УСТРОЙСТВО И СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ВПУСКА ВОЗДУХА ДЛЯ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА Российский патент 2015 года по МПК B60H1/02 B60S1/54 

Область техники, к которой относится изобретение

Раскрытое изобретение в основном описывает систему регулирования потока входящего воздуха в системе охлаждения и отопления транспортного средства. В частности, представленное изобретение относится к системе и способу эффективного выбора между режимом 100% свежего воздуха и режимом 100% рециркулируемого воздуха для оптимизации характеристик охлаждения и нагревания с сокращением расхода топлива в транспортном средстве с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), увеличением времени выключения двигателя в гибридном транспортном средстве, и сокращением потребления энергии высоковольтной батареи в электромобиле

Уровень техники

Увеличение экономии топлива в транспортных средствах с двигателем внутреннего сгорания долгое время является целью производителей автомобилей. С изобретением гибридных электромобилей появилась новая задача - сокращение периода включения двигателя. В отношении электромобиля целью является сокращение потребления энергии высоковольтной батареи. Перспективным достижением этих задач является сохранение комфорта в салоне.

Комфорт в салоне поддерживается системами охлаждения и отопления. Когда были представлены первые системы охлаждения и отопления, поступающий свежий воздух использовался и для отопления, и для охлаждения. По мере развития этих систем в технологию отопления и охлаждения транспортного средства был введен режим рециркуляции. Соответственно, в настоящее время есть два способа поступления воздуха в систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в системе кондиционирования воздуха транспортного средства: режим подачи свежего воздуха и режим рециркуляции воздуха.

Однако для всех типов транспортных средств есть оптимальное соотношение между этими параметрами. В частности, для транспортного средства с ДВС (включая гибридные электромобили), при улучшении характеристик охлаждения/отопления увеличивается расход топлива. В электромобиле при улучшении характеристик отопления/охлаждения увеличивается расход энергии батареи. В настоящее время выбор режима подачи воздуха часто производят без учета вопроса оптимизации характеристик отопления/охлаждения, экономии топлива и(или) потребления энергии высоковольтной батареи. При недостаточном контроле за воздухом, поступающим в систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, эти характеристики могут быть не оптимизированы. В частности, если режим подачи свежего воздуха выбирается в качестве источника воздуха для системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в жаркую погоду, данный режим увеличит тепловую нагрузку на компрессор. С другой стороны, если режим подачи свежего воздуха выбирается в качестве источника воздуха для системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в холодную погоду, он ухудшит характеристики печки и обогревателя стекла. Однако при выборе режима рециркуляции для обеспечения 100% поступающего воздуха в систему отопления, вентиляции, охлаждения и кондиционирования воздуха при определенных условиях окружающей среды происходит запотевание салона.

Соответственно, существует необходимость усовершенствования техники контроля входящего воздуха для достижения оптимизации характеристик.

Раскрытие изобретения

Представленное изобретение раскрывает способ эффективного выбора впуска воздуха между режимом поступления 100% свежего воздуха и режимом 100% рециркуляции. Изобретение представляет оптимальные характеристики отопления/охлаждения, экономии топлива и/или потребления энергии высоковольтной батареи.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается частичный контроль рециркуляции. Система раскрытого изобретения управляет заслонкой воздухозаборника, которая постепенно принимает любое положение с учетом холодильной/отопительной нагрузки и возможности запотевания салона. По мере увеличения холодильной/отопительной нагрузки заслонка воздухозаборника принимает положение, соответствующее 100% рециркуляционному режиму. По мере увеличения возможности запотевания заслонка воздухозаборника принимает положение, соответствующее режиму подачи 100% свежего воздуха.

За счет селективного выбора положения между 100% рециркуляцией и 100% свежего воздуха оптимизируется экономия топлива и/или потребление энергии высоковольтной батареи без снижения комфорта для пассажира и запотевания внутренних стеклянных поверхностей. В частности, при использовании охлаждения предельно сокращается нагрузка на компрессор, и улучшаются характеристики кондиционирования воздуха из-за сокращения холодильной нагрузки испарителя. Прямым результатом этого усовершенствования является сокращение расхода топлива в транспортном средстве с ДВС, сокращение времени включения двигателя гибридного электромобиля (из-за сокращения потребления энергии высоковольтной батареи) и сокращение потребления энергии высоковольтной батареи в гибридном электромобиле и электромобиле. При использовании нагревания по мере снижения тепловой нагрузки сокращается расход топлива в транспортном средстве с ДВС, сокращается время работы двигателя гибридного электромобиля в гибридном электромобиле и потребление энергии высоковольтной батареи электромобиля.

