CN107757294B - 用于控制车辆的暖通空调系统的方法 - Google Patents

Abstract

在根据本发明的用于控制车辆的暖通空调系统(10)的方法(60)中，通过风扇产生总气流。总气流被分成部分气流，部分气流通过出气口被引导到车辆的车辆驾驶室的几个所选择的区域中。此外，将预定比例(28、30、32)的总气流设定为部分气流，其中预定比例使用暖通空调系统(10)的手动操作的中央控制装置(12)来确立(74)。此外，本发明涉及一种相应的用于车辆的暖通空调系统(10)。

Description

用于控制车辆的暖通空调系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制车辆的暖通空调系统的方法，以及一种用于车辆的暖通空调系统。

背景技术

在用于车辆(特别是机动车辆)的常规暖通空调系统(HVAC系统)中，空气通过可调节的风扇功率和温度被引导到车辆驾驶室或乘客舱中。除了HVAC系统的自动操作外，车辆的一个或多个区域的手动选择通常是可行的，其中由风扇产生的气流被引导到车辆的该一个或多个区域的中。车辆驾驶室的这些区域的示例是脚部空间、上身区域和前挡风玻璃区域。空气进入到一区域中的供应可以使用中央操作和控制装置来开启或关断。如果同时选择几个区域，则由风扇产生的气流被分成用于每个所选择的区域的部分气流。这些部分气流只能通过相应形成的出气口进一步调整以用于特定区域。因此，对于上身区域，具有可调节出口方向和出口阻风件的几个出气口被分布在车辆驾驶室周围。

US 5 833 133A描述了例如具有半自动控制系统的HVAC系统。控制系统包含用于手动调整风扇功率和空气温度的旋钮。此外，旋钮被设置用于开启和关断通风，并且用于选择车辆驾驶室的特定区域，其中气流应该被引导到车辆驾驶室的该特定区域中。可以在脚部空间区域、前挡风玻璃区域、与脚部空间区域一起的上身区域和与脚部空间区域一起的前挡风玻璃区域之间做出选择。此外，HVAC系统包含微处理器，该微处理器用于考虑各种操作参数(例如设定温度、环境温度、室内温度、太阳光强度和发动机冷却剂温度)来控制空气温度和风扇功率。

除了调整温度和风扇功率之外，已知的HVAC系统只允许被引导到车辆内部中的气流的非常受限制的调节。对于车辆驾驶室的各个区域，只能开启或关断空气供应。如果选择几个区域，则通过打开到这些区域中的每一个的供应管道来分配由风扇产生的总气流。用户可以通常只影响上身区域的这种部分气流的强度，并且然后在出气口处笨拙地、直接地影响。例如，如果用户已经选择了用于除冰的前挡风玻璃区域和脚部空间，则只能通过改变风扇功率来调整对脚部空间的空气供应的强度。然而，前挡风玻璃区域的空气供应也总是被改变。

发明内容

因此，本发明的一目的是提出一种用于控制车辆的暖通空调系统的方法，以及一种用于车辆的暖通空调系统，这避免或至少减少了上述缺点并且特别地允许到车辆驾驶室的空气供应更精确地且更容易地适应于用户的需要。

该目的通过一种说明书中所示的方法和暖通空调系统来实现。

在根据本发明的用于控制车辆的暖通空调系统的方法中，通过风扇产生总气流。该方法被配置特别用于机动车辆。风扇使用例如来自车辆的环境或者车辆驾驶室的空气来产生总气流。优选地，在通过风扇之前或之后，总气流被加热或冷却至预定温度。为此，可以评估并且考虑来自一个或多个温度传感器的温度值。

总气流被分成部分气流，部分气流通过出气口被引导到车辆驾驶室或车辆的乘客舱的几个所选择的区域中。这些区域例如是水平定界区域(例如脚部区域、上身区域或头部区域)、竖直定界区域(例如窗口区域(特别是前挡风玻璃区域)、驾驶员的区域、前排乘客的区域和后部区域)、或具有这些限制的组合的区域。在每种情况下，来自由风扇产生的总气流的部分气流通过一个或多个出气口进入到每个所选择的区域中。总气流通过分配装置划分到所选择的区域或区域的出气口。为此，分配装置包含空气管道，例如通过分支连接在一起的导管或通道。

