CN111319421A - 用于控制空调中的内部/外部空气的系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制空调中的内部/外部空气的系统，可包括空调，该空调包括：向上排放通道，空气通过向上排放通道朝向车辆的挡风玻璃排放；向下排放通道，空气通过向下排放通道朝向车辆的地板排放，向上排放通道和向下排放通道彼此分离；第一进气门，其打开量根据引入到向上排放通道中的内部空气和外部空气之间的比例确定；以及第二进气门，其打开量根据引入到向下排放通道中的内部空气和外部空气之间的比例确定，该系统还包括控制单元，其配置为根据空调的加热负荷和车辆内部的湿度控制第一进气门和第二进气门的打开量。

Description

用于控制空调中的内部/外部空气的系统
技术领域
本发明涉及一种用于控制空调中的内部/外部空气的系统。更具体地，本发明涉及一种用于控制空调中的内部/外部空气以使车辆内部的加热效果最大化而不会在车辆玻璃上起雾的系统。
背景技术
车辆设置有用于控制车内温度和通风的空调系统(在下文中，称为“空调”)，并且空调也叫做加热、通风和空调系统(HVAC)。
通常，空调对从车辆外部引入的车外空气(外部空气)或在车辆内部循环的车内空气(内部空气)进行加热或冷却，并将加热和冷却的空气供应到内部以对车辆内部进行加热或冷却。
这种空调利用发动机冷却液作为用于加热空气的热源。然而，随着近年来应用用于增加发动机效率的技术，发动机热量降低并且用作用于加热车辆内部的主热源的发动机冷却液的温度降低。结果，难以确保使用发动机冷却液的车辆内部的加热效果，这导致与车辆内部的加热性能劣化相关的问题。
在本发明的背景技术部分中包括的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解，并且可能不被认为是承认或以任何形式暗示此信息形成本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的各方面涉及提供一种用于控制空调中的内部/外部空气的系统，其配置为通过增加循环通过空调的内部空气的最大量而不在车辆前方的挡风玻璃上起雾来增强车内加热性能，以减小由于引入外部空气以进行通风而导致的热损失。
在本发明的一个实例性实施方式中，提供了一种用于控制空调中的内部/外部空气的系统，该系统包括空调，该空调包括：向上排放通道，空气通过向上排放通道朝向车辆的挡风玻璃排放；向下排放通道，空气通过向下排放通道朝向车辆的地板排放，向上排放通道和向下排放通道彼此分离；第一进气门，其打开量根据引入到向上排放通道中的内部空气和外部空气之间的比例确定；第二进气门，其打开量根据引入到向下排放通道中的内部空气和外部空气之间的比例确定，该系统还包括控制单元，其配置为根据空调的加热负荷和车辆内部的湿度来控制第一进气门和第二进气门的打开量。
向上排放通道可配置为使得当第一进气门完全打开时仅引入外部空气，并且当第一进气门完全关闭时仅引入内部空气，向下排放通道可配置为使得当第二进气门完全打开时仅引入内部空气，并且当第二进气门完全关闭时仅引入外部空气。此外，当第一进气门部分地打开时，外部空气和内部空气可同时引入到向上排放通道中，当在第一进气门至少部分地打开的状态中第二进气门部分地打开时，外部空气和内部空气可同时引入到向下排放通道中。
当空调的加热负荷等于或大于参考负荷并且车辆内部的湿度小于或等于参考湿度时，控制单元可允许第一进气门和第二进气门完全打开，然后基于根据车辆内部的湿度的起雾风险等级来周期性地控制第一进气门和第二进气门的打开量。基于内部湿度值，可将起雾风险等级分成多个等级，并且当基于起雾风险等级确定可以减小第一进气门的打开量时，控制单元可减小第一进气门的打开量并保持第二进气门的打开量。当确定起雾风险等级低于设定的参考等级时，控制单元可确定可以减小第一进气门的打开量。
当基于在第一进气门完全打开的状态中的起雾风险等级确定有必要减小第二进气门的打开量时，控制单元可减小第二进气门的打开量并保持第一进气门的打开量。当在第一进气门完全打开的状态中确定起雾风险等级高于设定的参考等级时，控制单元可确定有必要减小第二进气门的打开量。
当基于起雾风险等级确定不必改变第一进气门的打开量时，控制单元可保持第一进气门的打开量，并且当基于起雾风险等级确定不必改变第二进气门的打开量时，控制单元可保持第二进气门的打开量。
当起雾风险等级是设定的最小等级时，控制单元可允许第一进气门打开预定量，并且允许第二进气门保持在完全打开状态，当起雾风险等级是设定的最大等级时，控制单元可允许第一进气门保持在完全打开状态，并且允许第二进气门完全关闭。
当空调的加热负荷小于参考负荷或者车辆内部的湿度超过参考湿度时，控制单元可允许第一进气门完全打开并且允许第二进气门完全关闭。