Кроме сокращения расхода топлива и расхода энергии высоковольтной батареи улучшаются характеристики работы подогрева/разморозки стекла и кондиционера воздуха во всех указанных транспортных средствах.

В определенных условиях окружающей среды при высокой вероятности запотевания необходимо управлять влажностью в салоне при использовании частичного контроля рециркуляции по изобретению. Представленная стратегия контроля использует датчик для мониторинга влажности в салоне. При увеличении влажности в салоне и при достижении определенного уровня возможности запотевания датчик постепенно передвигает заслонку воздухозаборника к режиму подачи свежего воздуха.

Любые недостатки представленного изобретения можно легко исправить. Например, из-за природы воздуха, поступающего в транспортное средство с капота и к заслонке воздухозаборника, может произойти так, что частичное открытие заслонки рециркуляционной заслонки вызовет такие проблемы, как увеличение шума, вибрации и низкочастотной вибрации или избыток наружного воздуха из системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в салон транспортного средства. Однако стратегия контроля потока воздуха по изобретению включает в себя стратегию решения этих пробоем при помощи управления скоростью вентилятора системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и скоростью транспортного средства.

Одним из объектов изобретения является система для экономичного контроля системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для транспортного средства, имеющего салон и наружную обшивку кузова, содержащая:

отверстие для свежего воздуха;

отверстие для рециркулируемого воздуха;

кондиционер для нагревания и охлаждения воздуха, поступающего из отверстия для свежего воздуха, или рециркулируемого воздуха, поступающего из отверстия для рециркулируемого воздуха;

подвижный механизм впуска воздуха, эксплуатационно связанный с по меньшей мере одним из указанных отверстий;

контроллер для управления подвижным механизмом впуска воздуха;

датчик уровня влажности/точки росы, сообщающийся с салоном транспортного средства;

контроллер, к которому подключены указанные датчики и механизм впуска воздуха, причем указанный контроллер содержит программный алгоритм, заставляющий датчик выборочно передвигать указанный механизм до положения, в котором 100% кондиционированного воздуха транспортного средства являются свежим воздухом, и до положения, в котором 100% кондиционированного воздуха транспортного средства являются рециркулированным воздухом, и в любое положение между указанными положениями, в ответ на возможность запотевания, основанную на информации от указанного датчика.

Система также может содержать датчик температуры, и возможность запотевания может быть дополнительно основана на информации от указанного датчика температуры.

Указанный датчик температуры выбирают из группы, состоящей из датчика температуры окружающей среды, сообщающегося с наружной частью транспортного средства, и датчика температуры стекла, связанного с по меньшей мере одним стеклом транспортного средства.

Система также может дополнительно содержать датчик скорости транспортного средства и датчик скорости вентилятора, а контроллер системы может быть запрограммирован на выбор положения подвижного регулятора потока воздуха на основании комбинирования скорости транспортного средства, скорости вентилятора и возможности запотевания.

Система также может дополнительно содержать датчик скорости транспортного средства, а контроллер системы может быть запрограммирован на выбор положения подвижного регулятора потока воздуха на основании скорости транспортного средства и возможности запотевания.

Система также может дополнительно содержать датчик скорости вентилятора, а контроллер системы может быть запрограммирован на выбор положения подвижного регулятора потока воздуха на основании скорости вентилятора и возможности запотевания.

Указанный контроллер может быть запрограммирован на выбор положения подвижного регулятора потока воздуха на основании только возможности запотевания.

Система может содержать по меньшей мере один дополнительный датчик, выбранный из группы, состоящей из датчика температуры в машине, датчика скорости вентилятора, датчика режима подачи воздуха, датчика положения регулятора потока поступающего воздуха, датчика температуры выпускаемого воздуха, датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя, датчика переключателя передач, датчика скорости транспортного средства, датчика положения стеклоочистителя, датчика температуры ветрового стекла, датчика температуры заднего стекла.

