CN112969605A - 用于控制机动车辆中的水提取的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制机动车辆中的水提取的方法，其中为了在机动车辆的空调系统(12)中提取水，将空气冷却到其露点以下的温度，并且将由于冷却而滴落的水收集在水箱(13)中，其中在水提取期间，通过水提取控制装置(11)控制空调系统(12)，其中为了借助于水提取控制装置(11)控制水提取，根据经检测单元(10)检测并被传输至水提取控制装置(11)的至少一个参数值来对空调系统(12)进行调节。

Description

用于控制机动车辆中的水提取的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于控制机动车辆中的水提取的方法。本发明还涉及一种用于控制机动车辆中的水提取的装置。
背景技术
由于机动车辆中的新技术，例如注水系统，或者由于使用了用于自动驾驶的传感器，需要不间断地进行清洁来确保无差错运行，机动车辆中的用水量一直在不断增加。此外，还可以通过在机动车辆中提供生活用水和/或饮用水来增加车辆使用者的舒适度。为了能够补偿由此引起的用水量增加，在机动车辆中安装的水箱越来越大。然而，这些需要大量的空间并且增加了机动车辆的整体重量。
为了特别是减少水箱所需的空间和由水箱产生的重量，以及能够避免水的频繁补充，可以从空气生成水，尤其是生活用水和/或饮用水。为此，在机动车辆的空调系统中将(潮湿的)空气冷却到其露点以下，从而使水滴落并且可以被收集在机动车辆内部的一个或多个水箱中。这样便能连续地获得水，从而可以减少待存储在水箱中的水量，借此可以减小水箱的尺寸并从而减轻其重量。
然而，与静止的水提取相比，在行驶中的机动车辆中的水提取明显更为复杂，因为需要考虑到许多边界条件。
发明内容
本发明的目的是，提供用于控制机动车辆中的水提取的一种方法以及一种装置，其突出之处在于改进的工作原理。
本发明通过独立权利要求的特征实现上述目的。有利的技术方案和进一步方案是在从属权利要求中给出。
根据本发明的方法，为了在机动车辆的空调系统中提取水，将空气冷却到其露点以下的温度，并且将由于冷却而滴落的水收集在水箱中，其中在水提取期间，通过水提取控制装置控制空调系统，其中为了借助于水提取控制装置控制水提取，根据经检测单元测定并被传输至水提取控制装置的至少一个参数值来对空调系统进行调节。
所述方法的特征在于，在机动车辆中进行水提取，使得能够借助水提取控制装置主动地控制和调节空调系统，从而实现尽可能高效的水提取。主动控制或调节通过一个或多个参数值进行，这些参数值存储在检测单元中并被传输到水提取控制装置中。检测单元预先检测各个参数值，其中这些参数值可以优选地连续地更新并在更新后将其转发至水提取控制装置。借此，水提取的控制可以随时适应当前的环境条件。所述至少一个参数值优选是反映机动车辆的环境条件的参数值。如果使用多个参数值，则在控制水提取时可以考虑到不同的环境条件。借助于参数值，可以为水提取的控制、进而为水提取控制装置施加特性曲线族(Kennfeld)，从而根据主要环境条件来调节空调系统，以便可以提取最大量的水。例如，在调节空调系统时，可以调节空调系统目标值。空调系统目标值例如可以由鼓风机功率或压缩机功率形成。
例如，可以将由检测单元检测到的机动车辆的环境气候用作参数值。环境气候例如可以由环境温度和/或环境空气湿度和/或环境空气压力形成。在此情形下，该参数值例如可以是环境参数值。该环境参数值例如可以是环境温度值和/或环境空气湿度值和/或环境空气压力值。
此外，也可以将由检测单元检测到的车辆数据集用作参数值。因此，也可以使用或考虑到机动车辆本身的数据用于控制水提取。借此能够根据特定情形更加个性化且更加匹配地进行水提取的控制。