可基于车辆外部温度、空调的鼓风机转速和发动机冷却液温度来确定空调的加热负荷。车辆内部的湿度可以是由安装在车辆前方的挡风玻璃上的湿度传感器测量的相对湿度值。空调可包括加热单元，其加热引入到向上排放通道和向下排放通道中的空气，并且加热单元可根据加热负荷来加热空气。
在本发明的另一实例性实施方式中，提供了一种用于控制空调中的内部/外部空气的系统，该系统包括空调，该空调包括：向上排放通道，空气通过向上排放通道朝向车辆的挡风玻璃排放；向下排放通道，空气通过向下排放通道朝向车辆的地板排放，向上排放通道和向下排放通道彼此分离；第一进气门，其打开量根据引入到向上排放通道中的内部空气和外部空气之间的比例确定；以及第二进气门，其打开量根据引入到向下排放通道中的内部空气和外部空气之间的比例确定，该系统还包括控制单元，其配置为根据空调的加热负荷控制第一进气门和第二进气门的打开量。
向上排放通道可配置为使得当第一进气门完全打开时仅引入外部空气，并且当第一进气门完全关闭时仅引入内部空气，向下排放通道可配置为使得当第二进气门完全打开时仅引入内部空气，并且当第二进气门完全关闭时仅引入外部空气。此外，当第一进气门部分地打开时，外部空气和内部空气可同时引入到向上排放通道中，当在第一进气门至少部分地打开的状态中第二进气门部分地打开时，外部空气和内部空气可同时引入到向下排放通道中。
当空调的加热负荷等于或大于第一负荷值并小于第二负荷值时，控制单元可允许第一进气门和第二进气门完全打开。当空调的加热负荷等于或大于比第一负荷值高的第二负荷值时，控制单元可允许第一进气门打开一定量并允许第二进气门完全打开。当空调的加热负荷小于第一负荷值时，控制单元可允许第一进气门完全打开并允许第二进气门完全关闭。
本发明的其他方面和实例性实施方式将在下文中讨论。
应理解，如本文使用的术语“车辆”或者“车辆的”或者其他类似术语包括一般的机动车辆，例如乘用车(包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车)、各种商用车、船舶(包括各种船只和船舶)、飞机，等等，并包括混合动力汽车、电动汽车、插电式混合电动汽车、氢动力车辆及其他替代燃料车辆(例如，来自除了石油以外的资源的燃料)。如本文提到的，混合动力汽车是一种具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力车辆和电动车辆。
本发明的方法和设备具有其他特征和优点，这些特征和优点将从结合于此的附图和下面的详细描述中变得明显或在其中更详细地阐述，附图和详细描述一起用于解释本发明的某些原理。
本发明的以上特征和其他特征将在下面讨论。
附图说明
图1是实例性地示出了在根据本发明的一个实例性实施方式的空调的壳体中的用于气流的向上排放通道和向下排放通道的剖视图；
图2是示出了根据本发明的一个实例性实施方式的用于控制空调中的内部/外部空气的系统的框图；
图3A、图3B、图3C、图3D、图3E和图3F是示出了根据第一进气门和第二进气门的操作的外部空气和内部空气的流动的示意图；
图4是示出了根据车辆内部的相对湿度确定的起雾风险的曲线图；
图5是示出了根据起雾风险的内部空气混合比例的曲线图；
图6是示出了根据本发明的一个实例性实施方式的控制空调中的内部/外部空气的方法的流程图；
图7是示出了根据本发明的各种实例性实施方式的用于控制空调中的内部/外部空气的系统的框图；
图8A、图8B和图8C是示出了根据第一进气门和第二进气门的操作的外部空气和内部空气的流动的示意图；以及
图9是示出了根据本发明的各种实例性实施方式的控制空调中的内部/外部空气的方法的框图。
可理解，附图不用必须是按比例绘制的，其呈现了说明本发明的基本原理的各种实例性特征的稍微简化的表示。如本文所包括的本发明的具体设计特征，包括例如具体的尺寸、取向、位置和形状，将部分地由特别预期的应用和使用环境来确定。
在附图中，在附图的几个图中，参考数字表示本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各种实施方式，其实例在附图中示出并在下面描述。虽然将结合本发明的实例性实施方式来描述本发明，但是将理解，本描述并非旨在将本发明限制于那些实例性实施方式。另一方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的实例性实施方式，而且覆盖可包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替代、修改、等同物和其他实施方式。