Другим объектом изобретения является система для экономичного контроля системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для транспортного средства, имеющего салон и наружную обшивку кузова, содержащая:

отверстие для свежего воздуха;

отверстие для рециркулируемого воздуха;

кондиционер для нагревания и охлаждения воздуха, поступающего из отверстия для свежего воздуха, или рециркулируемого воздуха, поступающего из отверстия для рециркулируемого воздуха;

подвижный механизм впуска воздуха, эксплуатационно связанный с по меньшей мере одним из указанных отверстий;

контроллер для управления подвижным механизмом впуска воздуха;

по меньшей мере один датчик для определения возможности запотевания;

датчик скорости транспортного средства;

датчик скорости вентилятора;

контроллер, к которому подключены указанные датчики и механизм впуска воздуха, причем указанный контроллер содержит программный алгоритм, заставляющий датчик выборочно передвигать указанный механизм до положения, в котором 100% кондиционированного воздуха транспортного средства являются свежим воздухом, и до положения, в котором 100% кондиционированного воздуха транспортного средства являются рециркулированным воздухом, и в любое положение между указанными положениями, в ответ информацию от группы данных, состоящей из данных от комбинации указанного по меньшей мере одного датчика, указанного датчика скорости транспортного средства и указанного датчика скорости вентилятора, информации от указанного по меньшей мере одного датчика и указанного датчика скорости транспортного средства, информации от указанного по меньшей мере одного датчика и указанного датчика скорости вентилятора, информации только от указанного по меньшей мере одного датчика.

Указанный по меньшей мере один датчик, используемый для определения возможности запотевания, может быть выбран из группы, состоящей из датчика уровня влажности/точки росы, сообщающегося с салоном транспортного средства, и датчика температуры, сообщающегося с наружной поверхностью транспортного средства.

Указанный датчик температуры может быть выбран из группы, состоящей из датчика температуры окружающей среды и датчика температуры стекла, связанного с по меньшей мере одним стеклом транспортного средства.

Система также может дополнительно содержать по меньшей мере один датчик, выбранный из группы, состоящей из датчика температуры в транспортном средстве, датчика режима подачи воздуха, датчика положения регулятора потока поступающего воздуха, датчика температуры выпускаемого воздуха, датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя, датчика переключателя передач, датчика положения стеклоочистителя, датчика температуры ветрового стекла, датчика температуры заднего стекла.

Еще одним объектом изобретения является способ экономичного контроля системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха транспортного средства, которая выпускает поток воздуха в пассажирский салон транспортного средства, причем способ включает в себя следующие этапы:

формирование системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, содержащей заслонку рециркуляции и сообщающиеся воздуховоды, которые могут быть передвинуты между положением полностью свежего воздуха и положением полностью рециркулированного воздуха, а также положением частично рециркулированного воздуха, в ответ на сигналы по меньшей мере одного датчика, представляющего собой датчик влажности/уровня росы;

расчет возможности запотевания на основании информации, полученной от датчика влажности/точки росы;

корректировка положения заслонки рециркуляции в ответ на рассчитанную возможность запотевания.

При этом система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха может содержать датчик температуры.

Указанный датчик температуры может быть выбран из группы, состоящей из датчика температуры окружающей среды, сообщающегося с наружной частью транспортного средства, и датчика температуры стекла, связанного с по меньшей мере одним стеклом транспортного средства.

Способ также может включать в себя этап минимизации или предотвращения утечки воздуха из-за положения частичной рециркуляции заслонки рециркуляции.

Способ также может включать в себя этап минимизации или предотвращения шума, вибрации и низкочастотной вибрации из-за положения частичной рециркуляции заслонки рециркуляции.

Способ также может включать в себя этап минимизации или предотвращения утечки воздуха в зависимости от скорости транспортного средства.

Способ также может включать в себя этап минимизации или предотвращения шума, вибрации и низкочастотной вибрации в зависимости от скорости транспортного средства.

Способ также может включать в себя этап подавления контроля частичной рециркуляции при помощи любого условия группы, состоящей из режима разморозки, когда транспортное средство не находится в нейтральном положении или положении стоянки, температуры охлаждающей жидкости двигателя по достижении определенного значения, и выбора водителем транспортного средства любого из режимов обогрева ветрового стекла, обогрева заднего стекла или работы стеклоочистителя, после того, как двигатель работает в течение определенного времени.