例如，车辆数据集可以选自以下数据中的一个或多个：导航数据和/或天气预报数据和/或有关水箱中的水位的数据。也可以采用其他数据。例如，可以使用导航数据来确定机动车辆所处的地点。此外，可以通过导航数据确定机动车辆的计划路线。地点和/或路线例如可用于推断气候环境条件、道路条件、行驶持续时间等。导航数据可以从机动车辆的导航装置传输到检测单元并存储在检测单元中，从而可以被水提取控制装置检索。天气预报数据例如可以通过机动车辆的互联网连接来查询。天气预报数据可以是对沿机动车辆的计划路线的不同点上的日照时间、降雨时间以及预期环境温度和/或预期空气湿度数据的报告。也可以将这些数据传输到检测单元并进行存储，以便随时被水提取控制装置检索。另一个车辆数据集可以是导入收集的水的水箱中的水位。同样可以根据水位来控制水提取，因为可以根据水位高度增大或者减小提取的水量，从而能够根据需要进行水提取。
此外可以规定，检测单元测量水箱中的实际水位，并且将测得的实际水位与目标水位进行比较。通过测量实际水位并将其与先前定义的目标水位进行比较，可以通过确定实际水位与目标水位之间的差异来确定对待收集的水的需求。
根据汽车的计划路线，对待收集的水的需求可能会有所不同。因此，可以优选地规定，基于机动车辆的行驶路线来确定实际水位的变化。例如，如果设定了不应低于的具体目标水位，则可以确定：为了不低于或者至少不持续低于水箱中的目标水位，需要在哪个时间点上产生多少水。此外，可以为机动车辆的计划路线确定预期的水位曲线，从而对水提取进行极具前瞻性的控制。借此便能非常精确地控制水提取。
可以在机动车辆行驶之前和/或行驶期间测量实际水位。例如，一旦例如因在导航装置中的输入操作而知道计划行驶路线，就可以测量实际水位，由此在机动车辆开始行驶前便已经可以开始测量实际水位。在行驶期间，可以重复测量实际水位，由此可连续地测量实际水位直到行驶结束，以便根据需要提取水。
此外，可以将检测单元与机动车辆驾驶者的日历同步。通过同步，可以根据日历中记录的日程预先确定计划的行驶路线或行驶线路，并且根据计划的行驶路线在行驶前数小时甚或数日便可确定用水需求，从而更加符合需求地控制水提取。检测单元可以借助机动车辆的导航装置来确定地点的当前位置和/或在日历中记录的机动车辆的起始位置，以及，检测单元可以通过导航装置基于机动车辆所处地点的当前位置和/或根据在日历中记录的起始位置乃至于在日历中记录的待发生相应日程的地点，确定待经过的行驶路线。根据由此确定的计划行驶路线，在对应的行驶开始前数小时或者数日便能非常提前地确定待收集的水的必要量，从而能够非常提前地对水提取控制进行调节。
可以将单位时间的水提取的目标值和/或空调系统的单位电功率的水提取的目标值和/或单位机械功率的水提取的目标值存储在水提取装置中。优选地，所述目标值依据特定时间或持续时间和/或依据机动车辆、特别是机动车辆的诸如空调系统的用电器而需要在行驶期间施加的电功率，限定必要的待收集的水量。机械功率例如可以由空调系统的皮带驱动器产生。根据这些目标值，可以确定特别优化的特性曲线族，其可被施加至水提取控制装置，以便尽可能高效地控制水提取。
单位时间的水提取的目标值和/或单位电功率的水提取的目标值和/或单位机械功率的水提取的目标值可通过实验确定，和/或根据空调系统的仿真数据计算出。
水提取控制装置可以独立工作，因此可以对空调系统进行单独控制。但是，也可以使水提取控制装置与空调控制装置共同起作用，并且根据在空调控制装置中检测的空调系统参数来调节水提取控制装置。如果水提取控制装置与空调控制装置共同起作用，则在控制水提取时也可以将空调系统参数一并考虑在内，从而可以更加独特地并且更精确地控制水提取。然后可以优选地将由检测单元检测并传输至水提取控制装置的、用于调节空调系统的参数值与空调系统参数进行比较和/或同步，以便根据空调系统参数调整这些参数值。
空调系统参数例如可选自以下数据中的至少一项：最低空调系统温度和/或最高空调系统温度和/或最小出风速度和/或最大出风速度。这些数据可以影响机动车辆乘员的舒适感，由此，当通过用于控制水提取的水提取控制装置调节空调系统时，这些空调系统参数优选仅应在一定的界限内调节。