当车辆外部的温度如在冬季中那样非常低时，对于车内加热来说，减小从车辆外部引入的空气量(即，外部空气的量)并增加在车辆内部循环的空气量(即，内部空气的量)是有利的。即，对于车辆加热来说，将引入车辆内部的外部空气与大量内部空气混合是有利的。这是因为外部空气的温度相对较低，而内部空气的温度相对较高，减小了由于外部空气而导致的热损失。
然而，车内空气的通风量随着内部空气与外部空气的混合比例的增加而减小，这更可能在车辆玻璃上产生雾。如果在车辆前方的挡风玻璃(在下文中称为“挡风玻璃”)上产生雾以占据驾驶员的主视野，则驾驶安全性显著降低。因此，防止驾驶时在挡风玻璃上起雾是重要的。
因此，本发明通过增加在车辆内部循环通过空调的内部空气的最大量来增强车内加热性能，而不会在挡风玻璃上起雾，以减小由于外部空气的引入而导致的热损失。
为此，本发明通过增加通过空调向挡风玻璃排放的空气中的具有比内部空气相对更低湿度的外部空气的比例，并且增加通过空调向车身地板排放的空气中的具有比外部空气相对更高温度的内部空气的比例，来防止挡风玻璃上的起雾，并且同时改进车辆内部的加热性能。
图1是实例性地示出了在空调的壳体中的用于气流的向上排放通道和向下排放通道的剖视图。
如图1所示，用于加热空气的加热单元118和用于冷却空气的冷却单元120安装在空调100的壳体102(在下文中称为“空调壳体”)中。加热单元118通过发动机冷却液和空气之间的热交换来加热空气。
虽然未详细示出，但是空调壳体102可具有在其车辆宽度方向上的右侧形成的用于空气引入的空气入口(外部空气入口和内部空气入口)和在其左侧形成的用于空气排放的空气出口(地板出口和除霜出口)。图1是实例性地示出了具有空气入口和空气出口的空调壳体102的右侧和左侧的剖视图，并且示出了由箭头114和116指示的通过空气入口引入并通过空气出口排出的空气在空调壳体102中的流动。箭头114指示通过空调壳体102中的向上排放通道114的气流，箭头116指示通过空调壳体102中的向下排放通道116的气流。如图1所示，已经通过其空气入口流到空调壳体102中的区域A的空气可流到空调壳体102中的区域A'，以通过向上排放通道114穿过加热单元118，然后通过除霜出口122排放到车辆的内部。已经通过空调壳体102的空气入口流到区域B的空气可流到空调壳体102中的区域B'，以通过向下排放通道116穿过加热单元118，然后通过地板出口124排放到车辆的内部。在这种情况中，向上排放通道114是空调壳体102的内部通道，其中，空气穿过空调壳体102的区域A和A'以及加热单元118，然后流到除霜出口122，向下排放通道116是空调壳体102的内部通道，其中，空气穿过空调壳体102的区域B和B'以及加热单元118，然后流到地板出口124。
通过向上排放通道114排放到车辆内部的空气不与通过向下排放通道116排放到车辆内部的空气混合。即，向上排放通道114和向下排放通道116允许独立的气流(airflow)。为此，向上排放通道114和向下排放通道116在空调壳体102中彼此分离。空调壳体102的空气入口包括外部空气入口104、第一内部空气入口106和第二内部空气入口108。通过外部空气入口104和第一内部空气入口106引入到空调壳体102中的空气通过向上排放通道114排放到车辆内部。通过外部空气入口104和第二内部空气入口108引入到空调壳体102中的空气通过向下排放通道116排放到车辆内部。已经通过向上排放通道114的空气朝向车辆内部中的挡风玻璃排放，并且已经通过向下排放通道116的空气朝向车辆内部中的车身地板排放。
这里，在空调壳体102中，外部空气可通过一个外部空气入口104供应到向上排放通道114和向下排放通道116。为了防止引入到向上排放通道114中的空气与引入到向下排放通道116中的空气混合，第二进气门112可安装在上向排放通道114和向下排放通道116之间。当第二内部空气入口108完全(100％)打开时，第二进气门112可完全阻止向上排放通道114和向下排放通道116之间的气流。当第二内部空气入口108完全(100％)关闭时，第二进气门112可阻止外部空气引入到向下排放通道116中。第二进气门112可控制通过外部空气入口104引入到空调壳体102中的外部空气的流动。
第二进气门112安装在空调壳体102中以打开或关闭第二内部空气入口108。第二进气门112在第二内部空气入口108打开时关闭与向下排放通道116的入口对应的前端部分，并且在第二内部空气入口108关闭时打开向下排放通道116的前端部分。即，向上排放通道114和向下排放通道116可被第二进气门112以及设置在空调壳体102中的内部分隔结构分开。通过外部空气入口104引入的外部空气可由第二进气门112选择性地引入到向下排放通道116中。