Способ также может включать в себя этап запуска системы кондиционирования воздуха в случае высокой степени риска запотевания. Способ также может включать в себя этап формирования справочной таблицы с данными о возможности запотевания. Расчет возможности запотевания может быть осуществлен на основании формулы

.

Прочие преимущества и характеристики изобретения представлены в подробном описании предпочтительного варианта воплощения изобретения в сочетании с приложенными чертежами и формулой изобретения.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания изобретения вариант воплощения изобретения подробно проиллюстрирован в сопровождающих чертежах и описан ниже посредством примеров, в которых:

Фиг.1 представляет собой схематическое изображение системы обработки воздуха системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха по изобретению;

Фиг.2 представляет собой вид сбоку транспортного средства, включая участок панели инструментов и некоторые датчики;

Фиг.3 представляет собой изображение интерьера транспортного средства, демонстрирующее часть панели инструментов;

Фиг.4а-4c представляют собой совмещаемую форму одной блок-схемы, иллюстрирующей частичную блокировку заслонки рециркуляционной заслонки на основании возможности запотевания.

Осуществление изобретения

На следующих фигурах для одинаковых компонентов будут использоваться одинаковые номера позиций. В последующем описании представлены рабочие параметры и компоненты для разных проектных вариантов конструкционного воплощения изобретения. Эти конкретные параметры и компоненты представлены в качестве примеров и не являются ограничивающими.

В целом, контроль температуры и подачи воздуха (и, в меньшей степени, влажность) в транспортном средстве осуществляют при помощи различных регуляторов, воздействующих на температуру и подачу воздуха, поступающего в салон транспортного средства. На Фиг.1 схематически показана система обработки воздуха системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, в общем случае обозначенная позицией 20. Система 20 включает в себя заслонку 22 обогревателя стекла, заслонку 24 пола, заслонку регулировки температуры 26 и наружную заслонку 28 рециркулируемого воздуха. Необходимо понимать, что заслонку 28 используют для регулирования подачи свежего и рециркулируемого воздуха в воздуховод. Может быть использовано любое устройство, регулирующее приток воздуха в дополнение к показанной конфигурации заслонки.

Заслонки 22 и 24 приводятся в действие различными приводами (включая, без ограничения, электромоторы и вакуум-регуляторы) обычным способом, показанным на Фиг.1. Заслонка 28 обычно приводится в действие электрическим сервомотором, таким образом, положение заслонки 28 - бесступенчато-регулируемое. Система 20 также включает в себя мотор 30 с регулируемой скоростью, содержащий колесо 32 воздуходувки.

Система также включает в себя элементы отопления и охлаждения: радиатор отопителя 34, испаритель 36 в обычной системе 37 кондиционирования воздуха транспортного средства, которая содержит все компоненты типичной системы кондиционирования воздуха. Температуру испарителя обычно контролируют стандартным автоматическим механизмом, который позволяет системе снижать влажность проходящего воздуха. Система 37 содержит компрессор, конденсатор, бак хладагента, переключатель циклического изменения давления и расширительное устройство для измерения охлаждающего вещества в испарителе 36. Каждая из вышеуказанных деталей подключена через трубопровод 38. Таким образом, все вышеуказанные детали регулируют температуру, направление притока воздуха и соотношение свежего и рециркулируемого воздуха.

