:中央控制单元、设置在各视窗附近检测各视窗温度、湿度、清晰度的传感器,传感器将检测到的信号发送至中央控制单元;所述控制装置根据接收到的信号控制冷暖空气装置、电冷暖装置工作。
本发明按以下步骤进行:
1)首先各传感器检测各自视窗的状态,并将检测到的信号发送至中央控制单元并进行运算;
2)中央控制单元根据运算结果判断是否使冷暖空气装置、电冷暖装置进入工作状态,如需要首先启动冷暖空气装置,在冷暖空气装置损坏或不能达到使用要求时,再启动电冷暖装置进入工作状态;
3)在2)步骤中如启动冷暖空气装置时,根据各视窗的情况控制相应的电磁阀开启并调节增压风机的功率,并根据中央控制单元接收到的信号实时控制各电磁阀、增压风机的开启状态及功率状态,直至各视窗达到预设状态停止冷暖空气装置;
4)在3)步骤中如冷暖空气装置还不能使各视窗达到预设状态时,开启电冷暖装置,中央控制单元根据接收到的信号情况决定多少半导体、哪些半导体进入工作状态,中央控制单元实时检测各视窗的状态并以此调整各半导体的工作状态,直至各视窗达到预设状态,关闭电冷暖装置;
5)循环1)-4)步骤。
本发明的优点是:1)本发明利用冷暖空气为视窗内外温差自动主平衡源,以电冷暖装置为辅助平衡源,能根据实际情况灵活选择,并且冷暖空气装置、电冷暖装置中各部分都为单独控制,可根据实际情况灵活加以选用,保证在达到使用目的的同时尽可能降低能源的消耗,具有节能的特点;2)本发明设置传感器,能实时检测各视窗的具体状态,以决定冷暖空气装置、电冷暖装置的工作状态,针对性、目的性强,使各视窗始终保持最佳工作状态,保证驾驶人员的视线,确保安全驾驶;3)本发明进一步的以汽车现有空调器、雨刮器为基础,采用模块化设计理念、组合式控制方式、智能化控制手段,不需对汽车现有结构做很大改动,具有极强的实用性和可操作性。
附图说明
图1为本发明的冷暖空气装置结构示意图。
图2为本发明电冷暖装置结构示意图。
图3为本发明中压控制装置结构示意图。
图4为本发明半导体空调器工作原理图。
具体实施方式
本发明所涉及有关元器件编号、代码及简介参见下表:
序号 编号 代码 简介
1 1 AC 汽车空调
2 2 WL 前左视窗
3 3 WR 前右视窗
4 4 WRL 左后视镜视窗
5 5 WRR 右后视镜视窗
6 6 RCL 左雨刮器
7 7 RCR 右雨刮器
8 8 J 雨刮器内绝缘体
9 9 a1,a2,……,an 左雨刮器内半导体制冷(暖)模块
10 10 a1',a2',……,an' 右雨刮器内半导体制冷(暖)模块
11 11 ACU 温度平衡控制系统中央控制单元
12 12 S1,S2,……,Sn 温度、湿度、图像传感器
13 13 CCU 电辅助制冷(暖)模块控制单元
14 14 UC 电流发生器
15 15 T1 前左视窗送风电机及电磁阀控制开关
16 16 T2 前右视窗送风电机及电磁阀控制开关
17 17 T3 左后视镜视窗送风电机及电磁阀控制开关
18 18 T4 右后视镜视窗送风电机及电磁阀控制开关
19 19 M1 前左视窗送风电机
20 20 M2 前右视窗送风电机
21 21 M3 左后视镜视窗送风电机
22 22 M4 右后视镜视窗送风电机
23 23 K1,K2,……,Kn 前左视窗半导体制冷(暖)模块控制开关
24 24 K1',K2’,……,Kn’ 前左视窗半导体制冷(暖)模块控制开关
25 25 VM1 前左视窗送风电磁阀
