專利名稱：用于汽車的通風系統，用于調節汽車溫度的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于汽車客艙的通風系統，其包括多個彼此相互作用的部件，其中具有新鮮空氣供給裝置、熱交換器、風扇以及用于控制或調節該通風系統的可控或可調的組成部分的控制或調節裝置。
背景技術：
本文開頭所述類型的通風系統在現有技術中已知。在現有技術中尤其已知的是， 當汽車速度較高，例如高于130km/h時，在用于為客艙供給新鮮空氣的新鮮空氣供給裝置的區域內產生動壓頭，其導致比低速情況下有更多的空氣進入通風系統。這致使更大的空氣體積流量進入車輛內室。因此在熱運行中，汽車在速度較高時額外地變熱，因為有更多的空氣流過通風系統的熱交換器。在冷運行中，即在打開空調時，更多的冷空氣流入內室，這會導致內室明顯地并且讓人不舒服地變冷。在現有技術中已知不同的方式來抑制這種效果。首先普遍已知的是，根據速度使風扇功率適配，即在速度較高時降低風扇功率。此外由現有技術已知，在新鮮空氣供給裝置中設置機械節流閥，它們在汽車速度較高時縮減新鮮空氣供給裝置的橫截面并且由此保持供給的新鮮空氣的體積流量基本恒定。這種系統例如由DE 103 49 429 Al以及DE 44 14036 Al已知，它們示出了這種沖擊進氣節氣門(Mauluftklappe)的不同實施結構。然而前述系統的缺點是，它們在速度較高并且需要較窄的通風橫截面時可能成為引起進氣區域內噪聲的原因。此外，這種解決方案需要附加的、需要控制的機械元件，這一方面可能成為引起故障的原因而且還提高了制造成本。此外，由DE 197 56 346 Al已知一種解決方案，它將進氣口相對于較高的動壓頭機械地密封并且同時使從行駛中壓力較低的區域內獲得供給空氣。然而這需要設置多個進氣口或一個使設置該裝置成為可能的相對較大的進氣口。
發明內容
因此，本發明所要解決的技術問題在于，這樣改進本文開頭所述類型的通風系統， 其不必在通風系統中具有其它主動或被動控制空氣流的機械元件，并且可以與汽車速度無關地恒定地調節客艙或內室中的溫度。該技術問題按本發明通過一種按獨立權利要求1所述的用于客艙的通風系統、一種按并列的獨立權利要求6所述的控制或調節裝置、一種按并列的獨立權利要求7所述的汽車以及通過一種按并列的獨立權利要求8所述的用于控制和/或調節通風系統的方法解決。本發明有利的擴展設計是各從屬權利要求的主題。按本發明的用于汽車客艙或乘客艙的通風系統具有新鮮空氣供給裝置，通過該新鮮空氣供給裝置將新鮮空氣從車輛外部引入通風系統中。由新鮮空氣供給裝置提供的新鮮空氣間接或直接地提供給熱交換器，該熱交換器用于加熱和/或冷卻供給的新鮮空氣。在沒有空調的汽車中熱交換器僅可以加熱新鮮空氣，在有空調的汽車中空氣既可以被加熱也可以被冷卻。此外設有風扇，它在汽車客艙或乘客艙中產生新鮮空氣流，其中，風扇的功率是可調節的，因此風扇能夠以更高或更低的功率工作。在常用的通風機中，風扇的轉速與供給的功率有關，因此例如可以通過降低電壓來調節形成較低的風扇轉速，并且由此形成較少的新鮮空氣體積流量。風扇可以布置在新鮮空氣供給裝置與熱交換器之間或熱交換器與客艙之間或布置在熱交換器的一條支路中。此外設有用于確定當前車輛速度的速度傳感器。速度傳感器可以是一個本來就安裝在汽車中的速度傳感器。作為速度傳感器的替代，也可以設置壓力傳感器，它測定新鮮空氣當前的動壓頭。這種動壓頭傳感器可以優選布置在新鮮空氣供給裝置的區域內。此外設有可以調節以達到客艙內的期望溫度的溫度預設裝置。