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CN102307740A - 用于汽车的通风系统，用于调节汽车温度的方法 - Google Patents

用于汽车的通风系统，用于调节汽车温度的方法 Download PDF

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CN102307740A CN2009801560012A CN200980156001A CN102307740A CN 102307740 A CN102307740 A CN 102307740A CN 2009801560012 A CN2009801560012 A CN 2009801560012A CN 200980156001 A CN200980156001 A CN 200980156001A CN 102307740 A CN102307740 A CN 102307740A
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Abstract

本发明涉及一种用于汽车(2)的客舱(12)的通风系统，其带有新鲜空气供给装置(6)、用于加热和/或冷却供给的新鲜空气(8)的热交换器(14)、功率可调且用于在客舱(12)内产生新鲜空气流的风扇(10)、用于确定当前车辆速度(v)的速度传感器(20)和/或压力传感器、温度预设装置(18)以及用于控制和/或调节所述热交换器(14)和风扇(10)的控制和/或调节装置(16)，其中，所述控制和/或调节装置(16)设计用于降低所述风扇(10)的功率并且在车辆速度(v)升高和/或动压头升高时提高和/或降低所述热交换器输出给新鲜空气(8)的热量或从新鲜空气(8)吸收的热量。

Description

用于汽车的通风系统,用于调节汽车温度的方法
技术领域
本发明涉及一种用于汽车客舱的通风系统，其包括多个彼此相互作用的部件，其中具有新鲜空气供给装置、热交换器、风扇以及用于控制或调节该通风系统的可控或可调的组成部分的控制或调节装置。
背景技术
本文开头所述类型的通风系统在现有技术中已知。在现有技术中尤其已知的是，当汽车速度较高，例如高于130km/h时，在用于为客舱供给新鲜空气的新鲜空气供给装置的区域内产生动压头，其导致比低速情况下有更多的空气进入通风系统。这致使更大的空气体积流量进入车辆内室。因此在热运行中，汽车在速度较高时额外地变热，因为有更多的空气流过通风系统的热交换器。在冷运行中，即在打开空调时，更多的冷空气流入内室，这会导致内室明显地并且让人不舒服地变冷。
在现有技术中已知不同的方式来抑制这种效果。首先普遍已知的是，根据速度使风扇功率适配，即在速度较高时降低风扇功率。
此外由现有技术已知，在新鲜空气供给装置中设置机械节流阀，它们在汽车速度较高时缩减新鲜空气供给装置的横截面并且由此保持供给的新鲜空气的体积流量基本恒定。这种系统例如由DE 103 49 429 A1以及DE 44 14036 A1已知，它们示出了这种冲击进气节气门(Stauluftklappe)的不同实施结构。
然而前述系统的缺点是，它们在速度较高并且需要较窄的通风横截面时可能成为引起进气区域内噪声的原因。此外，这种解决方案需要附加的、需要控制的机械元件，这一方面可能成为引起故障的原因而且还提高了制造成本。
此外，由DE 197 56 346 A1已知一种解决方案，它将进气口相对于较高的动压头机械地密封并且同时使从行驶中压力较低的区域内获得供给空气。然而这需要设置多个进气口或一个使设置该装置成为可能的相对较大的进气口。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于，这样改进本文开头所述类型的通风系统，其不必在通风系统中具有其它主动或被动控制空气流的机械元件，并且可以与汽车速度无关地恒定地调节客舱或内室中的温度。
该技术问题按本发明通过一种按独立权利要求1所述的用于客舱的通风系统、一种按并列的独立权利要求6所述的控制或调节装置、一种按并列的独立权利要求7所述的汽车以及通过一种按并列的独立权利要求8所述的用于控制和/或调节通风系统的方法解决。本发明有利的扩展设计是各从属权利要求的主题。
按本发明的用于汽车客舱或乘客舱的通风系统具有新鲜空气供给装置，通过该新鲜空气供给装置将新鲜空气从车辆外部引入通风系统中。由新鲜空气供给装置提供的新鲜空气间接或直接地提供给热交换器，该热交换器用于加热和/或冷却供给的新鲜空气。在没有空调的汽车中热交换器仅可以加热新鲜空气，在有空调的汽车中空气既可以被加热也可以被冷却。
此外设有风扇，它在汽车客舱或乘客舱中产生新鲜空气流，其中，风扇的功率是可调节的，因此风扇能够以更高或更低的功率工作。在常用的通风机中，风扇的转速与供给的功率有关，因此例如可以通过降低电压来调节形成较低的风扇转速，并且由此形成较少的新鲜空气体积流量。