此外，将预定比例的总气流设定为部分气流。为此，阻风元件(例如，翼板)可以设置在空气管道或分支中。优选地，阻风元件不仅可以具有打开和闭合位置，而且可以具有一个或多个中间位置，或者能够被设置在闭合状态和完全打开状态之间的任何点。根据阻风元件的设定开度，这些允许更小或更大比例的总气流通过。这里，总气流可以被描述为每单位时间由风扇排出的空气体积。部分气流因此包含一定比例的每单位时间的该空气体积。

使用暖通空调系统的手动操作的中央控制装置将预定比例的总气流确立为部分气流。中央控制装置构成HVAC系统的用户界面，并且被设置在驾驶员的可及范围内，例如在车辆的仪表板或中央控制台上。优选地，该比例的总气流通过控制装置确立为用于所有所选择的区域的部分气流，其中部分气流被引导到该所有所选择的区域中。对于手动操作，控制装置包含例如旋钮、按钮、软键或触摸屏。

换句话说，使用根据本发明的方法，进入所选择的区域的气流不仅可以被激活或停用，而且该部分气流与用于其他区域的部分气流或者与总气流的比可以被设定。以这种方式，进入乘客舱的气流可以最佳地适应于驾驶员或乘客的需要。

根据本发明的优选实施例，在显示器上描述了用于车辆驾驶室的不同区域的部分气流的预定比例。显示器例如被形成为具有发光二极管的电子显示器、被形成为液晶显示器或被形成为荧光显示器。显示器还可以包含平面屏幕、触敏屏(触摸屏)或抬头显示器，除了部分气流的比例外，显示器进一步显示关于HVAC系统或关于车辆的信息。

部分气流的预定比例针对用户以数字(例如，以百分比或连续的整数值)或者以图示(例如，条形图或饼图)被显示在显示器上。作为预定比例供选择的方案或者除了预定比例之外，可以显示当前实际值，该当前实际值例如通过传感器或分配装置的传输翼板位置来确定。使用显示器，可以随时通知用户部分气流的比例或气流的分布，并且进行任何所需的变化。

在本发明的另外的有利实施例中，为了确立比例，最小值和最大值之间的几个值被预定用于选择。通过为此相应配置的中央控制装置来选择预定值中的一个。最小值例如是总气流的零比例(0％)，且最大值是总气流(100％)。然而，对于最小值和最大值，可以根据环境温度或其他车辆参数来提供某些部分气流的其它预定极值。例如，在外部温度小于4℃的情况下，前挡风玻璃区域的最小值可以是总气流的20％。

优选地，在部分气流比例的最小值和最大值之间预定至少三个等距值。从最小值开始，例如可以以25％、10％或5％的步长预定值。此外，对于各种部分气流，可以预定这些极值之间的不同数量的值或步长。通过以这种方式确立可能的调整值，以及确保清晰且易懂的操作，更容易产生相应的所选择的比例。

在本发明的优选实施例中，当增加一部分气流的比例时，选择另一部分气流并且减小其在总气流中的比例。要减小的部分气流优选通过HVAC系统使用先前确立的规则来选择。在一个实施例中，可以由用户通过控制装置至少部分地设定规则。例如，提供对于不同用户的一个或多个用户配置文件，配置文件除了这些规则之外进一步包含HVAC系统的用户特定参数和值。因此，当用户减少部分气流时，HVAC系统选择另一部分气流来增加。通过这些措施，HVAC系统的操作是舒适的且迅速的。

根据有利的实施例，在其他部分气流中，选择具有总气流的最大比例的部分气流以用于减少。优选地，在具有相同比例的两个或多个部分气流的情况下，按照确立的优先级或随机地进行用于减少的选择。供选择地，可以按照预定顺序减少部分气流。在另外的实施例中，对于部分气流比例的手动减小，该过程是类似的，并且通过HVAC系统选择具有最小比例的部分气流以用于增加。由于用户经常发现使流入乘客舱的一个区域中的空气太少同时使另一个区域的通风太强是破坏性的，所以以这种方式，只要通过增加部分气流的比例，空气供应就可以非常容易地适应于用户的需要。

