CN107351635B - 用于车辆的独立空调设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种用于车辆的独立空调设备，包括：驾驶员座椅空调模块和乘客座椅空调模块，其依次设置有蒸发器芯和加热器芯；第一风道，其经过蒸发器芯连通到室内出风口；第二风道，其经过蒸发器芯和加热器芯连通到室内出风口；以及温度控制门，其打开和关闭第一风道和第二风道。

Description

用于车辆的独立空调设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的空调设备，更具体地，涉及一种独立的空调设备，其配置为独立地控制驾驶员座椅和/或乘客座椅的空气调节。
背景技术
车辆具有空调***，用来冷却或加热车辆室内。空调***的主要目标是保持车内温度一直令人感到舒适。
空调***的冷却器包括用于压缩制冷剂的压缩机、用于凝结经压缩机压缩的制冷剂的冷凝器、用于使经冷凝器凝结而液化的制冷剂变为低温低压状态的膨胀阀、以及利用制冷剂蒸发的潜热冷却空气的蒸发器、等等作为组件。通常，冷却***降低空气的温度并控制绝对湿度。
当用于冷却发动机室热量的冷却水从高温状态的发动机带走热量时，加热***利用高温的冷却水作为热源，并且该加热***配置为包括加热器芯和用于循环发动机冷却水的泵。通常，加热***增加空气的温度并控制相对湿度。
然而，在环保车辆使用电能作为能源的情况下，电能用于运行包括电机的压缩机的能源、以及用于所有设备的能源，诸如用来替代发动机冷却水的PTC元件。同时，由于电池充分充电并且电池的消耗与车辆的里程直接相关，最令人关注的是减少各种设备的能量消耗。
例如，提出了当仅仅驾驶员进入车辆时，独立的空调***用于调节驾驶员座椅周围的空气从而减少能量的消耗。
作为相关技术进行描述的上述信息仅仅是为了帮助理解本发明的背景，不应该被视为本领域技术人员所知晓的现有技术。
发明内容
根据本发明的空调设备能够实现对车内乘客独立的空气调节，特别地，本发明涉及一种用于车辆的空调设备及其控制方法，即使在通过将风量分配到驾驶员座椅和乘客座椅处来进行独立的空气调节时也能够减少车窗上结露的发生。
根据本发明的示例性实施方式，提供一种用于车辆的独立空调设备，包括：驾驶员座椅空调模块，配置为具有驾驶员座椅空调管道，并且一侧具有驾驶员座椅侧进风口，另一侧具有驾驶员座椅侧室内出风口，驾驶员座椅侧进风口依次设置有蒸发器芯和加热器芯；乘客座椅空调模块，配置为具有乘客座椅空调管道，并且一侧具有乘客座椅侧进风口，另一侧具有乘客座椅侧室内出风口，乘客座椅侧进风口依次设置有蒸发器芯和加热器芯；第一风道，配置为经过蒸发器芯连通到室内出风口；第二风道，配置为经过蒸发器芯和加热器芯连通到室内出风口；以及温度控制门，配置为打开或关闭第一风道和第二风道。
驾驶员座椅侧室内出风口和乘客座椅侧室内出风口可配置为包括除霜(DEF)出风口、通风出风口以及地板出风口。
用于车辆的独立空调设备还可包括：空气导板，配置为布置在驾驶员座椅侧的DEF出风口处并在DEF出风口的风道减小的方向上延伸。
用于车辆的独立空调设备还可包括：门控制器，配置为控制温度控制门，其中门控制器可在接收到独立的空气调节信号时控制关闭乘客座椅侧的第一风道和第二风道。
用于车辆的独立空调设备还可包括：模式门，配置为打开和关闭DEF出风口，其中门控制器可在接收到独立的空气调节信号和地板模式或混合模式的操作信号时提高模式门的开启值。
根据本发明的另一个示例性实施方式提供一种用于车辆的独立空调设备的控制方法，包括以下步骤：通过控制器感测独立的空气调节操作信号；通过控制器，如果确定感测到独立的空气调节信号，确定空调设备是否在除霜(DEF)模式下运行；以及通过控制器，如果确定空调设备在DEF模式下运行，解除独立的空气调节操作。
该方法还可包括以下步骤：通过控制器，如果确定空调设备没有在DEF模式下运行，确定空调设备是否在地板模式或混合模式下运行；以及通过控制器控制模式门，其中如果确定空调设备在地板模式或混合模式下运行，控制模式门以提高开启值。
根据本发明的另一个示例性实施方式，含有由处理器执行的程序指令的非瞬时性计算机可读介质包括：感测独立的空气调节操作信号的程序指令；如果确定感测到独立的空气调节操作信号，确定空调设备是否在除霜(DEF)模式下运行的程序指令；以及如果确定空调设备在DEF模式下运行，解除独立的空气调节操作的程序指令。
附图说明
图1是根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的透视图。
图2是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的乘客座椅空调模块内部的视图。
图3是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的温度控制门关闭第一风道和第二风道的视图。
图4是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的冷却模式的视图。
图5是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的加热模式的视图。