风扇可以布置在新鲜空气供给装置与热交换器之间或热交换器与客舱之间或布置在热交换器的一条支路中。
此外设有用于确定当前车辆速度的速度传感器。速度传感器可以是一个本来就安装在汽车中的速度传感器。作为速度传感器的替代，也可以设置压力传感器，它测定新鲜空气当前的动压头。这种动压头传感器可以优选布置在新鲜空气供给装置的区域内。
此外设有可以调节以达到客舱内的期望温度的温度预设装置。该温度预设装置可以是一个非特定的温度预设装置，如在过去普遍的那样，通过该非特定的温度预设装置仅可以调节加热和/或冷却功率，也可以是一个精确地调节期望的内室温度的特定的温度预设装置。
此外设有用于控制和/或调节汽车内室温度的控制和/或调节装置，它设计用于控制和/或调节热交换器和风扇。在此，该控制和/或调节装置可以设计用于控制所述两个部件、调节所述两个部件或控制其中一个部件而调节另一个部件。该控制和/或调节装置与速度传感器和/或压力传感器这样连接，使得上述传感器的传感器信号可以传输给该控制和/或调节装置。此外，控制和/或调节装置通过温度预设装置得到一个预设的温度。
按照本发明，所述控制和/或调节装置设计用于在车辆速度升高和/或动压头升高时降低风扇的功率，并且(取决于是否安装了空调)提高和/或降低热交换器排放或吸收的热量。
借助本发明可以首先通过降低风扇功率来平衡较高的动压头，从而将恒定体积流量的加热或冷却过的新鲜空气输送给车辆内室。如果风扇功率的减少不足以在速度较高时保持内室温度恒定，则还可以借助本发明这样平衡不可避免地较高的供给新鲜空气的体积流量，即，调节加热功率或冷却功率。
若通风系统处于热运行中，则在车辆速度较高时降低热交换器的加热功率并且对新鲜空气的加热没有在低速情况下那么强烈。以此方式可这样调节热功率，使得车辆在速度较高时不会额外地变热。
在相反的情况下，即在冷运行中，可以这样调节热交换器(例如空调设备的汽化器)的冷却功率，使得新鲜空气在车辆速度较高时不会被如此强烈地冷却而致使内室降温到预设温度以下。
控制和/或调节装置可以是汽车监控电脑的组成部分或者是一个车辆中央控制仪。
借助本发明在没有设置其它机械构件的情况下以简单的方式实现了客舱温度的控制和调节。因此可以省去附加的冲击进气节气阀(Stauluftdrossel)。按本发明的通风系统可以通过以下方式由本来就安装在车辆中的构件构成，即，将速度和/或压力信息传输给匹配的控制和/或调节装置。
按本发明的通风系统尤其可以由此实现，即，通过将用于所需的热交换器加热和/或冷却功率的、与速度有关的校正因数在一个算法中实施而不同于已知控制和/或调节装置地为所述控制和/或调节装置编程。这种校正因数基本上是与车辆有关的并且因此可以在工厂中就进行编程。
借助本发明还可以省去汽车客舱中的温度调节。控制和/或调节装置可以根据现有的值确定加热和/或冷却的需求并且并不受到持续的内室温度反馈信号的指示。
即使在本发明中只描述了一个热交换器，则该热交换器可以具有多个不同的构件，例如与发动机冷却循环相关连的热交换器、加热器和/或空调汽化器。尤其当设有至少两个热交换器，例如一个放热的热交换器和一个吸热的汽化器时，可以实现其它的优点，即借助汽化器可以降低供给的新鲜空气的空气湿度，因此可以防止湿气从内部遮盖汽车玻璃，并且尽管如此还是可以通过放热的热交换器达到让人舒服的空气温度。
按照本发明的第一种扩展设计还有利地设有一个内室温度传感器，以便测定客舱温度。借助内室温度传感器可以进行合理性检测，以确保保持在预设的温度。
按照本发明的一种扩展设计规定，控制和/或调节装置设计用于例如通过应用内室温度传感器来检测当前客舱温度作为初始值。这个初始值可以作为用于根据预设的温度计算需要输入或输出的热量的基础。
本发明的另一种扩展设计规定，通风系统具有与所述控制和/或调节装置相连的外部温度传感器和/或与所述控制和/或调节装置相连的新鲜空气温度传感器和/或计时器。
借助外部温度传感器可以确定外部空气的空气温度并且由此测定需要输送给新鲜空气或从新鲜空气吸走的热功率。目的在于，使输送给内室的新鲜空气大约具有在很大程度上相当于预先选定的内室温度的温度，由此避免有穿堂风的感觉。新鲜空气的温度偏差应该正好使得车辆内室的降温或变热可通过车身来补偿校正。通过新鲜空气温度传感器可以实现同样的效果。
如果设有与控制和/或调节装置连接的计时器，则可以实现更复杂的温度调节程序，例如升起前或后车窗或者在启动车辆或选择另一预设温度等时在特定温度范围内强烈地冷却/加热。
通风系统的一种扩展设计规定，控制和/或调节装置设计用于在车辆速度升高或动压头升高时首先降低风扇的功率，优选直至该风扇完全关闭，然后优选在该风扇关闭后提高和/或降低所述热交换器排放给新鲜空气的热量或从新鲜空气中吸收的热量。通过风扇和热交换器连续的影响，可以更准确地保持预设的温度，因为由此可以避免两个系统误差的叠加。