因此，可以优选地规定，根据机动车辆的乘员的舒适度设定来选择空调系统参数。车辆乘员的舒适度设定优选是个人设置，在此设置下车辆乘员感到特别舒适，例如车辆乘员认为舒适的内部温度和/或出风速度。例如，优选地规定，在相对于实际内部温度的+/-8开尔文的范围内选择最小和/或最大空调系统温度。此外，可以优选地规定，从空调系统进入机动车辆内部的空气的最小和/或最大出风速度选择成使得出风速度不超过0.15m/s的值并且不低于0.05m/s的值。
本发明通过一种用于控制机动车辆中的水提取的装置实现上述目的，上述装置具有：空调系统，通过所述空调系统将空气冷却至其露点以下的温度；水箱，在所述水箱中收集因冷却而滴落的水；检测单元，在其中检测至少一个参数值；以及水提取控制装置，可以将在所述检测单元中检测的至少一个参数值传输到所述水提取控制装置，并且借助所述水提取控制装置根据传输的所述至少一个参数值来调节空调系统，以控制水提取。
关于装置的优点和进一步的构造，参考上文用于控制水提取的方法。
附图说明
下面参考附图结合优选实施方式详细地阐释本发明。
其中：
图1是根据本发明的用于控制机动车辆中的水提取的方法的示意性流程图，
图2是根据另一实施例的用于控制机动车辆中的水提取的方法的示意性流程图，
图3是根据另一实施例的用于控制机动车辆中的水提取的方法的示意性流程图，以及
图4是用于控制机动车辆中的水提取的装置的示意图。
具体实施方式
图1为本发明的用于控制机动车辆中的水提取的方法的示意性流程图。
在机动车辆的行驶开始时，首先通过检测单元10检测第一参数值或多个参数值，其中在在此示出的实施例中，为此查询机动车辆的环境气候。例如，在此可以查询环境温度T和/或环境空气湿度H。该查询例如可以通过机动车辆的传感器进行。
在通过查询环境气候确定了一个或多个参数值之后，查询水箱13中包含的水的实际水位。如果实际水位大于先前定义的目标水位(在此处由查询“液位<99％”表示)，则会重新查询，直到实际水位由于机动车辆的用水而小于预先定义的目标水位。
其中可以规定，当目标水位与实际水位之间达到一定的差值(此处为“液位>80％”)时，应根据单位时间的水提取的目标值或者根据单位电功率的水提取的目标值来控制水提取。
如果实际水位>80％，则根据空调系统12的单位电功率的水提取的目标值来控制水提取，其中在此将空调系统12的压缩机功率用于电功率的目标值。借此，根据参照检测的环境气候预先确定的参数值，为水提取装置11施加针对单位电功率的水提取的特性曲线族，从而实现对应的水提取控制。作为替代或补充，也可以根据空调系统12的单位机械功率的水提取的目标值来控制水提取。
如果实际水位<80％，则根据单位时间的水提取的目标值来控制水提取。根据参照检测到的环境气候预先确定的参数值，可以通过将单位时间的水提取最大化的方式，选择空调系统或空调系统目标值的设置。
根据所述确定的数据，可以借助水提取控制装置11相应地控制空调系统12，以进行水提取。
如果机动车辆的行驶结束，则水提取的控制也结束。如果例如在车辆的储能器中有足够的剩余能量，或者车辆通过充电插头连接在充电插座上并进行充电操作，则在行驶结束后也可以继续控制水提取，进而继续进行水提取。
如果行驶尚未结束，则将重复执行方法流程，以便为水提取不断调整和更新用于调节空调系统的参数值。
图2示出了本发明的方法的流程的实施例，其中，导航数据和天气数据或天气预报数据也被考虑为参数值。
在这种情况下，首先通过询问机动车辆的路线或行驶路线是否已知来查询导航数据。
如果路线是已知的，则为对应的路线查询天气数据或天气预报数据。
如果存在天气数据或天气预报数据，则随后查询水箱13中的实际水位。
如果实际水位低于预先定义的目标水位，在此当液位<99％时，则根据先前确定的天气数据或天气预报数据和/或先前确定的导航数据来计算预期水位曲线。
然后可以根据计算出的水位曲线计算出路线所需的需水量。
然后可以查询当前的环境气候，以确定用于调节空调系统的其他参数值。
使用所有这些数据和参数值，便可以通过水提取控制装置根据需要控制空调系统。在此，可以为水提取控制装置施加特性曲线族，其包含空调系统的单位电功率的水提取的目标值。