图6是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的温度控制模式的视图。
图7和8是示出在根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的独立空气调节模式下，模式门的开启值的控制的视图。
图9是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的空气导板的视图。
图10是根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的控制力法的流程图。
具体实施方式
应该理解的是，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车辆，如包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车的客车，包括各种船舶的水运工具、飞机等，并包括混合动力车、电动车、插电式混合动力电动车、氢动力车和其他替代燃料车辆(例如，从非石油资源获取的燃料)。如本文提到的，混合动力车是具有两种或更多种能源的车辆，例如同时具有汽油动力和电动力的车辆。
本文使用的术语仅用于描述特定的实施方式，并不旨在限制本发明。如本文使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。应进一步理解的是，当在此说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。如本文使用的，术语“和/或”包含一个或多个所列举的相关项目的任意和所有组合。在整个说明书中，除非明确相反地描述，术语“包括”及其变化形式诸如“包含”或“含有”应理解为意味着包括所述元素但不排除任何其他元素。另外，说明书中描述的术语“单元”、“器”、“装置”和“模块”意味着用于执行至少一种功能和操作的单元，可通过硬件或软件及其组合来实现。
进一步地，本发明的控制逻辑可具体化为在包含由处理器、控制器或类似装置执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非瞬时性计算机可读媒体。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROMs、磁带、软盘、闪存盘、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读介质也可分布在与计算机***连接的网络上，以便以分布式存储和执行计算机可读媒体，例如，通过远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)。
下文中，本发明的示例性实施方式将参照附图进行描述。
图1是根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的透视图，图2是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的乘客座椅空调模块200内部的视图，且图3是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的温度控制门501关闭第一风道401和第二风道403的视图。
图4是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的冷却模式的视图，图5是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的加热模式的视图，且图6是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的温度控制模式的视图。
图7和8是示出在根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的独立空气调节模式下，模式门503的开启值的控制的视图，图9是示出根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的空气导板的视图，且图10是根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备的控制方法的流程图。
根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备可包括：驾驶员座椅空调模块100，配置为具有驾驶员座椅空调管道101，一侧具有驾驶员座椅侧进风口103，另一侧具有驾驶员座椅侧室内出风口105，其中驾驶员座椅侧进风口103依次设置有蒸发器芯301和加热器芯303；乘客座椅空调模块200，配置为具有乘客座椅空调管道201，一侧具有乘客座椅侧进风口203，另一侧具有乘客座椅侧室内出风口205，其中乘客座椅侧进风口203依次设置有蒸发器芯301和加热器芯303；第一风道401，配置为经过蒸发器芯301连通到室内出风口；第二风道403，配置为经过蒸发器芯301和加热器芯303连通到室内出风口；以及温度控制门501，配置为打开或关闭第一风道401和第二风道403。