外部空气入口104和第一内部空气入口106可由第一进气门110打开或关闭。第一进气门110安装在空调壳体102中以打开或关闭外部空气入口104和第一内部空气入口106。第一进气门110在其完全打开外部空气入口104时完全关闭第一内部空气入口106，并且在其完全关闭外部空气入口104时完全打开第一内部空气入口106。当第一进气门110部分地打开(即，部分地关闭)外部空气入口104时，第一进气门110部分地打开第一内部空气入口106。因此，外部空气入口104和第一内部空气入口106的打开量(打开比例)可根据第一进气门110的切换操作来控制。
当第二进气门112在第一进气门110至少部分地打开(打开一定量)的状态中至少部分地被打开时，外部空气和内部空气可同时引入到向下排放通道116中。
本发明基于空调100的加热负荷和车辆的内部湿度来控制内部空气的量，以在通过具有以上构造的空调100加热车辆内部时使最大量的内部空气在车辆内部循环而不会在挡风玻璃上起雾。
这里，通过空调100排放到车辆内部的空气中所包含的内部空气的比例将称为“内部空气混合比例”。
图2是示出了根据本发明的一个示例性实施方式的用于控制空调中的内部/外部空气的系统的框图。图3A、图3B、图3C、图3D、图3E和图3F是示出了根据第一进气门和第二进气门的操作的外部空气和内部空气的流动的示意图。图4是示出了根据车辆内部的相对湿度确定的起雾风险的曲线图。图5是示出了根据起雾风险的内部空气混合比例的曲线图。图6是示出了根据本发明的一个实例性实施方式的控制空调中的内部/外部空气的方法的流程图。
如图2所示，用于控制内部/外部空气的系统可包括：第一进气门110，其打开量(打开比例)根据引入到空调壳体102的向上排放通道114中的内部空气和外部空气之间的比例来确定；第二进气门112，其打开量(打开比例)根据引入到空调壳体102的向下排放通道116中的内部空气和外部空气之间的比例来确定；以及控制单元130，其控制第一进气门110和第二进气门112的打开量。
当第一进气门110完全(100％)打开时，仅外部空气引入到向上排放通道114中，而当第一进气门110完全(100％)关闭时，仅内部空气引入到向上排放通道114中。当第二进气门112完全打开时，仅内部空气引入到向下排放通道116中，而当第二进气门112完全关闭时，仅外部空气引入到向下排放通道116中。当第二进气门112部分地打开时，根据第二进气门112的打开量确定引入到向下排放通道116中的外部空气和内部空气之间的比例。在本情况中，外部空气通过外部空气入口104引入，并且内部空气通过第一内部空气入口106引入。
控制单元130根据空调100的加热单元118所需的加热负荷和车辆的内部湿度来控制第一进气门110和第二进气门112的打开量。控制单元130可以是配置为控制空调100的整体操作的空调控制单元。车辆内部湿度可以是由安装在车辆前方的挡风玻璃上的湿度传感器140测量的相对湿度值。
当空调100的加热负荷等于或大于设定的参考负荷并且车辆内部湿度小于或等于设定的参考湿度时，控制单元130允许第一进气门110和第二进气门112完全(100％)打开，然后周期性地确定挡风玻璃的起雾风险(风险等级)以根据起雾风险等级控制第一进气门110的打开量。当第一进气门110和第二进气门112完全打开时，仅外部空气流入向上排放通道114，而仅内部空气流入向下排放通道116(见图3A)。
基于车辆内部的相对湿度值(见图4)，可将起雾风险等级分成多个等级。例如，起雾风险等级可分成第0等级(低风险)、第一等级(正常风险)、第二等级(高风险)、第三等级(非常高风险)等。可根据起雾风险等级确定内部空气混合比例(见图5)。第一等级可以是起雾风险等级的参考等级。
控制单元130基于起雾风险等级控制第一进气门110和第二进气门112的打开量。当控制第一进气门110和第二进气门112的打开量时，可改变内部空气混合比例。
当在第一进气门110和第二进气门112完全打开的状态中起雾风险等级低于参考等级时，控制单元130可逐渐减小第一进气门110的打开量(在完全打开状态中)。即，当基于起雾风险等级确定第一进气门110的打开量可减小时，控制单元130可减小第一进气门110的打开量。随着第一进气门110的打开量减小，内部空气混合比例从标准值逐渐增大(见图5)。