本发明的另一独立的思想涉及一种用于汽车通风系统的、按权利要求1至5之一所述的控制和/或调节装置。所述控制和/或调节装置用于控制和/或调节热交换器和风扇并且至少与速度传感器和/或用于测定新鲜空气动压头的压力传感器连接。此外，控制和/或调节装置设计用于在车辆速度升高时降低风扇的功率并且升高和/或降低热交换器排放给新鲜空气的热量和/或吸收的热量。
按照一种扩展设计，可以设置多个传感器，例如内室温度传感器、外部温度传感器和/或新鲜空气温度传感器。控制和/或调节装置的另一组成部分可以是计时器。
按照一种扩展设计，控制和/或调节装置设计用于在车辆速度升高时首先连续地降低风扇的功率，然后，优选当风扇完全关闭时或在较低水平运行时，升高和/或降低热交换器排放和/或吸收的热量。由此可以实现可通过前述通风系统实现的优点。
本发明的另一独立的主题涉及一种带有按前述发明所述的通风系统的汽车，它实现了让人特别舒服地调节内室的温度。
本发明的最后一个独立的主题涉及一种用于控制和/或调节汽车通风系统尤其是按前述发明所述的通风系统的方法，其中，测量汽车的动压头和/或车辆速度，并且调节用于在汽车的客舱内产生新鲜空气流的风扇的功率，并且根据预选的温度和动压头和/或车辆速度提高或降低热交换器排放给新鲜空气的热量或吸收的热量。以此方式不必具有降低动压头的附加机械装置也可以在车辆速度较高时实现恒定的内室温度调节。
所述方法具有的特别的优点是它能够以算法的形式实施，例如作为与车辆速度或动压头有关的校正因数。
尤其在根据车辆速度计算校正因数时，可以借助设置在每个车辆中的传感器。
按本发明方法的一种扩展设计规定，测定客舱的内室温度作为初始值。借助这种初始温度可以计算出直至达到预选的内室温度之前需要输送给内室或从内室输出的热量。
本发明的一种扩展设计规定，根据自汽车启动和/或最后测定内室温度开始计算的时间调节风扇的功率并且提高和/或降低热交换器排放给新鲜空气的热量或吸收的热量。由此可以实现提供特别的舒适度的、更加复杂的控制程序。
本发明的另一种扩展设计规定，在车辆速度升高或动压头升高时，首先将风扇的功率调节或减少到最小功率，其中，最小功率可以是空气通流量较低的功率或者可以意味着完全去激活风扇，然后在已将风扇的功率调节到最小后提高或降低热交换器排放给新鲜空气的热量或从新鲜空气吸收的热量。
优选在加热待输送的新鲜空气的热运行中减少热交换器的热量排放，并且在冷运行中减少热量吸收或新鲜空气的冷却。
本发明的其它目的、特征以及有利的应用可能性由以下借助附图对实施例的说明得出。在此，所有描述和/或图示的特征在任意合理组合后均可构成本发明的内容或技术方案，而并不受到各项权利要求及其相互引用关系的限制。
附图说明
借助实施例对本发明进行阐述。在附图中：
图1是带有按本发明的通风系统的汽车；以及
图2是按本发明的用于控制通风系统的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出带有按本发明的通风系统4的汽车2。
通风系统4具有新鲜空气供给装置6，新鲜空气8通过该新鲜空气供给装置到达通风系统4。可调节的风扇10用于在乘客所处的汽车内室12中产生体积流量预先确定的新鲜空气。借助热交换器14按需加热或冷却新鲜空气8，或同时加热和冷却新鲜空气(例如用于干燥新鲜空气8)。接下来将被加热或被冷却的新鲜空气8导入内室12中。
热交换器14具有空调汽化器以及用于将发动机的热量排放给新鲜空气8的热交换器。
控制和/或调节装置16用于控制风扇10和热交换器14。为此，控制和/或调节装置16通过一个通常布置在汽车2的内室12中的温度选择开关18得到预设的温度。
一个例如本身就为汽车2的里程表所需并且例如检测汽车2的车轮角速度的速度传感器20同样与控制和/或调节装置16连接。
控制和/或调节装置16还与外部温度传感器22以及内室温度传感器24连接。
根据由温度选择开关18预先选定的温度、控制和/或调节装置16借助内室温度传感器24测量的内室温度、外部温度以及车辆的速度，控制和/或调节装置16通过一种算法计算风扇10所需的风扇功率并且通过一个与速度有关的校正因数计算需要借助热交换器14排放或吸收的热量。
图2示出了说明按本发明的方法的流程图。
在第一步骤40中启动汽车2。在第二步骤42中检测内室温度。此后在步骤44中借助温度选择开关18确定预设的温度，同样地在步骤46中检测外部温度。借助该步骤46计算出需要输送或输出的热量(步骤48)。
同时并且连续地在步骤50中检测车辆速度v。在步骤52中，借助检测到的速度计算对风扇10以及热交换器14的设定并且相应地调节风扇10以及热交换器14。当速度大于极限速度时，按照步骤56减小风扇的电压。
若速度进一步升高，则继续减小风扇的电压，直至风扇10完全关闭。此后根据一个校正因数减小或增大热交换器14的热量排放或热量吸收。
所述方法连续地或以预先给定的间隔重复进行。
附图标记清单
2汽车
4通风系统
6新鲜空气供给装置
8新鲜空气
10风扇
12内室
14热交换器
16控制和/或调节装置
18温度选择开关
20速度传感器
22外部温度传感器
24内室温度传感器
40至60方法步骤
v速度