独立空调设备还包括门控制器，配置为控制温度控制门501，其中门控制器可在接收到独立的空气调节信号时控制关闭乘客座椅侧的第一风道401和第二风道403。
参照图1和2，独立空调设备由隔板分为驾驶员座椅侧和乘客座椅侧。在这种情况下，驾驶员座椅空调模块100主要用于向驾驶员座椅侧提供调节过的空气，乘客座椅空调模块200主要用于向乘客座椅侧提供调节过的空气。除非分别地描述，驾驶员座椅空调模块100和乘客座椅空调模块200相对于隔板彼此对称。因此，图3至8示出的横截面可共同地适用于驾驶员座椅空调模块100或乘客座椅空调模块200。进一步地，本发明示例性实施方式的描述涉及到驾驶员座椅空调模块，其也可适用于乘客座椅空调模块。
关于根据本发明示例性实施方式的独立空调设备的构造，在驾驶员座椅空调模块100的情况下，驾驶员座椅空调管道101的一侧具有驾驶员座椅侧进风口103，用于引进室外的空气，其另一侧具有室内侧出风口，用于向车内提供调节过的空气。驾驶员座椅空调管道101的内部可具有蒸发器芯301和加热器芯303。蒸发器芯301和加热器芯303可各自分别地设置在驾驶员座椅空调模块和乘客座椅空调模块中，也可配置为穿过隔板以共用。
经驾驶员座椅侧进风口103引进的空气所穿过的风道，配置为主要包括第一风道401和第二风道403。第一风道401是通过流经蒸发器芯301而冷却的、具有低绝对湿度的空气，移动到室内出风口所经过的路径。第二风道403是流经蒸发器芯301的、通过流经加热器芯303而加热的、具有低相对湿度的空气，移动到室内出风口所经过的路径。
通过根据本发明示例性实施方式的用于车辆的独立空调设备实现独立的空气调节的方法，使用温度控制门501关闭第一风道401和第二风道403。参照图4至6，温度控制门501关闭第一风道401并打开第二风道403从而在加热模式运行独立空调设备，或者打开第一风道401并关闭第二风道403从而在冷却模式运行独立空调设备。或者，独立空调设备在温度控制模式运行，其部分地打开第一风道401和第二风道403从而混合冷空气和热空气。
然而，根据本发明的示例性实施方式，如图3所示，为实现独立的空气调节，利用安装在乘客座椅空调模块200中的温度控制门501将乘客座椅空调模块200处的第一风道401和第二风道403均关闭，从而实现仅向驾驶员座椅侧提供调节过的空气，而不向乘客座椅侧提供调节过的空气的控制，从而执行独立的空气调节。同样地，如果通过安装在驾驶员座椅空调模块100中的温度控制门501将驾驶员座椅空调模块100处的第一风道401和第二风道403均关闭，调节过的空气可仅提供到乘客座椅侧。
驾驶员座椅侧室内出风口105和乘客座椅侧室内出风口205可配置为包括DEF出风口105a、通风出风口105b以及地板出风口105c。
独立空调设备还包括模式门503，配置为打开和关闭DEF出风口105a，其中门控制器可在接收到独立的空气调节信号和地板模式或混合模式的操作信号时提高模式门503的开启值。
独立空调设备还可包括空气导板600，配置为布置在乘客座椅侧处的DEF出风口105a处，并在DEF出风口105a的风道减小的方向上延伸。
将调节过的空气供应到车内所经过的路径主要分为DEF出风口105a、通风出风口105b以及地板出风口105c三个。DEF出风口105a连通到挡风玻璃的下端侧从而向挡风玻璃提供空气，由此除去窗户上形成的湿气。通风出风口105b典型地布置在车辆内部的前表面处，从而对乘客上半身的室内空间进行空气调节，而地板出风口105c对乘客下半身的室内空间进行空气调节。
空调设备的DEF模式是用于控制通过DEF出风口105a供应的空气的模式，通风模式是用于控制通过通风出风口105b供应的空气的模式，且地板模式是用于控制通过地板出风口105c供应的空气的模式。双水平(bi-level)模式是用于控制从通风出风口105b和地板出风口105c两者供应的空气的模式，混合模式是用于控制从DEF出风口105a和地板出风口105c两者供应的空气的模式。每一种模式的控制通过打开和关闭设置在每个出风口侧的模式门来实现。然而，本发明的示例性实施方式主要描述位于DEF出风口105a处的模式门503。
根据本发明示例性实施方式的独立空调设备，利用乘客座椅侧的温度控制门501基于独立的空气调节模式的操作来关闭第一风道401和第二风道403两者，由此控制为不通过乘客座椅侧室内出风口205供应空气。在这种情况下，当挡风玻璃上产生湿气并且因此需要经DEF出风口105a供应空气时，空气不经乘客座椅侧供应，因此不除去乘客座椅侧挡风玻璃的湿气。因此，根据本发明的示例性实施方式，如图7和8所示，首先提高驾驶员座椅侧的DEF出风口105a的模式门503的开启值以增加空气流量。进一步地，如图9所示，DEF出风口105a打开驾驶员座椅和乘客座椅的隔板，将驾驶员座椅侧的空气传送到乘客座椅侧，并且驾驶员座椅侧的DEF出风口105a设置有空气导板600以使DEF出风口105a相对更狭窄，从而增加DEF出风口105a的压力以将部分空气传送到乘客座椅侧的DEF出风口105a处。通过这种构造，在独立的空气调节模式下，通过保证经过乘客座椅侧的DEF出风口205a的空气供应速率，防止挡风玻璃产生湿气。