Для автоматизации контроля температуры и притока воздуха в салон условия в салоне и за пределами салона регистрируют с использованием датчиков. Электронный контроллер генерирует сигналы для контроля приводов в соответствии с условиями, определенными датчиками. Эти датчики показаны на Фиг.2, которая представляет собой вид сбоку транспортного средства, в общем случае обозначенного позицией 40, и на Фиг.3, которая иллюстрирует часть интерьера транспортного средства и, в частности, пример панели 41 инструментов. Обычный комплект датчиков системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, предоставляющий сигналы датчика 42 температуры в машине Т (в маш) и относительной влажности 0 В (или точки росы) (который обычно находится на панели инструментов, но может находиться в любом месте внутри транспортного средства; необходимо понимать, что измерение температуры и влажности [или точки росы] может производиться одним датчиком 42 или отдельными датчиками температуры и влажности, как известно из уровня техники), датчика 44 температуры стекла, датчика 46 температуры наружного воздуха (ТНВ или Тнаруж) (который обычно находится в передней части транспортного средства перед вентиляционной решеткой или в другом месте рядом с зеркалом, бампером или крышей транспортного средства), датчика 48 температуры охлаждающей жидкости двигателя (ОЖД) (который обычно находится в отсеке двигателя), датчика 50 солнечного света (который обычно находится на панели инструментов, но может находиться в любом месте внутри транспортного средства). Кроме этого, существует предустановленная величина сигнала и температуры (температура, выбранная потребителем, или Туст, выбираемая пользователем через управляющий интерфейс 52), отражающее предпочитаемую температуру, вручную устанавливаемую пользователем.

Сигналы передаются в электронный контроллер в виде входных сигналов после обработки в контуре кондиционирования. Датчик калибрует входные сигналы и выдает калиброванные выходные сигналы для использования аппаратным датчиком, который, в свою очередь, управляет заслонками 22-28, вентилятором 32 и органом управления, регулирующим температуру и приток воздуха, и, в конечном итоге, предусматривающим более экономичную работу системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Несмотря на то, что показана одна заслонка 28, необходимо понимать, что без отклонения от смысла и объема раскрытого изобретения также может быть использована стратегия нескольких заслонок. Стратегия работы заслонки 28 выборочно, в зависимости от климатических требований по нагрузке, в общем виде описана в следующей таблице:

Таблица 1. Климатические требования по нагрузке Положение заслонки А1 (100 - полная рециркуляция) <80 100 81-151 0-100 >152 100

В приведенной таблице низкие климатические требования по нагрузке соответствуют горячему салону с максимально ярким солнцем в жаркую погоду с полной рециркуляцией, высокие климатические требования по нагрузке соответствуют холодному салону в холодную погоду с полной рециркуляцией, средние климатические требования по нагрузке соответствуют прохладному салону в теплую погоду со свежим воздухом. Положение заслонки является функцией климатического требования по нагрузке, и содержит определимые переменные Т(в маш), Твнеш, Туст и Солнце. Как указано в Таблице 1, «100» означает «положение 100% полной рециркуляции». В верхней части Таблицы 1 приведены рабочие параметры, отражающие то, что происходит в горячем салоне с максимально ярким солнцем в жаркую погоду. На этом этапе необходимо включать 100% полную рециркуляцию воздуха. Ниже по таблице представлены данные о том, как заслонка может быть выборочно передвинута от 100% для полной рециркуляции до 0% для полностью свежего воздуха. Например, положение заслонки может быть установлено от 75% до 50%, затем обратно до 75% и снова обратно до 100%. В общем случае затем средний или комфортный диапазон - менее 100% полной рециркуляции - соответствует теплой погоде и комфортных условиях в салоне. В этом случае поступающий воздух содержит свежий воздух.

При резком снижении температуры в салоне и окружающей атмосфере (нижняя часть таблицы 1) климатические требования по нагрузке увеличиваются, и рециркуляцию воздуха снова повышают до 100%.

Ожидается, что системная программа будет иметь отставание для предотвращения постоянного движения одной или более заслонок при сохранении переходного состояния.

Вышеуказанная температура Туст взята из ввода данных пользователем в автоматический регулятор температуры. Однако когда в транспортном средстве имеется блок ручного контроля, используют другой способ определения климатических требований по нагрузке, представленный в таблице ниже:

Таблица 2. 0% Максимальный холод Максимальное охлаждение 20%     40%     60%     80%     100% Максимальная жара Максимальный обогрев

Со ссылкой на таблицу 2, в ручном регуляторе температуры положение заслонки регулирования температуры (в процентах) показано в диапазоне «Максимальный холод»-«Максимальная жара» и, соответственно, «Максимальное охлаждение» (климатические требования по нагрузке равны 0) и «Максимальный обогрев» (климатические требования по нагрузке равны 255).