26 26 VM2 前右视窗送风电磁阀
27 27 VM3 左后视镜视窗送风电磁阀
28 28 VM4 右后视镜视窗送风电磁阀
29 29 C1 前左视窗送风机械总成装置
30 30 C2 前右视窗送风机械总成装置
31 31 C3 左后视镜视窗送风机械总成装置
32 32 C4 右后视镜视窗送风机械总成装置
1、同步供冷(暖)技术。参见附图1:从汽车空调(AC)中引入冷(暖)空气,经电磁阀或增压风机(M1,M2,M3,M4)到达前左视窗(WL)、前右视窗(WR)、左后视镜视窗(WRL)、右后视镜视窗(WRR),电磁阀控制开关与电机开关使用同一控制信号、同时通断。调节增压风机的功率,努力达到减小相关区域内外温差的控制目的,但电机设定最高功率,防止无效做功,不足部分由其他装置调节。四个区域的通断由驾驶员根据个人喜好,可以单独或组合选通。
2、半导体空调辅助温度平衡调节技术。参见附图2:利用帕尔贴原理,对原有汽车雨刮器(RC)进行改造,在雨刮器壳体中加装绝缘体(J),在绝缘体(J)中用并联依次安装半导体制冷(热)原件a1、a2、……、an和a1’、a2’、……、an’。 a1、a2、……、an安装在左雨刮器(RC L)中,a1’、a2’、……、an’ 安装在右雨刮器(RC L)中,用户也可以选择仅安装驾驶座前的雨刮器。a1、a2、……、an和a1’、a2’、……、an’具有良好的帕尔贴效益,其通断由中央控制单元和相应的控制开关k1、 k2、……、kn和k1’、 k2’、……、kn’联合控制。a1、a2、……、an和a1’、a2’、……、an’的制冷和制暖功能可以通过调节控制电流的大小和方向进行控制,一般在环境温度较高时进行制冷,在环境温度较低时进行制暖,温差越大,要求相关元器件功率越大,促进驾驶室前视窗相关区域内外平衡。a1、a2、……、an和a1’、a2’、……、an’的供电线路也安装在雨刮器内,与中央控制单元(ACU)和电流发生器(UC)联通。电流发生器(UC)安装在汽车引擎盖下面,信号由中央控制单元(ACU)输入。用户将使用了半导体空调辅助温度平衡调节技术的雨刮器与电流发生器(UC)连接后,在中央控制单元(ACU)自动控制或手动控制模式下,可以实施相关功能;在常规情况下,可以使用普通的雨刮器。
3、集中、自动控制技术。参见附图三:为了实现自动控制,本发明采用温度、湿度和图像传感器(S1,S2,……,SN),可自动对相关区域温度、湿度、清晰度进行检测,并将信号传送到中央控制单元(ACU)。中央控制单元(ACU)根据来自汽车控制主板或驾驶员的操作指令,进行自动运算,通过控制信号(T1、T2、T3、T4)实现对电磁阀(VM1、VM2、VM3、VM4)和送风机(M1、M2、M3、M4)的自动控制。中央控制单元(ACU)根据来自汽车控制主板或驾驶员的操作指令,进行自动运算,通过对电辅助冷暖空调控制系统(CCU)的控制,实现对电流控制器(UC)所产生的电流大小和方向进行控制,利用继电器“K1、K2,……、Kn和K1’、K2’,……、Kn’”实现对“a1、a2、……、an和a1’、a2’,……、an’”的通断控制。由于设立了相应的控制开关,各区域的风机即可以独立工作,也可以组合工作;电辅助加热装置,既可以单独工作,也可以组合工作。用户可以根据个人喜好,自由选择。自动控制系统会自动记忆上一次选择,如果用户不重新设定,下一次将按原方案自动执行。
本发明可以模块化地植入现有汽车中央控制单元。