独立空调设备的控制方法包括：空气调节信号感测步骤(S101)，感测独立的空气调节操作信号；第一模式确定步骤(S201)，如果确定在空气调节感测步骤(S101)感测到独立的空气调节信号，确定空调设备是否在DEF模式下运行；以及步骤(S203)，如果确定在第一模式确定步骤(S201)中空调设备在DEF模式下运行，解除独立的空气调节操作。以上步骤优选地由车辆控制器来执行。
尽管通过进行独立的空气调节而节约了能量，但是与任何这样的能量节约相比，为驾驶员和其他车辆乘员创建一个安全的驾驶环境更为重要。因此，虽然运行独立的空气调节，当感测到注重除去挡风玻璃湿气的DEF模式运行时，会解除独立的空气调节操作，并且空气经驾驶员座椅侧和乘客座椅侧的DEF出风口105a和205a供应。
该独立空调设备的控制方法还包括：第二模式确定步骤(S301)，如果确定在第一模式确定步骤(S201)中空调设备没有在DEF模式下运行，确定空调设备是否在地板模式或混合模式下运行；以及控制模式门503的模式门控制步骤(S401)，其中如果确定在第二模式确定步骤(S301)中空调设备在地板模式或混合模式下运行，控制模式门503以提高开启值。
为推迟挡风玻璃湿气的产生，在以上描述的空调设备的运行模式中，地板模式控制一些空气供应到DEF出风口105a和205a。在这种情况下，由于独立的空气调节模式的运行，难以经乘客座椅空调管道201将空气供应到乘客座椅侧的DEF出风口205a，因此执行增加驾驶员座椅侧DEF出风口105a的模式门503的开启值以将一些空气供应到乘客座椅侧DEF出风口205a的控制。
通过这种方式，即使进行独立的空气调节，也可以防止乘客座椅侧的挡风玻璃上产生湿气。
如上所述，根据本发明的用于车辆的独立空调设备及其控制方法，可以在不增加成本的情况下实现驾驶员和乘客的独立的空调***，并在进行独立空气调节时延迟乘客座椅侧窗户上发生结露。
虽然已结合特定的示例性实施方式显示和描述了本发明，但对本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可在不脱离权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下进行各种修改和变化。

Claims (7)

1.一种用于车辆的独立空调设备，包括：
驾驶员座椅空调模块，配置为具有驾驶员座椅空调管道，并且一侧具有驾驶员座椅侧进风口，另一侧具有驾驶员座椅侧室内出风口，所述驾驶员座椅侧进风口依次设置有蒸发器芯和加热器芯；
乘客座椅空调模块，配置为具有乘客座椅空调管道，并且一侧具有乘客座椅侧进风口，另一侧具有乘客座椅侧室内出风口，所述乘客座椅侧进风口依次设置有蒸发器芯和加热器芯；
第一风道，配置为经过蒸发器芯连通到室内出风口；
第二风道，配置为经过蒸发器芯和加热器芯连通到室内出风口；以及
温度控制门，配置为打开或关闭所述第一风道和所述第二风道，
其中所述驾驶员座椅侧室内出风口包括驾驶员座椅侧除霜出风口，所述乘客座椅侧室内出风口包括乘客座椅侧除霜出风口，
在驾驶员座椅侧除霜出风口与乘客座椅侧除霜出风口之间的隔板打开，使得驾驶员座侧的空气流向乘客座椅侧，并且
空气导板位于驾驶员座椅侧除霜出风口，并在驾驶员座椅侧除霜出风口的风道减小的方向延伸，以增加从驾驶员座椅侧除霜出风口排出的空气的压力。
2.如权利要求1所述的独立空调设备，其中所述驾驶员座椅侧室内出风口和所述乘客座椅侧室内出风口还包括通风出风口和地板出风口。
3.如权利要求2所述的独立空调设备，还包括：
门控制器，配置为控制温度控制门，
其中所述门控制器在接收到独立的空气调节信号时控制关闭乘客座椅侧的第一风道和第二风道。
4.如权利要求3所述的独立空调设备，还包括：
模式门，配置为打开和关闭所述除霜出风口，
其中所述门控制器在接收到独立的空气调节信号和地板模式或混合模式的操作信号时提高所述模式门的开启值。
5.一种权利要求1所述的用于车辆的独立空调设备的控制方法，所述方法包括以下步骤：
通过控制器进行独立的空气调节操作，仅向车辆的驾驶员座椅侧和乘客座椅侧之一提供调节过的空气；
通过控制器感测独立的空气调节操作信号；
通过控制器，如果确定感测到独立的空气调节信号，确定空调设备是否在除霜模式下运行；以及
通过控制器，如果确定空调设备在除霜模式下运行，解除所述独立的空气调节操作，向车辆的驾驶员座椅侧和乘客座椅侧提供调节过的空气。
6.如权利要求5所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
通过控制器，如果确定空调设备没有在除霜模式下运行，确定空调设备是否在地板模式或混合模式下运行；以及
通过控制器控制模式门，
其中如果确定空调设备在地板模式或混合模式下运行，控制所述模式门以提高开启值。
7.一种含有由处理器执行的程序指令的非瞬时性计算机可读介质，用于控制权利要求1所述的独立空调设备，所述计算机可读介质包括：
执行独立的空气调节操作，仅向车辆的驾驶员座椅侧和乘客座椅侧之一提供调节过的空气的程序指令；
感测独立的空气调节操作信号的程序指令；
如果确定感测到独立的空气调节操作信号，确定空调设备是否在除霜模式下运行的程序指令；以及
如果确定空调设备在除霜模式下运行，解除独立的空气调节操作以向车辆的驾驶员座椅侧和乘客座椅侧提供调节过的空气的程序指令。
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