Как указано выше, выбор между 100% рециркуляцией и 100% свежего воздуха должен производиться с учетом возможности запотевания салона. Стратегия изобретения обеспечивает блокировку на основании возможности запотевания. Параметры блокировки указаны на блок-схеме Фиг.4а-4c. В данной блок-схеме получены и оценены различные параметры. Например, без ограничения, эти параметры могут включать в себя температуру в автомобиле, уровень влажности или точку росы, солнечный свет, скорость вентилятора, режим подачи воздуха (например, режим подачи с пола или с панели), положение заслонки воздухозаборника, температуру выпускаемого воздуха, температуру охлаждающей жидкости двигателя, выбранную передачу и скорость транспортного средства.

Стратегия настоящего изобретения учитывает определенные зависимые переменные транспортного средства (представлены в графе Уровень запотевания), которые могут быть откалиброваны. Эти зависимые переменные вместе с независимыми переменными (Температура запотевания [°F] [Т(в маш) - ТНВ]) указаны в таблице ниже, представленной только для иллюстрации, без ограничения.

Таблица 3 Дельта температуры запотевания (°F) (Т(в маш) - ТНВ) Уровень запотевания 0 100 20 66 40 47 60 30 80 15

Вместе со значением влажности в салоне, генерированным датчиком влажности, можно провести расчет возможности запотевания. Другой способ определения риска запотевания салона заключается в непосредственном измерении оконного/ветрового стекла и точки росы при помощи известных способов.

Пример возможности запотевания в зависимости от положения заслонки представлен ниже:

Таблица 4 Возможность запотевания Положение заслонки клапана рециркуляции 0-5 100% 6-10 95%

11-79 5% 80-100 0%

Эта таблица представлена только для иллюстрации и предназначена для того, чтобы показать, как могут быть использованы данные для определения положения заслонки рециркуляции на основании возможности запотевания.

Для определения эффективности настоящего изобретения может быть необходимо провести одну или более операций проверки на пригодность. В частности, можно провести проверку утечки воздуха, проверку инфильтрации, проверку шума, вибрации и низкочастотной вибрации, при которых оценивают следующие переменные: скорость транспортного средства (такая, как 0-100 км/ч), скорость вентилятора (такая, как 1-7 бар), режим вентиляции (такой, как панель или пол), положение рециркуляционной заслонки (25%, 50%, 75% и 100%, где 100% - это положение полной рециркуляции) и положение заслонки перемешивания (0%, 25%, 50%, 75% и 100%, где 100% - это максимальный обогрев).

Также может быть необходимо провести проверку на запотевание для оценки возможности запотевания с оценкой таких переменных, как температура внешней среды Твнеш (такая, как 0-100°F), предустановленная температура Туст (такая, как 72°F), режим вентиляции (такие, как пол или авто), положение вентилятора (такое, как авто), доля рециркуляции (такие, как свежий воздух, 1/4 свежего воздуха, 1/2 свежего воздуха и 3/4 свежего воздуха), количество пара, образованного парогенератором, а также, находится ли кондиционер в положении авто или выключен.

Выше представлены лишь некоторые тесты, которые могут быть проведены. Представленные операции проверки на пригодность являются примерными и неограничивающими.

Использование настоящего изобретения в системе климат-контроля приводит к оптимальным характеристикам обогрева/охлаждения, экономии топлива и/или потребления энергии высоковольтной батареи. Возможность обеспечения системы, которая может выбрать любую точку между полностью рециркулирующим воздухом и полностью свежим воздухом на основании эксплуатационной эффективности, ранее не рассматривалась.

Новые программы транспортных средств и требования синхронизированного инжиниринга сокращают время на развитие новых систем климат-контроля. Структура и гибкость настоящего изобретения дают возможность разработать набор базовых правил, даже если характеристики системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха еще окончательно не сформированы.

Самый оптимальный режим воплощения изобретения был описан подробно выше, однако, специалисты в данной области техники могут определить различные варианты проекта и варианты воплощения изобретения, представленного в последующей формуле изобретения.