当起雾风险等级比参考等级降低一级时，可以将第一进气门110的打开量减小预定量(例如，20％)，以减小通过外部空气入口104引入的外部空气的量并通过第一内部空气入口106引入内部空气(见图3B)。此外，当将起雾风险等级进一步降低一级时，即，当将起雾风险等级降低两级时，可以将第一进气门110的打开量进一步减小预定量，即，减小总共40％(设定量×2)。因此，通过外部空气入口104引入的外部空气的量进一步减小，并且通过第一内部空气入口106引入的内部空气的量进一步增加(见图3C)。当将起雾风险等级进一步降低一级时，可以将第一进气门110的打开量进一步减小预定量，即，减小总共60％(设定量×3)。在本情况中，可通过第一内部空气入口106(见图3D)引入比通过外部空气入口104引入的外部空气的量更大量的内部空气。在本情况中，第二进气门112持续地保持在完全打开状态。因此，通过空调100引入到车辆内部中的外部空气的量减小，而通过空调100在车辆内部循环的内部空气的量增加。结果，可能增强车辆内部的加热性能而不会起雾。第一进气门110的打开量可基于预定量而逐渐减小，或者可根据起雾风险等级的变化一次减小多于预定量的两倍。
当基于在第一进气门110完全打开的状态中的起雾风险等级确定有必要减小第二进气门112的打开量时，控制单元130可部分地减小第二进气门112的打开量。当在第一进气门110完全打开的状态中确定起雾风险等级高于参考等级时，控制单元130可确定有必要减小第二进气门112的打开量。
在内部空气混合比例为最小值的情况下，当将起雾风险等级降低一级时，控制单元130可允许第二进气门112完全打开以将内部空气混合比例增加到标准值。在内部空气混合比例为标准值的情况下，当将起雾风险等级增加一级时，控制单元130可允许第二进气门112完全关闭以将内部空气混合比例减小到最小值。
当起雾风险等级是设定的最低等级时，控制单元130使得第一进气门110能够打开预定量，并使得第二进气门112能够完全打开，以将内部空气混合比例调节到最大值(见图3D)。
当起雾风险等级是设定的最大等级时，控制单元130控制第一进气门110以完全打开，并控制第二进气门112以完全关闭(见图3F)。
此外，当起雾风险等级保持不变时，控制单元130可将第一进气门110的打开量保持原样。即，当基于起雾风险等级确定不用必须改变第一进气门110的打开量时，控制单元130可保持第一进气门110的打开量。
同时，当空调100的加热负荷小于参考负荷时，控制单元130使得第一进气门110能够完全打开，并使得第二进气门112能够完全(100％)关闭。当第一进气门110完全打开且第二进气门112完全关闭时，内部空气到空调壳体102中的引入被阻止，且仅将外部空气引入其中(见图3F)。因此，仅外部空气通过空调100排放到车辆内部。鼓风机安装在空调壳体102中。鼓风机可通过空调壳体102的空气入口抽吸空气并将空气排放到车辆内部。
这里，空调100的加热负荷可根据车辆的外部温度、鼓风机的运行负荷和发动机冷却液温度来确定。外部温度可由安装在车辆中的外部温度传感器检测，并且鼓风机运行负荷可根据用于控制从空调排放到车辆内部的空气的流速的鼓风机的转速来确定。鼓风机的转速可根据用户的需求增加或减小，或者自动设置。发动机冷却液温度可由安装在车辆中的冷却液温度传感器检测。
空调100的加热单元118可加热通过向上排放通道114和向下排放通道116的空气，并且可在空气排放到车辆内部之前加热空气。加热单元118根据加热负荷加热空气。
当如上所述地控制引入到空调壳体102中的内部空气和外部空气的流动时，与当空调壳体102中的空气流动到向上排放通道114和向下排放通道116没有彼此分离的状态时相比，可能使更大量的内部空气在车辆内部循环并且抑制挡风玻璃上的起雾。
在下文中，将参考图6描述在具有以上构造的空调中使用用于控制内部/外部空气的系统来控制内部空气混合比例的过程。
如图6所示，第一进气门110和第二进气门112的打开量基于在空调100开启的状态中的空调100的加热负荷和车辆内部的相对湿度来确定。基于车辆外部温度、鼓风机运转阶段(即，鼓风机转速)和发动机冷却液温度来确定空调100的加热负荷。当车辆外部温度小于或等于设定的参考外部温度、鼓风机运转阶段等于或大于设定的参考阶段，并且发动机冷却液温度小于或等于设定的参考冷却液温度时，可确定空调100的加热负荷等于或大于设定的参考负荷。
当空调100的加热负荷等于或大于设定的参考负荷并且车辆内部的相对湿度小于或等于设定的参考湿度时，通过完全打开第一进气门110和第二进气门112(见图3A)将内部空气混合比例控制为标准值(例如，50％)。当内部空气混合比例是标准值时，仅外部空气流入向上排放通道114，仅内部空气流入向下排放通道116，并且从空调100排放到车辆内部的空气中的外部空气和内部空气之间的比例是1:1。接下来，每隔一定时间段(例如，15秒)根据车辆内部的相对湿度检查起雾风险等级，并且根据起雾风险等级控制第一进气门110和第二进气门112的打开量。
作为检查起雾风险等级的结果，当确定起雾风险等级正常时，保持第一进气门110的打开量和内部空气混合比例，并且当确定起雾风险等级低时，保持第二进气门112的打开量，并且第一进气门110的打开量减小一定比例(例如，20％)。当第一进气门110的打开量减小时，内部空气混合比例增加一定比例。然而，当内部空气混合比例达到最大值(例如，80％)时，内部空气混合比例不再增加。