該溫度預設裝置可以是一個非特定的溫度預設裝置，如在過去普遍的那樣，通過該非特定的溫度預設裝置僅可以調節加熱和/或冷卻功率，也可以是一個精確地調節期望的內室溫度的特定的溫度預設裝置。此外設有用于控制和/或調節汽車內室溫度的控制和/或調節裝置，它設計用于控制和/或調節熱交換器和風扇。在此，該控制和/或調節裝置可以設計用于控制所述兩個部件、調節所述兩個部件或控制其中一個部件而調節另一個部件。該控制和/或調節裝置與速度傳感器和/或壓力傳感器這樣連接，使得上述傳感器的傳感器信號可以傳輸給該控制和/或調節裝置。此外，控制和/或調節裝置通過溫度預設裝置得到一個預設的溫度。按照本發明，所述控制和/或調節裝置設計用于在車輛速度升高和/或動壓頭升高時降低風扇的功率，并且(取決于是否安裝了空調)提高和/或降低熱交換器排放或吸收的熱量。借助本發明可以首先通過降低風扇功率來平衡較高的動壓頭，從而將恒定體積流量的加熱或冷卻過的新鮮空氣輸送給車輛內室。如果風扇功率的減少不足以在速度較高時保持內室溫度恒定，則還可以借助本發明這樣平衡不可避免地較高的供給新鮮空氣的體積流量，即，調節加熱功率或冷卻功率。若通風系統處于熱運行中，則在車輛速度較高時降低熱交換器的加熱功率并且對新鮮空氣的加熱沒有在低速情況下那么強烈。以此方式可這樣調節熱功率，使得車輛在速度較高時不會額外地變熱。在相反的情況下，即在冷運行中，可以這樣調節熱交換器(例如空調設備的汽化器)的冷卻功率，使得新鮮空氣在車輛速度較高時不會被如此強烈地冷卻而致使內室降溫到預設溫度以下。控制和/或調節裝置可以是汽車監控電腦的組成部分或者是一個車輛中央控制儀。借助本發明在沒有設置其它機械構件的情況下以簡單的方式實現了客艙溫度的控制和調節。因此可以省去附加的沖擊進氣節氣閥(Stauluftdrossel)。按本發明的通風系統可以通過以下方式由本來就安裝在車輛中的構件構成，即，將速度和/或壓力信息傳輸給匹配的控制和/或調節裝置。
按本發明的通風系統尤其可以由此實現，即，通過將用于所需的熱交換器加熱和/ 或冷卻功率的、與速度有關的校正因數在一個算法中實施而不同于已知控制和/或調節裝置地為所述控制和/或調節裝置編程。這種校正因數基本上是與車輛有關的并且因此可以在工廠中就進行編程。借助本發明還可以省去汽車客艙中的溫度調節。控制和/或調節裝置可以根據現有的值確定加熱和/或冷卻的需求并且并不受到持續的內室溫度反饋信號的指示。即使在本發明中只描述了一個熱交換器，則該熱交換器可以具有多個不同的構件，例如與發動機冷卻循環相關連的熱交換器、加熱器和/或空調汽化器。尤其當設有至少兩個熱交換器，例如一個放熱的熱交換器和一個吸熱的汽化器時，可以實現其它的優點， 即借助汽化器可以降低供給的新鮮空氣的空氣濕度，因此可以防止濕氣從內部遮蓋汽車玻璃，并且盡管如此還是可以通過放熱的熱交換器達到讓人舒服的空氣溫度。按照本發明的第一種擴展設計還有利地設有一個內室溫度傳感器，以便測定客艙溫度。借助內室溫度傳感器可以進行合理性檢測，以確保保持在預設的溫度。按照本發明的一種擴展設計規定，控制和/或調節裝置設計用于例如通過應用內室溫度傳感器來檢測當前客艙溫度作為初始值。這個初始值可以作為用于根據預設的溫度計算需要輸入或輸出的熱量的基礎。本發明的另一種擴展設計規定，通風系統具有與所述控制和/或調節裝置相連的外部溫度傳感器和/或與所述控制和/或調節裝置相連的新鮮空氣溫度傳感器和/或計時
