本发明专利技术公开了在车厢中操作的HVAC舒适系统。测量包括车厢温度和座椅占用配置的多个车辆状态参数。该方法检测车辆状态参数是否对应于预定过载状态。当车辆状态参数对应于预定过载状态时，自动地启动相应的强制设定。除非被强制设定阻止，否则响应于车厢温度和其他输入自动地选择多个HVAC模式中的一个，其中HVAC模式包括四肢加热模式和面板循环模式。四肢加热模式包括响应于座椅占用配置自动启动接触点加热表面和其他输出。面板循环模式包括响应于座椅占用配置自动启动一个或多个用于对流冷却的区域并且可以包括启动其他冷却装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总的来说涉及汽车取暖、通风和空调(HVAC)系统，更具体地，本专利技术涉及用于协调多个加热和冷却装置来以优化能量消耗的方式向车辆乘客提供热舒适性的系统和方法。
技术介绍
已经使用強制通风中央HVAC系统在常规汽车中提供了热舒适性。诸如加热座椅、冷却座椅、加热转向盘或隔离气候区的辅助装置可用于增加舒适性。即使在作为标准装备被包括吋，辅助装置的控制也一直没有与主HVAC系统相集成。因此，用户必须手动地管理每个独立的装置来试图平衡由所有一起工作的装置所提供的总体舒适性。除了导致不期望的分心之外，也不可能手动设置所有装置，从而不能获得最 有效的操作。车辆中为获得舒适气候的能量使用正成为重要的问题。作为制造具有较高能效的车辆的結果，HVAC系统可用的总能量已经变得越加受限。在具有内燃机的车辆中，发动机变得更小且具有更高的热效率。在纯电动车辆和混合动カ电动车辆中，需要电驱动加热器来作为热源。当使用电加热时，在较冷的天气下，会严重影响电池寿命和车辆行程。类似地，电动车辆中的AC系统的压缩机负载将消耗车辆能量预算的较大部分，这是因为动カ系统变得更为高效。向车辆乘客提供热舒适性要求制造商设计将关键车辆系统与智能控制相集成的舒适性系统，以利用不同的车辆使用方式。使车辆热负载和HVAC能量使用最小化以及以减少能量使用的方式利用生理感觉对于在满足消费者舒适性预期的同时使燃油经济性最大化是必要的。
技术实现思路
热量可通过传导、对流和辐射这几种机制来传输。通过传导进行工作的热单元包括但不限于加热/冷却座椅、加热/冷却转向盘以及加热/冷却变速杆。这些装置在本文中称为接触点装置，因为它们通过与乘客的直接接触来工作。这些装置对感知的舒适水平具有较大的影响。通过对流进行工作的热单元包括主HVAC空气处理系统，其具有通过ー个或多个热交換器(例如，空调蒸发器和/或加热器芯体)输送空气的鼓风机。福射热单兀可包括诸如IR ニ极管的有源红外加热器或诸如红外反射窗玻璃的无源装置。在热需求最高的情况下(即，乘客所处环境的实际温度最大程度地偏离期望的目标温度)，已经发现将能量的较高相对比例引导到接触点热装置实现了最高能效下(特别是当在较冷的车辆中提供温暖吋)的最大舒适感。在所有条件下主強制通风部件与接触点装置之间的协调在保持乘客舒适感的同时大大減少了能量使用。本专利技术能够使得在确定如何使用加热或冷却的可用能量时考虑各种装置的生理影响(例如，与加热转向盘对于感知变热所具有的生理感觉，冷却转向盘对于感知冷却可以具有较少的生理感觉)。通过包括生理方面，能够折衷某些參数以在最小化能量使用的同时实现舒适感，例如，如果气流同时增大，则有时候也可以接受温度高于目标温度。在本专利技术的ー个方面中，提供了一种用于操作车厢中的HVAC舒适系统的方法。测量包括车厢温度和座椅占用配置的多个车辆状态參数。该方法检测车辆状态參数是否对应于预定过载状态。当车辆状态參数对应于预定过载状态吋，自动启动相应的強制设定。除非被強制设定所阻止，否则响应于车厢温度自动地选择多个HVAC模式中的ー个，其中，HVAC模式包括四肢加热模式和面板循环模式。四肢加热模式包括响应于座椅占用配置自动启动接触点加热表面。四肢加热模式还可以包括对流或辐射加热装置。面板循环模式包括响应于座椅占用配置自动启动用于对流冷却的ー个或多个区域。面板循环模式还可以包括车辆中的接触点冷却表面的启动和/或其他表面的冷却(这将通过这些表面减少乘客辐射加热)。