[发明专利]节能车窗除雾和再冻结预防

说明书

技术领域

本公开内容总体上涉及车辆暖通空调(HVAC)系统操作。更具体地，本公开涉及用于车窗除雾和预防车窗再冻结的节能系统和方法。

背景技术

在机动车辆运行期间，经常有外部和内部的气候条件相结合，导致车窗雾化和/或再冻结。这发生在车辆运行的初始预热阶段后，在该过程期间，车辆挡风玻璃、侧窗等通过车辆暖通空调(HVAC)系统的局部使用来进行除雾和/或除冰。但是，在车辆运行期间，条件可能有利于车窗雾化和/或再冻结。例如，外部环境温度可能足够冷并且客舱的条件可能足够温暖且湿润从而促使在一个或多个车窗上发生冷凝，导致挡风玻璃雾化和/或再冻结。

这个问题的传统解决方法是从HVAC系统将经调节的气流的一部分连续地转移到一个或多个车窗，以防止在车辆运行期间车窗雾化/再冻结。虽然大体上有效，但从HVAC系统流出的这样的恒定气流可以具有负面后果，包括由气流导致的额外的且不希望的噪声、振动等、和增加的HVAC鼓风机负载、车辆客舱的上部的不希望地提升的温度、由于恒定空气气流导致的乘客的“干眼病”等等。

此外，HVAC系统是现代机动车除了进行除雾/除冰的原因之外的关键因素。对于车辆乘员的舒适和各种天气的能见度问题来说需要在所有的环境下都具有高效的HVAC性能。相应地，高效的HVAC性能是总体车辆能源管理所日益关注的，车辆能源管理也影响着内燃机驱动车辆和混合动力车辆的燃料经济性，以及电动车辆和混合动力车辆的行程和电功率预算。车辆运行过程中不断地引导气流到车窗会造成显著和潜在的过度能源消耗，这会对车辆的整体能量预算造成不利影响。

为了解决这个问题以及其他问题，本公开内容涉及在较高的水平用于车窗除雾和预防车窗再冻结的节能系统和方法。有利的是，所描述的系统和方法结合考虑了与利于车窗雾化/再冻结条件相关的各种输入。根据这些输入，足够水平的经调节空气被引到车窗。通过所描述的系统/方法，当内部/外部条件被认为有利于车窗雾化/再冻结时经调节空气转移到车窗大体上受限于车辆运行的期间，而不是简单地采用伴有上述缺点的方法将经调节空气的连续气流引向车窗以防止雾化/再冻结。

发明内容

根据本文中所描述的目的和优点，在一方面，描述了一种防止车辆挡风玻璃雾化或再冻结的方法，其包括由一个或多个控制器计算挡风玻璃的内表面露点温度值和/或挡风玻璃内表面雾化和/或外表面再冻结的概率值。于是只有足够的经调节气流才被提供给挡风玻璃以防止计算的雾化和/或再冻结概率值超过预定的雾化和/或再冻结的风险阈值。在实施例中，这发生在客舱初始预热期之后以及车辆HVAC系统在地板模式运行期间。

在一个实施例中，只有足够的经调节气流被提供用来使挡风玻璃内表面的温度值超过挡风玻璃内表面露点温度值或使挡风玻璃外表面的温度值超过挡风玻璃外表面冻结温度。挡风玻璃内表面露点温度值或挡风玻璃外表面温度值可通过各种输入——包括外部和内部气候相关的输入、车辆乘员的输入、远程输入以及其他输入——来调整。

在另一个方面，提供一种根据上述方法用于预防车辆挡风玻璃雾化或再冻结的系统，其包括一个或多个控制器和车辆暖通空调(HVAC)系统，该暖通空调系统包括可操作地连接到一个或多个控制器并连接到与至少一个挡风玻璃除霜导管相关联的至少一个门上的至少一个致动器。一个或多个控制器被配置成计算挡风玻璃内表面露点温度值和/或挡风玻璃内表面雾化和/或外表面再冻结的概率值，并且使HVAC系统仅提供足够的经调节气流到挡风玻璃以防止计算的雾化和/或再冻结概率值超过预定雾化和/或再冻结的风险阈值。一个或多个控制器进一步被配置来使门在闭合结构、完全打开结构以及至少一个中间结构之间转换，以调节到挡风玻璃的气流量。

在实施例中，在系统中提供各种装置来提供或接收外部和内部气候相关的输入、车辆乘员输入、远程输入、以及其他输入。这些装置包括但无意限制各种传感器，如太阳热负荷/方向传感器、雨量传感器、客舱相对湿度传感器、挡风玻璃相对湿度传感器、挡风玻璃内表面温度传感器、挡风玻璃外表面温度传感器、客舱温度传感器、车辆乘员传感器、车速传感器、风速/方向传感器、车辆相关的外部环境温度传感器以及其他传感器。其他预期装置包括HVAC系统控制面板、电子自动温度控制(EATC)模块、远程温度数据接收器、远程湿度数据接收器、众包数据接收器和其他装置。