ο借助外部溫度傳感器可以確定外部空氣的空氣溫度并且由此測定需要輸送給新鮮空氣或從新鮮空氣吸走的熱功率。目的在于，使輸送給內室的新鮮空氣大約具有在很大程度上相當于預先選定的內室溫度的溫度，由此避免有穿堂風的感覺。新鮮空氣的溫度偏差應該正好使得車輛內室的降溫或變熱可通過車身來補償校正。通過新鮮空氣溫度傳感器可以實現同樣的效果。如果設有與控制和/或調節裝置連接的計時器，則可以實現更復雜的溫度調節程序，例如升起前或后車窗或者在啟動車輛或選擇另一預設溫度等時在特定溫度范圍內強烈地冷卻/加熱。通風系統的一種擴展設計規定，控制和/或調節裝置設計用于在車輛速度升高或動壓頭升高時首先降低風扇的功率，優選直至該風扇完全關閉，然后優選在該風扇關閉后提高和/或降低所述熱交換器排放給新鮮空氣的熱量或從新鮮空氣中吸收的熱量。通過風扇和熱交換器連續的影響，可以更準確地保持預設的溫度，因為由此可以避免兩個系統誤
差的疊加。本發明的另一獨立的思想涉及一種用于汽車通風系統的、按權利要求1至5之一所述的控制和/或調節裝置。所述控制和/或調節裝置用于控制和/或調節熱交換器和風扇并且至少與速度傳感器和/或用于測定新鮮空氣動壓頭的壓力傳感器連接。此外，控制和/或調節裝置設計用于在車輛速度升高時降低風扇的功率并且升高和/或降低熱交換器排放給新鮮空氣的熱量和/或吸收的熱量。按照一種擴展設計，可以設置多個傳感器，例如內室溫度傳感器、外部溫度傳感器和/或新鮮空氣溫度傳感器。控制和/或調節裝置的另一組成部分可以是計時器。
按照一種擴展設計，控制和/或調節裝置設計用于在車輛速度升高時首先連續地降低風扇的功率，然后，優選當風扇完全關閉時或在較低水平運行時，升高和/或降低熱交換器排放和/或吸收的熱量。由此可以實現可通過前述通風系統實現的優點。本發明的另一獨立的主題涉及一種帶有按前述發明所述的通風系統的汽車，它實現了讓人特別舒服地調節內室的溫度。本發明的最后一個獨立的主題涉及一種用于控制和/或調節汽車通風系統尤其是按前述發明所述的通風系統的方法，其中，測量汽車的動壓頭和/或車輛速度，并且調節用于在汽車的客艙內產生新鮮空氣流的風扇的功率，并且根據預選的溫度和動壓頭和/或車輛速度提高或降低熱交換器排放給新鮮空氣的熱量或吸收的熱量。以此方式不必具有降低動壓頭的附加機械裝置也可以在車輛速度較高時實現恒定的內室溫度調節。所述方法具有的特別的優點是它能夠以算法的形式實施，例如作為與車輛速度或動壓頭有關的校正因數。尤其在根據車輛速度計算校正因數時，可以借助設置在每個車輛中的傳感器。按本發明方法的一種擴展設計規定，測定客艙的內室溫度作為初始值。借助這種初始溫度可以計算出直至達到預選的內室溫度之前需要輸送給內室或從內室輸出的熱量。本發明的一種擴展設計規定，根據自汽車啟動和/或最后測定內室溫度開始計算的時間調節風扇的功率并且提高和/或降低熱交換器排放給新鮮空氣的熱量或吸收的熱量。由此可以實現提供特別的舒適度的、更加復雜的控制程序。本發明的另一種擴展設計規定，在車輛速度升高或動壓頭升高時，首先將風扇的功率調節或減少到最小功率，其中，最小功率可以是空氣通流量較低的功率或者可以意味著完全去激活風扇，然后在已將風扇的功率調節到最小后提高或降低熱交換器排放給新鮮空氣的熱量或從新鮮空氣吸收的熱量。優選在加熱待輸送的新鮮空氣的熱運行中減少熱交換器的熱量排放，并且在冷運行中減少熱量吸收或新鮮空氣的冷卻。本發明的其它目的、特征以及有利的應用可能性由以下借助附圖對實施例的說明得出。在此，所有描述和/或圖示的特征在任意合理組合后均可構成本發明的內容或技術方案，而并不受到各項權利要求及其相互引用關系的限制。
借助實施例對本發明進行闡述。在附圖中圖1是帶有按本發明的通風系統的汽車；以及圖2是按本發明的用于控制通風系統的方法的流程圖。