作为检查起雾风险等级的结果，当确定起雾风险等级高时，保持第一进气门110的打开量，并且减小第二进气门112的打开量(见图3E)。
作为检查起雾风险等级的结果，当确定起雾风险等级非常高时，第一进气门110的打开量保持在完全打开状态，并且第二进气门112的打开量改变为完全关闭状态。在本情况中，内部空气混合比例控制为最小值(例如，0％)。
此外，当空调100的加热负荷等于或大于参考负荷的条件和车辆内部的相对湿度小于或等于参考湿度的条件中的一个不满足时，内部空气混合比例控制为最小值(例如，0％)。为此，第一进气门110完全关闭，使得第二内部空气入口108完全关闭(见图3F)。
这里，参考外部温度可以是0℃，当鼓风机运转阶段的数量是总共8个阶段时，参考阶段可以是第五阶段，参考冷却液温度可以是70℃，并且参考湿度可以是55％。
同时，在湿度传感器140未安装在车辆中的情况中，难以检测车辆内部的相对湿度值。因此，本发明的各方面涉及提供一种用于控制空调中的内部/外部空气的系统，其配置为仅考虑空调100的加热负荷而不考虑车辆内部的湿度值来控制在车辆内部循环的内部空气的量。
图7是示出了根据本发明的各种实例性实施方式的用于控制空调中的内部/外部空气的系统的框图。图8A、图8B和图8C是示出了根据第一进气门和第二进气门的操作的外部空气和内部空气的流动的示意图。图9是示出了根据本发明的各种实例性实施方式的控制空调中的内部/外部空气的方法的框图。
在本发明的另一实例性实施方式的以下描述中，可省略与上述描述重复的描述。
如图7所示，根据本发明的各种实例性实施方式的用于控制空调中的内部/外部空气的系统可包括：第一进气门110，其打开量(打开比例)根据流过空调壳体102的向上排放通道114的内部空气和外部空气之间的比例来确定，第二进气门112，其打开量(打开比例)根据流过空调壳体102的向下排放通道116的内部空气和外部空气之间的比例来确定；以及控制单元130，其控制第一进气门110和第二进气门112的打开量。
控制单元130根据空调100的加热负荷控制第一进气门110和第二进气门112的打开量。当空调100的加热负荷等于或大于设定的第一负荷值且小于设定的第二负荷值(第一负荷值＜第二负荷值)时，控制单元130控制第一进气门110和第二进气门112以完全打开(见图8A)。在本情况中，仅外部空气可引入到向上排放通道114中，而仅内部空气可引入到向下排放通道116中。在本情况中，内部空气混合比例是标准值(例如，50％)。例如，通过空调100排放到车辆内部的内部空气和外部空气之间的比例可以是1:1。
当空调100的加热负荷等于或大于第二负荷值时，控制单元130通过根据内部空气和外部空气之间的比例调节第一进气门110的打开量来控制第一进气门110以部分打开(打开一定量)，并控制第二进气门112以完全打开(见图8B)。在本情况中，外部空气和内部空气可同时引入到向上排放通道114中，而仅内部空气可引入到向下排放通道116中。在本情况中，内部空气混合比例是最大值(例如，70％)。例如，通过空调100排放到车辆内部的内部空气和外部空气之间的比例可以是7:3。
当空调100的加热负荷小于第一负荷值时，控制单元130控制第一进气门110以完全打开，并控制第二进气门112以完全关闭(见图8C)。在本情况中，仅外部空气可引入到向上排放通道114和向下排放通道116中。在本情况中，内部空气混合比例是最小值(例如，0％)。例如，通过空调100排放到车辆内部的空气可以整体上是外部空气。
如上所述，当确定空调100的加热负荷高时，控制单元130可通过循环内部空气来确保车辆内部的加热性能，而当确定加热负荷低时，其可将内部空气混合比例控制为最小值以抑制挡风玻璃上的起雾。
在根据本发明的各种实例性实施方式的具有以上构造的用于控制空调中的内部/外部空气的系统中，可能防止挡风玻璃上的起雾，并且使大量的内部空气循环，使得仅当加热负荷等于或大于第一负荷值时使内部空气循环，并且当加热负荷小于第一负荷值时不使内部空气循环。
这里，第二负荷值设置为比第一负荷值高一定值的负荷值。例如，第一负荷值的车辆外部温度条件可以是-10℃至0℃，并且第二负荷值的车辆外部温度条件可以是-10℃或更小。
在下文中，将参考图9描述在具有以上构造的空调中使用用于控制内部/外部空气的系统来控制内部空气混合比例的过程。