根据本专利技术的另一方面，提供了ー种HVAC舒适系统，用于具有多个座椅的车厢，包括多个传感器，測量包括车厢温度和座椅占用配置的车辆状态參数；多个接触点加热表面，与对应的座椅相关联；空气处理单元，用于将调节空气朝对应于相应座椅的选定区域进行分配，空气处理単元包括鼓风机、热加热単元和热冷却単元；以及控制器，与多个传感 器、多个接触点加热表面和空气处理単元相连接，用于检测车辆状态參数是否对应于预定过载状态，其中，控制器在所述车辆状态參数对应于预定过载状态时自动地启动相应的强制设定；除非被強制设定所阻止，否则控制器响应于车厢温度自动地选择多个HVAC模式中的ー个，HVAC模式包括四肢加热模式和面板循环模式；其中，四肢加热模式包括响应于座椅占用配置自动启动至少ー个接触点加热表面；其中，面板循环模式包括响应于座椅占用配置自动启动ー个或多个用于对流冷却的区域。附图说明图I是本专利技术的系统的ー个实施例的框图。图2是示出本专利技术的ー种方法的一般流程图。图3是示出根据本专利技术所使用的不同HVAC模式的各种热装置的自动启动的曲线。图4是示出一个实施例中的再循环空气的可变性的曲线。具体实施例方式现在參照图1，机动车包括驾驶员座椅10、乘客座椅11和后排座椅12 (后排座椅12可以是长排座椅、凹背单人座椅或第三排座椅)。位于驾驶员座椅10前方的转向盘13包括驾驶员的手所接触的表面(即，接触点表面)上的内部热源。可以使用已知的加热转向盘31的方式，例如基于构建在转向盘中的正温度系数(PTC)材料的电阻加热。座椅10-12中优选包括另外的接触点表面，以将热量传导至乘客或者传导来自乘客的热量。具体地，座椅热单元15-17可利用已知方法(诸如整体电阻加热元件、集成冷却器或热电装置)提供加热和/或冷却。此外，辅助HVAC18可以可选地被用于加热或冷却一个或多个接触点表面。车辆包括強制通风HVAC系统，其具有鼓风机20、诸如蒸发器的冷却热交換器21和诸如加热器芯体的热交換器22。鼓风机21经由具有门24的混合单元23接收空气，门24可控制地定位成选择新鲜空气或室内空气的相对比例。门24的位置已知为再循环位置。该位置由控制器25来确定,控制器25还控制鼓风机电动机26以确定鼓风机速度。热交换器21和22可以类似地由控制器25控制，使得可以通过由鼓风机20驱动空气经过热交换器21和22而使空气被加热或冷却，从而流入管道27以便输送到各个通风调节设备。通风调节设备包括驱动器通风调节设备30和31。可以在控制器25的控制下通过控制阀(即，气流调节器)32来调节流向通风调节设备30和31的气流量。类似地，強制空气可经由阀34被输送到除霜通风调节设备33。前排座椅乘客通风调节设备35和36经由附加管道(未示出)接收强制空气。管道包括附加气流调节器(未示出)，使得强制空气37和38的相应区域可通过控制器25来选择性地控制。在图I中仅示出了ー些典型气候系统的通风调节设备、入口和出口。还可以为后排座椅乘客设置包括区域40的强制空气区域，区域40具有可以安装在地板或天花板中的通风调节设备41和可以安装在控制台43中的通风调节设备42。使用通风调节设备45和46创建第二后排座椅区域44。 控制器25通过采用各种HVAC模式来协调所有热装置的操作，以高效地向乘客提供舒适感。控制器25连接至多个传感器50，其測量多个车辆状态參数，包括车厢温度、车厢湿度、座椅占用配置、室外温度、室外湿度、车厢污染物水平(诸如CO2水平)、太阳位置、太阳强度以及任何其他在确定乘客舒适感时有用的參数。诸如控制面板的人机界面(HMI)51连接于控制器25，以允许乘客指定目标温度设定并生成与HVAC系统相关联的其他命令。在内燃机车辆中，发动机52产生用于操作热单元本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在车厢中操作HVAC舒适系统的方法，包括以下步骤：测量包括车厢温度和座椅占用配置的多个车辆状态参数；检测所述车辆状态参数是否对应于预定过载状态；当所述车辆状态参数对应于所述预定过载状态时，自动地启动相应的强制设定；除非被所述强制设定所阻止，否则响应于所述车厢温度自动地选择多个HVAC模式中的一个，其中，所述HVAC模式包括四肢加热模式和面板循环模式；其中，所述四肢加热模式包括响应于所述座椅占用配置自动启动接触点加热表面；其中，所述面板循环模式包括响应于所述座椅占用配置自动启动一个或多个用于对流冷却的区域。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·B·霍克，乔纳森·A·莱恩，加里·A·戴奇，罗伯特·S·索耶，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：
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