在本发明的另外的有利实施例中，在选择用于减少的部分气流时，考虑环境参数或车辆状态。例如，环境参数是外部温度、相对湿度、降水类型、降水量、雾浓度、阳光强度和车辆的环境中的类似物。车辆状态例如是内部温度、内部相对湿度、车辆的操作持续时间或类似物。具体地，如果基于上述环境参数或车辆状态值中的一个或多个，车辆的操作被或可以被例如前挡风玻璃或侧窗的冷凝或结冰限制，则不选择用于减少的部分气流。由部分气流比例的调整引起的车辆使用或操作安全性的限制被有效地避免。

优选地，如果外部温度低于极限值，则前挡风玻璃除冰的总气流的比例不会减小到低于最小比例。外部温度的极限值例如是4℃或0℃。最小比例是足以除冰的比例。最小比例可以由HVAC系统根据外部温度或其他环境参数可变地确立。具体地，最小比例是总气流的30％、20％或10％。以这种方式，由于总气流的比例的手动增加，前挡风玻璃的结冰被有效地防止。

根据本发明的车辆的暖通空调系统包含产生总气流的风扇、将总气流分成用于车辆驾驶室的几个所选择的区域的部分气流的分配装置，以及用于将部分气流引导到所选择的区域中的出气口。分配装置被配置用于将预定比例的总气流设定为部分气流。此外，提供用于确立预定比例的手动操作的中央控制装置。

优选地，HVAC系统包含用于在引导到车辆驾驶室中之前加热或冷却总气流的加热器、冷却系统和温度传感器。分配装置包含例如形成为空气管道的导管或通道，导管或通道通过分支连接在一起并且将部分气流引导到各个区域的出气口。此外，分配装置可以包含阻风元件(例如翼板)，阻风元件不仅具有完全打开和闭合端位置，而且具有几个中间位置，或者可以设置在这些端位置之间的任何点处。阻风元件允许更小或更大比例的总气流来根据位置通过。比例是例如风扇每单位时间由风扇排放的空气体积的比例。中央控制装置包含用于手动设定部分气流比例的装置，例如，旋钮，按钮、软键或触摸屏。

以与根据本发明的方法相同的方式，使用根据本发明的HVAC系统，不仅可以开启或关断所选择的区域的部分气流，而且可以调整与其他部分气流的比例或与总气流的比例。因此，到车辆驾驶室的空气供应可以非常好地适应于驾驶员或乘客的需要和愿望。

特别地，根据本发明的暖通空调系统被配置用于执行如上所述的方法。

根据本发明的车辆的HVAC系统的另外的实施例对应于用于控制HVAC系统的方法所描述的实施例并且具有相应的特征和优点。

附图说明

下面将参照附图作为示例更详细地描述本发明。附图示出了：

图1是具有控制装置和显示器的HVAC系统的示例性实施例的示意概要图；

图2是根据本发明的方法的示例性实施例的简化流程图；

图3a-h是在各种操作状态下根据图1的示例性实施例的显示器的概要的示意图。

具体实施方式

图1示意性地示出了HVAC系统10的概要。这示出了通过触摸屏16形成的控制装置12和显示器14。触摸屏16被设置在机动车辆的仪表板18中，容易地设置在驾驶员的可及范围内。在供选择的实施例中，显示器可以包含显屏、抬头显示器、液晶元件、荧光元件、发光二极管等等。控制装置12因此包含例如用于输入值并且改变HVAC系统10的操作状态的旋钮、按钮或键。