如图9所示，基于在空调100开启的状态中的车辆外部温度、鼓风机运转阶段和发动机冷却液温度来确定空调100的加热负荷。当车辆外部温度小于设定的临界外部温度(例如-10℃)，鼓风机运转阶段等于或大于设定的参考阶段，并且发动机冷却液温度小于或等于设定的参考冷却液温度时，确定空调100的加热负荷等于或大于设定的第二负荷值。当加热负荷等于或大于第二负荷值时，控制第一进气门110和第二进气门112的打开量以将内部空气混合比例调节到最大值。在本情况中，第二进气门112控制为完全打开。
当车辆外部温度等于或大于临界外部温度且小于设定的参考外部温度(例如0℃)、鼓风机运转阶段等于或大于设定的参考阶段，并且发动机冷却液温度小于或等于设定的参考冷却液温度时，确定空调100的加热负荷等于或大于设定的第一负荷值且小于第二负荷值。当加热负荷等于或大于第一负荷值且小于第二负荷值时，第一进气门110和第二进气门112控制为完全打开。在本情况中，内部空气混合比例是标准值(例如，50％)。
当加热负荷小于第一负荷值时，第一进气门110控制为完全打开，第二进气门112控制为完全关闭。在本情况中，内部空气混合比例是最小值(例如，0％)。
根据本发明的用于控制空调中的内部/外部空气的系统，通过将外部空气的引入量减小到在车辆前方的挡风玻璃上不产生雾的程度以减小由于外部空气而导致的车辆内部的热损失并使最大量的内部空气循环，可能改进车辆内部的加热性能。因此，不用必须为了确保车内加热性能而增加发动机冷却液温度，并且可能在不降低发动机效率的情况下改进加热性能。
为了便于解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“向上”、“向下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“后面”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“内”、“外”、“向前”和“向后”用于参考附图中显示的特征的位置来描述实例性实施方式的这些特征。还将理解，术语“连接”或其派生词指的是直接和间接连接。
为了说明和描述的目的，已经给出了本发明的特定实例性实施方式的以上描述。其并非旨在是穷举的，也不是要将本发明限制于所公开的精确形式，并且显然，根据以上教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述实例性实施方式以解释本发明的某些原理及其实际应用，以使得本领域其他技术人员能够制造和利用本发明的各种实例性实施方式及其各种替代和修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (20)

1.一种用于控制空调中的内部/外部空气的系统，所述系统包括：
空调，包括：
向上排放通道，空气通过所述向上排放通道朝向车辆的挡风玻璃排放；
向下排放通道，空气通过所述向下排放通道朝向所述车辆的地板排放，所述向上排放通道和所述向下排放通道彼此分离；
第一进气门，其打开量根据引入到所述向上排放通道中的内部空气和外部空气之间的比例确定；以及
第二进气门，其打开量根据引入到所述向下排放通道中的内部空气和外部空气之间的比例确定；以及
控制单元，被配置为根据所述空调的加热负荷和所述车辆内部的湿度来控制所述第一进气门和所述第二进气门的打开量。
2.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述向上排放通道被配置为使得当所述第一进气门完全打开时仅引入外部空气，并且当所述第一进气门完全关闭时仅引入内部空气，所述向下排放通道被配置为使得当所述第二进气门完全打开时仅引入内部空气，并且当所述第二进气门完全关闭时仅引入外部空气。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，当所述第一进气门部分打开时，外部空气和内部空气被引入到所述向上排放通道中，并且在所述第一进气门至少部分打开的状态中当所述第二进气门被部分打开时，外部空气和内部空气被引入到所述向下排放通道中。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，当所述空调的加热负荷等于或大于参考负荷并且所述车辆的内部的湿度小于或等于参考湿度时，所述控制单元被配置为允许所述第一进气门和所述第二进气门完全打开，然后基于根据所述车辆内部的湿度的起雾风险等级来周期性地控制所述第一进气门和所述第二进气门的打开量。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述起雾风险等级包括多个基于内部湿度值的等级，并且所述控制单元被配置为在基于所述起雾风险等级确定可以减小所述第一进气门的打开量时，减小所述第一进气门的打开量并且保持所述第二进气门的打开量。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制单元被配置为在确定所述起雾风险等级低于设定的参考等级时，确定可以减小所述第一进气门的打开量。