如果没有可以用作参数值的天气数据或天气预报数据，则查询环境气候，以便在控制水提取时根据环境气候使用参数值。
然后查询实际水位。如果实际水位低于预先定义的目标水位，在此当液位<80％时，则根据确定的环境气候参数值和施加至水提取装置11的针对单位时间的水提取的特性曲线族来调节空调系统以及为了水提取而控制空调系统12。
然后检查空调系统12的运行，并查询实际水位。如果实际水位等于或大于目标水位(“液位>99％”)，则重复该方法，直到机动车辆行驶结束。
图3示出了本发明的方法的流程的实施例，其中水提取控制装置11与空调控制装置14共同起作用，并且根据在空调控制装置14中检测的空调系统参数对水提取控制装置11进行调节。
在此也首先通过查询“路线已知”查询导航数据，以及查询天气数据或天气预报数据，来确定用于调节空调系统12的参数值，用以控制水提取。
如果导航数据和天气数据均可用作参数值，则首先查询实际水位。
如果实际水位低于预先定义的目标水位，则使用导航数据和天气数据或天气预报数据计算沿机动车辆的计划待行驶路线的液位曲线，具体方式为根据机动车辆的行驶路线确定实际水位变化。
可以基于计算出的液位曲线来计算沿计划路线或计划行驶路线的所需水量。
然后可以查询当前的环境气候，以确定用于调节空调系统的其他参数值。
然后查询空调系统参数。
首先，查询汽车内部的气候需求，即期望的气候。其中可以确定最小空调系统温度T_minAC，最大空调系统温度T_maxAC，最小出风速度V_minAC和/或最大出风速度V_maxAC，以便查询机动车辆内部乘员的舒适度界限。
基于所有这些数据和参数值，可以借助水提取控制装置以及借助空调控制装置根据需要控制空调系统，从而实现最佳的水提取。在此，可以为水提取控制装置施加特性曲线族，其包含空调系统的单位电功率的水提取的目标值。
如果没有导航数据或没有天气数据或天气预报数据作为参数值，则首先进行环境气候查询，以便在控制水提取时根据环境气候使用参数值。
然后查询实际水位。如果实际水位低于先前定义的目标水位，在此当液位<80％时，则查询空调系统参数。首先，询问汽车内部的气候需求，即期望的气候。其中可以确定最小空调系统温度T_minAC，最大空调系统温度T_maxAC，最小出风速度V_minAC和/或最大出风速度V_maxAC，以便查询机动车辆内部乘员的舒适度界限。
根据确定的水提取控制装置11的参数值，例如关于环境气候的数据，特别是环境温度T和环境空气湿度H，并且根据确定的空调系统参数，例如最小空气空调系统温度T_minAC、最大空调系统温度T_maxAC、最小出风速度V_minAC和/或最大出风速度V_maxAC，可以确定可能的最大待提取水量。
然后基于确定的环境气候参数值T、H，以及施加至水提取装置11的针对单位时间的水提取的特性曲线族，来调节空调系统12和控制空调系统12，以进行水提取。
然后检查空调系统12的运行，并查询实际水位。如果实际水位等于或大于目标水位(“液位≥99％”)，则重复该方法，直到机动车辆行驶结束为止。
图4示意性地示出了用于控制机动车辆中的水提取的装置100。
装置100具有机动车辆的空调系统12，借助于该空调系统将空气(例如环境空气)冷却到其露点以下的温度，以便提取水。水在空气冷却过程中滴落，其可以被收集在水箱13中。然后可以将水从该水箱13传递到机动车辆内的各个站和其他水箱。
在水提取期间，借助于水提取控制装置11控制空调系统12，从而将产水最佳化。借助于水提取控制装置11的控制通过一个或多个参数值进行，这些参数值例如可以根据机动车辆周围的环境气候和/或机动车辆的车辆数据集来确定。为了检测这些参数值，设有检测单元10，其存储检测到的参数值并将其转发给水提取控制装置11。根据这些参数值以及必要时的其他数据和/或参数，可以与机动车辆的环境条件相匹配地对水提取进行主动控制。
附图标记表
100 装置
10 检测单元
11 水提取控制装置
12 空调系统
13 水箱
14 空调控制装置
T 环境温度
H 环境空气湿度
T_minAC 最低空调系统温度
T_maxAC 最高空调系统温度
V_minAC 最小出风速度