HVAC系统10此外包含图1中未示出的部件，例如产生用于车辆驾驶室或乘客舱的总气流的风扇、用于将总气流调温到预定温度的加热器和冷却系统、以及用于将总气流的部分空气流通过出气口引导到脚部空间区域、上身区域和前挡风玻璃区域中的具有空气导管、空气管道和分支的分配装置。除了这三个区域之外，可以提供另外的水平区域(例如头部区域)或竖直分离区域(例如驾驶员的区域，乘客的区域或后部区域)。具体地，分配装置包含阻风元件，例如翼板，阻风元件——根据控制设置——不仅可以采用第一闭合端位置和第二完全打开端位置，而且可以采用几个另外的中间位置，每个具有用于部分气流的不同的通道开口。通过阻风元件，可以调整每单位时间的空气体积和因此调整针对每个部分气流的总气流的比例。根据阻风元件的设置，特定比例的总气流被引导到三个区域中的每一个中。此外，提供电子控制装置以用于控制HVAC系统10的阻风元件和其它部件。

显示器14包含用于当前时间20、外部温度22、设定的室内温度24和用于风扇功率26的代码的显示栏。显示器14还包含用于前挡风玻璃区域28、上身区域30和脚部空间区域32的部分气流的预定比例的显示栏。如图1所示，用于前挡风玻璃区域的部分气流的总气流的比例当前为100％，同时用于上身区域和脚部空间区域的部分气流的总气流的比例每个为0％，并且因此被关断。显示器此外包含其它显示栏(未示出)，例如用于座椅加热器、停车加热器等等的值和设置。根据HVAC系统10的操作状态或用户对控制装置12的致动，显示栏的位置、设置或形式也可以通过控制装置来改变。

控制装置12包含控制元件，控制元件用于将HVAC系统10开启或关断34、用于激活或停用HVAC系统10的自动调节、用于增加预定内部温度34、用于减小预定内部温度36、用于增加风扇功率42和因此的总气流、并且用于减小风扇功率44。此外，控制装置包含用于增加前挡风玻璃区域46、上身区域48和脚部空间区域50的部分气流的总气流的比例的相应的控制元件。在这些控制元件中，在图1所示的HVAC系统10的状态下，仅激活用于上身区域48和脚部空间区域50的部分气流的那些，因为用于前挡风玻璃区域的部分气流的总气流的比例已经为100％并且因此不可能进一步增加。该激活针对用户由箭头符号进行描述。

每当触动部分气流48、50的激活控制元件中的一个时，相应的比例增加10％。在供选择的实施例中，可以提供其他步长，例如每次激活25％或5％，或者供选择地或另外可致动比例的减小。控制装置根据由用户预定的比例来设定阻风元件。与比例增加并行地，按照确立的规则，通过控制装置减小另一个比例。例如，规则确立一个或多个比例的最小值，以使这些比例不能减小到低于最小值。也可以考虑环境参数，特别是车辆或HVAC系统10的外部温度或操作值。以这种方式，除了风扇功率之外，可以使用HVAC系统10容易地调整用于前挡风玻璃区域、上身区域和脚部空间区域的部分气流的总气流的相应比例。

图2示出了根据本发明的方法60的示例性实施例的简化流程图。根据图1的HVAC系统10的部件的功能和相互作用连同根据图2的方法在下面进行描述。首先，控制装置设定用于风扇功率的确立起始值，即总气流，以及用于到前挡风玻璃区域、脚部空间区域和上身区域的部分气流的总气流的比例。当自动系统被激活时，这些值通过考虑测量的传感器值和确立的设定值由控制装置不变地调节。

在步骤62，如果用户希望增加比例A₁，则他激活相应的控制元件46、48、50。控制装置检测所需增加。然后确定64在其他比例中的最大比例A₂。如果所确定的最大比例A₂的检查66表示该比例不是前挡风玻璃区域的部分气流比例，则所确定的比例A₂被选择以用于减小68。如果所确定的比例A₂是前挡风玻璃区域的部分气流比例，则检查70外部温度T是否低于4℃且比例A₂是否小于总气流的30％。如果不是这种情况，则选择比例A₂进行减小68。否则，未设定增加的比例中的第二最大比例A₃被选择72以用于减小。最后，所选择的比例减小10％，并且由用户所期望的比例A1的10％增加由控制装置进行。为此，控制装置相应地调整分配装置的阻风元件。如果外部温度低于4℃，则这防止前挡风玻璃区域的部分气流比例被减小到低于20％。始终保证前挡风玻璃的充分除冰。