Изобретение относится к устройствам регулирования потока воздуха в системе охлаждения и отопления транспортного средства. Система и способ включают в себя стратегию контроля частичной рециркуляции, при которой заслонку впуска воздуха плавно передвигают в любое положение с учетом холодильной/тепловой нагрузки и возможности запотевания салона. По увеличении холодильной/тепловой нагрузки заслонку забора воздуха передвигают к режиму 100% рециркуляции. При возникновении возможности запотевания заслонку забора воздуха передвигают к режиму 100% свежего воздуха. Селективный выбор положения между 100% рециркуляции и 100% свежего воздуха способствует достижению оптимальной экономии топлива и(или) потребления энергии высоковольтной батареи, не снижая комфорта пассажира и не вызывая запотевание внутренней поверхности стекла. При охлаждении сокращается нагрузка на компрессор и улучшаются характеристики кондиционирования воздуха из-за сокращения холодильной нагрузки испарителя. Достигается сокращение расхода топлива в транспортном средстве с ДВС, сокращение времени включения двигателя гибридного электромобиля и сокращение потребления энергии высоковольтной батареи в гибридном электромобиле и электромобиле. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 6 ил., 4 табл.

1. Система для экономичного контроля системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для транспортного средства, имеющего салон и наружную обшивку кузова, содержащая:
отверстие для свежего воздуха;
отверстие для рециркулируемого воздуха;
кондиционер для нагревания и охлаждения воздуха, поступающего из отверстия для свежего воздуха, или рециркулируемого воздуха, поступающего из отверстия для рециркулируемого воздуха;
подвижный механизм впуска воздуха, эксплуатационно связанный с по меньшей мере одним из указанных отверстий;
контроллер для управления подвижным механизмом впуска воздуха;
датчик уровня влажности/точки росы, сообщающийся с салоном транспортного средства;
контроллер, к которому подключены указанные датчики и механизм впуска воздуха, причем указанный контроллер содержит программный алгоритм, заставляющий датчик выборочно передвигать указанный механизм до положения, в котором 100% кондиционированного воздуха транспортного средства являются свежим воздухом, и до положения, в котором 100% кондиционированного воздуха транспортного средства являются рециркулированным воздухом, и в любое положение между указанными положениями, в ответ на возможность запотевания, основанную на информации от указанного датчика.

2. Система по п.1, дополнительно содержащая датчик температуры, в которой возможность запотевания дополнительно основана на информации от указанного датчика температуры.

3. Система по п.2, в которой указанный датчик температуры выбирают из группы, состоящей из датчика температуры окружающей среды, сообщающегося с наружной частью транспортного средства, и датчика температуры стекла, связанного с по меньшей мере одним стеклом транспортного средства.

4. Система по п.1, дополнительно содержащая датчик скорости транспортного средства и датчик скорости вентилятора, и в которой контроллер запрограммирован на выбор положения подвижного регулятора потока воздуха на основании комбинирования скорости транспортного средства, скорости вентилятора и возможности запотевания.

5. Система по п.1, дополнительно содержащая датчик скорости транспортного средства, в которой контроллер запрограммирован на выбор положения подвижного регулятора потока воздуха на основании скорости транспортного средства и возможности запотевания.

6. Система по п.1, дополнительно содержащая датчик скорости вентилятора, в которой контроллер запрограммирован на выбор положения подвижного регулятора потока воздуха на основании скорости вентилятора и возможности запотевания.

7. Система по п.1, в которой указанный контроллер запрограммирован на выбор положения подвижного регулятора потока воздуха на основании только возможности запотевания.

8. Система по п.1, содержащая по меньшей мере один дополнительный датчик, выбранный из группы, состоящей из датчика температуры в машине, датчика скорости вентилятора, датчика режима подачи воздуха, датчика положения регулятора потока поступающего воздуха, датчика температуры выпускаемого воздуха, датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя, датчика переключателя передач, датчика скорости транспортного средства, датчика положения стеклоочистителя, датчика температуры ветрового стекла, датчика температуры заднего стекла.