7.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制单元被配置为基于在所述第一进气门完全打开的状态中的所述起雾风险等级确定有必要减小所述第二进气门的打开量时，减小所述第二进气门的打开量并保持所述第一进气门的打开量。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述控制单元被配置为在所述第一进气门完全打开的状态中确定所述起雾风险等级高于设定的参考等级时，确定有必要减小所述第二进气门的打开量。
9.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制单元被配置为在基于所述起雾风险等级确定不必改变所述第一进气门的打开量时，保持所述第一进气门的打开量，并且当基于所述起雾风险等级确定不必改变所述第二进气门的打开量时，保持所述第二进气门的打开量。
10.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制单元被配置为当所述起雾风险等级是预定的最小等级时，允许所述第一进气门打开预定量，并且允许所述第二进气门保持在完全打开状态，当所述起雾风险等级是预定的最大等级时，允许所述第一进气门保持在完全打开状态，并且允许所述第二进气门完全关闭。
11.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制单元被配置为当所述空调的加热负荷小于参考负荷或者所述车辆内部的湿度超过参考湿度时，允许所述第一进气门完全打开，并且允许所述第二进气门完全关闭。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，基于车辆外部温度、所述空调的鼓风机转速和发动机冷却液温度来确定所述空调的所述加热负荷。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述车辆的内部处的湿度是由安装在所述车辆的前方的挡风玻璃上的湿度传感器测量的相对湿度值。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述空调包括加热单元，其加热引入到所述向上排放通道和所述向下排放通道中的空气，并且所述加热单元根据所述加热负荷来加热所述空气。
15.一种用于控制空调中的内部/外部空气的系统，所述系统包括：
空调，包括：
向上排放通道，空气通过所述向上排放通道朝向车辆的挡风玻璃排放；
向下排放通道，空气通过所述下排放通道朝向所述车辆的地板排放，所述向上排放通道和所述向下排放通道彼此分离；
第一进气门，其打开量根据引入到所述向上排放通道中的内部空气和外部空气之间的比例确定；以及
第二进气门，其打开量根据引入到所述向下排放通道中的内部空气和外部空气之间的比例确定；以及
控制单元，被配置为根据所述空调的加热负荷来控制所述第一进气门和所述第二进气门的打开量。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述向上排放通道被配置为使得当所述第一进气门完全打开时仅引入外部空气，并且当所述第一进气门完全关闭时仅引入内部空气，所述向下排放通道被配置为使得当所述第二进气门完全打开时仅引入内部空气，并且当所述第二进气门完全关闭时仅引入外部空气。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，当所述第一进气门部分打开时，外部空气和内部空气被引入到所述向上排放通道中，并且在所述第一进气门至少部分打开的状态中当所述第二进气门被部分打开时，外部空气和内部空气被引入到所述向下排放通道中。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述控制单元被配置为当所述空调的加热负荷等于或大于第一负荷值且小于第二负荷值时允许所述第一进气门和所述第二进气门完全打开。
19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述控制单元被配置为当所述空调的加热负荷等于或大于比第一负荷值高的第二负荷值时，允许所述第一进气门打开预定量，并且允许所述第二进气门完全打开。
20.根据权利要求17所述的系统，其中，所述控制单元被配置为当所述空调的加热负荷小于第一负荷值时，允许所述第一进气门完全打开并且允许所述第二进气门完全关闭。
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