为了进一步描述根据图2的方法60和根据图1的HVAC系统10，图3a至3h各自示出了在各种操作状态下的显示器14的概要80的示意图。从根据图1的部分气流比例的设置开始，对于前挡风玻璃区域设置为100％，对于上身区域和脚部空间区域设置为0％，用户激活控制元件48以增加上身区域的部分气流比例。因为前挡风玻璃区域的比例大于20％并且大于脚部空间区域的比例，因此控制装置将挡风玻璃区域的比例减小10％并且将上身区域的比例增加10％。图3a示出了这种状态。显示栏28、30、32各自显示用户的设定比例。

根据图3b，通过激活控制元件50，用户已将脚部空间的部分气流比例增加了10％。根据图3c，通过使上身区域48和脚部空间区域50的控制元件重复地致动，相应的部分气流比例各自增加到总气流的30％。按照上述规则，前挡风玻璃区域的比例相应地被减小。

在图3d中，上身区域的比例已经进一步增加了总气流的10％，达到了40％。前挡风玻璃区域的比例已相应地减小到30％，并且现在恰好与脚部空间区域的比例一样大。当通过控制元件48的激活使上身区域的比例根据图3e再次增加到50％时，控制装置根据预定的顺序从相同尺寸的两个其他比例中选择前挡风玻璃区域进行减小。可以考虑外部温度、其他环境参数或HVAC系统或车辆的操作状态。供选择地，在相同大小的两个其他比例之间进行随机选择是可行的。

根据图3f，上身区域的部分气流比例已进一步增加到60％。因为在这种情况下，外部温度低于4℃并且挡风玻璃区域的部分气流比例仅为20％，在上身区域的比例进一步增加的情况下，仅脚部空间区域的部分气流比例被减小。根据图3g，当外部温度低于4℃时，最后达到上身区域的比例80％的最大增加，同时前挡风玻璃区域的比例为20％且脚部空间区域的比例为0％。图3h描述了在高于4℃的外部温度下的操作状态。上身区域的部分气流的比例通过控制元件48的重复致动已增加到100％，同时另外的两个比例已减小到0％并因此被关断。

Claims (6)

1.一种用于控制车辆的暖通空调系统(10)的方法(60)，其中总气流通过风扇来产生并且所述总气流被分成部分气流，所述部分气流通过出气口被引导到所述车辆的车辆驾驶室的几个所选择的区域中，

其特征在于

将预定比例(28、30、32)的所述总气流设定为部分气流，其中所述预定比例使用所述暖通空调系统(10)的手动操作的中央控制装置(12)来确立(74)；

当增加一个部分气流的比例时，选择另一个部分气流(68、70)，并且减小它在所述总气流中的比例(74)，在用于减少的部分气流的选择(72)中，将环境参数或车辆状态纳入考虑(70)。

2.如权利要求1所述的方法，

其特征在于

在显示器(14)上描述用于所述车辆驾驶室的不同区域的所述部分气流的预定比例(28、30、32)。

3.如权利要求2所述的方法，

其特征在于

为了确立所述比例，预定最小值和最大值之间的几个值以用于选择。

4.如权利要求1所述的方法，

其特征在于

在其它部分气流中，选择具有所述总气流的最大比例的所述部分气流以用于减少(64)。

5.如权利要求1所述的方法，

其特征在于

如果外部温度低于极限值，则用于前挡风玻璃除冰的所述部分气流的所述比例不会被减小到低于最小比例。

6.一种用于车辆的暖通空调系统(10)，所述暖通空调系统(10)具有用于产生总气流的风扇、用于将所述总气流分成用于车辆驾驶室的几个所选择的区域的部分气流的分配装置、和用于将所述部分气流引导到所述所选择的区域的出气口，

其特征在于

所述分配装置被配置用于将预定比例的所述总气流设定为部分气流，并且设置有用于确立所述预定比例的手动操作的中央控制装置(12)；

当增加一个部分气流的比例时，选择另一个部分气流(68、70)，并且减小它在所述总气流中的比例(74)，在用于减少的部分气流的选择(72)中，将环境参数或车辆状态纳入考虑(70)。

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