在一辆汽车上,已经装有汽车空调、雨刮器和汽车控制主板,先利用之进行较完整的视窗区域温度平衡方案设计、运用。
在汽车相应视窗区域设置吹风装置(C1、C2、C3、C4),从汽车空调引出制冷(暖)空气,经电磁阀和风机,到达指定区域,实施吹风工作。在汽车玻璃上设置温度传感器,用于检测温差,并将有关数据传送中央控制单元,由其设计、决定供风量,减小汽车相关区域室内外温差。为服务不同人群之不同需求,系统设计了自动状态和手动状态。例如,在风机负荷较大时仍存在结霜(露)情况,在自动状态下,系统会自动启动电辅助空调系统。在手动状态下,本发明可通过指示灯、语言等多种手段提醒驾乘人员启动电辅助空调系统。用户可以设定吹风法和电辅助法的优先级,亦可由中央控制单元自动综合配置资源。
由于设立了相应的控制开关,各区域的风机即可以独立工作,也可以组合工作;电辅助加热装置,既可以单独工作,也可以组合工作。用户可以根据个人喜好,自由选择。自动控制系统会自动记忆上一次选择,如果用户不重新设定,下一次将按原方案自动执行。
应用举例:在夏季,汽车空调进行制冷,室外温度较高,驾驶员选择后视镜和左前方较低视窗强力除霜。那么,系统在自动状态下,将启动左前方电辅助制冷和后视镜、左前方视窗风吹制冷。在左前方视窗电辅助直冷中,还可以根据驾驶员喜好,选择相应区段的半导体空调模块(如底部1/3到1/2)大功率工作。

Claims (1)

1.汽车视窗内外温差自动平衡装置,具备冷暖空气装置、电冷暖装置中的至少一种:
1)冷暖空气装置:包括冷暖空气源,冷暖空气源通过风管到达汽车各视窗,风管路径上设有增压风机和电磁控制阀,增压风机上设有调节增压风机功率的电机;
2)电冷暖装置:包括具有帕尔贴效益的半导体,以及控制通过半导体上电流大小和方向电流发生器,所述半导体安置在汽车各视窗附近处;
所述冷暖空气源由汽车空调引入,并经各自的电磁阀和增压风机到达前左视窗、前右视窗、左后视镜视窗、右后视镜视窗;
所述电机功率设功率上限; 
所述半导体并联设置在绝缘体内并安置左雨刮器、右雨刮器中,各半导体上设有分别控制各半导体通断的控制开关;
还包括控制各装置工作的控制装置,所述控制装置包括:中央控制单元、设置在各视窗附近检测各视窗温度、湿度、清晰度的传感器,传感器将检测到的信号发送至中央控制单元;所述控制装置根据接收到的信号控制冷暖空气装置、电冷暖装置工作;
其特征在于,平衡装置按以下步骤进行工作:
1)首先各传感器检测各自视窗的状态,并将检测到的信号发送至中央控制单元并进行运算;
2)中央控制单元根据运算结果判断是否使冷暖空气装置、电冷暖装置进入工作状态,如需要首先启动冷暖空气装置,在冷暖空气装置损坏或不能达到使用要求时,再启动电冷暖装置进入工作状态;
3)在2)步骤中如启动冷暖空气装置时,根据各视窗的情况控制相应的电磁阀开启并调节增压风机的功率,并根据中央控制单元接收到的信号实时控制各电磁阀、增压风机的开启状态及功率状态,直至各视窗达到预设状态停止冷暖空气装置;
4)在3)步骤中如冷暖空气装置还不能使各视窗达到预设状态时,开启电冷暖装置,中央控制单元根据接收到的信号情况决定多少半导体、哪些半导体进入工作状态,中央控制单元实时检测各视窗的状态并以此调整各半导体的工作状态,直至各视窗达到预设状态,关闭电冷暖装置;
5)循环1)-4)步骤。
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