V_maxAC 最大出风速度。

Claims (14)

1.一种用于控制机动车辆中的水提取的方法，其中为了在机动车辆的空调系统(12)中提取水，将空气冷却到其露点以下的温度，并且将由于冷却而滴落的水收集在水箱(13)中，其中在水提取期间，通过水提取控制装置(11)控制空调系统(12)，其中为了借助于所述水提取控制装置(11)控制水提取，根据经检测单元(10)检测并被传输至水提取控制装置(11)的至少一个参数值来对空调系统(12)进行调节。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将由所述检测单元(10)检测到的机动车辆的环境气候用作参数值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将由所述检测单元(10)检测到的车辆数据集用作参数值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述车辆数据集选自以下数据中的一个或多个：导航数据和/或天气预报数据和/或有关水箱中的水位的数据。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述检测单元(10)测量所述水箱中的实际水位，并将测得的实际水位与目标水位进行比较。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述机动车辆的行驶路线确定所述实际水位的变化。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在所述机动车辆行驶之前和/或行驶期间测量所述实际水位。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，将所述检测单元(10)与所述机动车辆的驾驶者的日历同步。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，将单位时间的水提取的目标值和/或所述空调系统(12)的单位电功率的水提取的目标值和/或单位机械功率的水提取的目标值存储在所述水提取控制装置(11)中。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过实验确定和/或根据所述空调系统(12)的仿真数据计算出所述单位时间的水提取的目标值和/或所述单位电功率的水提取的目标值和/或所述单位机械功率的水提取的目标值。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述水提取控制装置(11)与空调控制装置(14)共同起作用，并且，根据在所述空调控制装置(14)中检测的空调系统参数对水提取控制装置(11)进行调节。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述空调系统参数选自以下数据中的至少一项：最低空调系统温度(T_minAC)和/或最高空调系统温度(T_maxAC)和/或最小出风速度(V_minAC)和/或最大出风速度(V_maxAC)。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，根据所述机动车辆的乘员的舒适度设定来选择所述空调系统参数。
14.一种用于控制机动车辆中的水提取的装置(100)，其具有
空调系统(12)，借助于所述空调系统能够将空气冷却至露点以下的温度，以提取水，
水箱(13)，在其中能够收集由于冷却而滴落的水，
检测单元(10)，在其中检测至少一个参数值，以及
水提取控制装置(11)，在所述检测单元(10)中检测到的至少一个参数值能够被传输到该水提取控制装置，并且能够借助所述水提取控制装置根据传输的所述至少一个参数值来调节所述空调系统(12)，以对水提取进行控制。
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