9. Система для экономичного контроля системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для транспортного средства, имеющего салон и наружную обшивку кузова, содержащая:
отверстие для свежего воздуха;
отверстие для рециркулируемого воздуха;
кондиционер для нагревания и охлаждения воздуха, поступающего из отверстия для свежего воздуха, или рециркулируемого воздуха, поступающего из отверстия для рециркулируемого воздуха;
подвижный механизм впуска воздуха, эксплуатационно связанный с по меньшей мере одним из указанных отверстий;
контроллер для управления подвижным механизмом впуска воздуха;
по меньшей мере один датчик для определения возможности запотевания;
датчик скорости транспортного средства;
датчик скорости вентилятора;
контроллер, к которому подключены указанные датчики и механизм впуска воздуха, причем указанный контроллер содержит программный алгоритм, заставляющий датчик выборочно передвигать указанный механизм до положения, в котором 100% кондиционированного воздуха транспортного средства являются свежим воздухом, и до положения, в котором 100% кондиционированного воздуха транспортного средства являются рециркулированным воздухом, и в любое положение между указанными положениями, в ответ информацию от группы данных, состоящей из данных от комбинации указанного по меньшей мере одного датчика, указанного датчика скорости транспортного средства и указанного датчика скорости вентилятора, информации от указанного по меньшей мере одного датчика и указанного датчика скорости транспортного средства, информации от указанного по меньшей мере одного датчика и указанного датчика скорости вентилятора, информации только от указанного по меньшей мере одного датчика.

10. Система по п.9, в которой указанный по меньшей мере один датчик, используемый для определения возможности запотевания, выбран из группы, состоящей из датчика уровня влажности/точки росы, сообщающегося с салоном транспортного средства, и датчика температуры, сообщающегося с наружной поверхностью транспортного средства.

11. Система по п.10, в которой указанный датчик температуры выбран из группы, состоящей из датчика температуры окружающей среды и датчика температуры стекла, связанного с по меньшей мере одним стеклом транспортного средства.

12. Система по п.10, содержащая по меньшей мере один дополнительный датчик, выбранный из группы, состоящей из датчика температуры в транспортном средстве, датчика режима подачи воздуха, датчика положения регулятора потока поступающего воздуха, датчика температуры выпускаемого воздуха, датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя, датчика переключателя передач, датчика положения стеклоочистителя, датчика температуры ветрового стекла, датчика температуры заднего стекла.

13. Способ экономичного контроля системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха транспортного средства, которая выпускает поток воздуха в пассажирский салон транспортного средства, причем способ включает в себя следующие этапы:
формирование системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, содержащей заслонку рециркуляции и сообщающиеся воздуховоды, которые могут быть передвинуты между положением полностью свежего воздуха и положением полностью рециркулированного воздуха, а также положением частично рециркулированного воздуха, в ответ на сигналы по меньшей мере одного датчика, представляющего собой датчик влажности/уровня росы;
расчет возможности запотевания на основании информации, полученной от датчика влажности/точки росы;
корректировка положения заслонки рециркуляции в ответ на рассчитанную возможность запотевания.

14. Способ по п.13, в котором система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха содержит датчик температуры.

15. Способ по п.14, в котором указанный датчик температуры выбран из группы, состоящей из датчика температуры окружающей среды, сообщающегося с наружной частью транспортного средства, и датчика температуры стекла, связанного с по меньшей мере одним стеклом транспортного средства.

16. Способ по п.13, включающий в себя этап минимизации или предотвращения утечки воздуха из-за положения частичной рециркуляции заслонки рециркуляции.

17. Способ по п.13, включающий в себя этап минимизации или предотвращения шума, вибрации и низкочастотной вибрации из-за положения частичной рециркуляции заслонки рециркуляции.

18. Способ по п.13, включающий в себя этап минимизации или предотвращения утечки воздуха в зависимости от скорости транспортного средства.

19. Способ по п.13, включающий в себя этап минимизации или предотвращения шума, вибрации и низкочастотной вибрации в зависимости от скорости транспортного средства.

20. Способ по п.13, включающий в себя этап подавления контроля частичной рециркуляции при помощи любого условия группы, состоящей из режима разморозки, когда транспортное средство не находится в нейтральном положении или положении стоянки, температуры охлаждающей жидкости двигателя по достижении определенного значения, и выбора водителем транспортного средства любого из режимов обогрева ветрового стекла, обогрева заднего стекла или работы стеклоочистителя, после того, как двигатель работает в течение определенного времени.

21. Способ по п.13, включающий в себя этап запуска системы кондиционирования воздуха в случае высокой степени риска запотевания.

22. Способ по п.13, включающий в себя этап формирования справочной таблицы с данными о возможности запотевания.

23. Способ по п.22, в котором расчет возможности запотевания осуществляют на основании формулы
.