Claims (11)

1.一种用于汽车(2)的客舱(12)的通风系统，其带有新鲜空气供给装置(6)、用于加热和/或冷却供给的新鲜空气(8)的热交换器(14)、功率可调且用于在客舱(12)内产生新鲜空气流的风扇(10)、用于确定当前车辆速度(v)的速度传感器(20)和/或用于测定新鲜空气(8)的动压头的压力传感器、用于预先设定客舱(12)中的期望温度的温度预设装置(18)以及用于控制和/或调节所述热交换器(14)和风扇(10)的控制和/或调节装置(16)，其特征在于，所述控制和/或调节装置(16)设计用于降低所述风扇(10)的功率并且在车辆速度(v)升高和/或动压头升高时提高和/或降低所述热交换器排放给新鲜空气(8)的热量或从新鲜空气(8)吸收的热量。
2.按权利要求1所述的通风系统，其特征在于，该通风系统还具有至少一个用于测定客舱温度的内室温度传感器(24)。
3.按权利要求2所述的通风系统，其特征在于，所述控制和/或调节装置(16)设计用于借助所述内室温度传感器(24)来检测客舱温度作为初始值。
4.按权利要求1至3之一所述的通风系统，其特征在于，该通风系统还具有与所述控制和/或调节装置(16)相连的外部温度传感器(22)和/或与所述控制和/或调节装置(16)相连的新鲜空气温度传感器和/或计时器。
5.按权利要求1至4之一所述的通风系统，其特征在于，所述控制和/或调节装置(16)设计用于在车辆速度(v)升高或动压头升高时首先降低所述风扇(10)的功率，优选直至该风扇(10)关闭，然后优选在该风扇(10)关闭后提高和/或降低所述热交换器(14)排放或吸收的热量。
6.一种用于按权利要求1至5之一所述的汽车(2)的通风系统(4)的控制和/或调节装置(16)。
7.一种具有按权利要求1至5之一所述的通风系统(4)的汽车(2)。
8.一种用于控制和/或调节汽车(2)的通风系统(4)尤其是按权利要求1至5之一所述的通风系统(4)的方法，其中，测量所述汽车(2)的动压头和/或车辆速度(v)，并且调节用于在汽车(2)的客舱(12)内产生新鲜空气流的风扇(10)的功率，并且根据预选的温度和动压头和/或车辆速度(v)提高或降低热交换器(14)排放给新鲜空气的热量或从新鲜空气(8)吸收的热量。
9.按权利要求8所述的方法，其特征在于，测定所述客舱(12)的内室温度作为初始值。
10.按权利要求8或9所述的方法，其特征在于，根据自汽车(2)启动和/或最后测定内室温度之后经过的时间调节所述风扇(10)的功率并且提高和/或降低所述热交换器(14)排放给新鲜空气的热量或从新鲜空气(8)吸收的热量。
11.按权利要求8至10之一所述的方法，其特征在于，在车辆速度(v)升高和/或动压头升高时，首先将所述风扇(10)的功率调节到最小功率，优选无功率，然后提高或降低所述热交换器(14)排放给新鲜空气(8)的热量或从新鲜空气(8)吸收的热量。
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