具體實施例方式圖1示出帶有按本發明的通風系統4的汽車2。通風系統4具有新鮮空氣供給裝置6，新鮮空氣8通過該新鮮空氣供給裝置到達通風系統4。可調節的風扇10用于在乘客所處的汽車內室12中產生體積流量預先確定的新鮮空氣。借助熱交換器14按需加熱或冷卻新鮮空氣8，或同時加熱和冷卻新鮮空氣(例如用于干燥新鮮空氣8)。接下來將被加熱或被冷卻的新鮮空氣8導入內室12中。
熱交換器14具有空調汽化器以及用于將發動機的熱量排放給新鮮空氣8的熱交換器。控制和/或調節裝置16用于控制風扇10和熱交換器14。為此，控制和/或調節裝置16通過一個通常布置在汽車2的內室12中的溫度選擇開關18得到預設的溫度。一個例如本身就為汽車2的里程表所需并且例如檢測汽車2的車輪角速度的速度傳感器20同樣與控制和/或調節裝置16連接。控制和/或調節裝置16還與外部溫度傳感器22以及內室溫度傳感器M連接。根據由溫度選擇開關18預先選定的溫度、控制和/或調節裝置16借助內室溫度傳感器M測量的內室溫度、外部溫度以及車輛的速度，控制和/或調節裝置16通過一種算法計算風扇10所需的風扇功率并且通過一個與速度有關的校正因數計算需要借助熱交換器14排放或吸收的熱量。圖2示出了說明按本發明的方法的流程圖。在第一步驟40中啟動汽車2。在第二步驟42中檢測內室溫度。此后在步驟44中借助溫度選擇開關18確定預設的溫度，同樣地在步驟46中檢測外部溫度。借助該步驟46 計算出需要輸送或輸出的熱量(步驟48)。同時并且連續地在步驟50中檢測車輛速度V。在步驟52中，借助檢測到的速度計算對風扇10以及熱交換器14的設定并且相應地調節風扇10以及熱交換器14。當速度大于極限速度時，按照步驟56減小風扇的電壓。若速度進一步升高，則繼續減小風扇的電壓，直至風扇10完全關閉。此后根據一個校正因數減小或增大熱交換器14的熱量排放或熱量吸收。所述方法連續地或以預先給定的間隔重復進行。
附圖標記清單
2汽車
4通風系統
6新鮮空氣供給裝置
8新鮮空氣
10風扇
12內室
14熱交換器
16控制和/或調節裝置
18溫度選擇開關
20速度傳感器
22外部溫度傳感器
24內室溫度傳感器
40至60方法步驟
ν速度
權利要求
1.一種用于汽車O)的客艙(12)的通風系統，其帶有新鮮空氣供給裝置(6)、用于加熱和/或冷卻供給的新鮮空氣(8)的熱交換器(14)、功率可調且用于在客艙(12)內產生新鮮空氣流的風扇(10)、用于確定當前車輛速度(ν)的速度傳感器00)和/或用于測定新鮮空氣(8)的動壓頭的壓力傳感器、用于預先設定客艙(1 中的期望溫度的溫度預設裝置(18)以及用于控制和/或調節所述熱交換器(14)和風扇(10)的控制和/或調節裝置 (16)，其特征在于，所述控制和/或調節裝置(16)設計用于降低所述風扇(10)的功率并且在車輛速度(ν)升高和/或動壓頭升高時提高和/或降低所述熱交換器排放給新鮮空氣 (8)的熱量或從新鮮空氣(8)吸收的熱量。
2.按權利要求1所述的通風系統，其特征在于，該通風系統還具有至少一個用于測定客艙溫度的內室溫度傳感器04)。
3.按權利要求2所述的通風系統，其特征在于，所述控制和/或調節裝置(16)設計用于借助所述內室溫度傳感器04)來檢測客艙溫度作為初始值。
4.按權利要求1至3之一所述的通風系統，其特征在于，該通風系統還具有與所述控制和/或調節裝置(16)相連的外部溫度傳感器0 和/或與所述控制和/或調節裝置(16) 相連的新鮮空氣溫度傳感器和/或計時器。
5.按權利要求1至4之一所述的通風系統，其特征在于，所述控制和/或調節裝置(16) 設計用于在車輛速度(ν)升高或動壓頭升高時首先降低所述風扇(10)的功率，優選直至該風扇(10)關閉，然后優選在該風扇(10)關閉后提高和/或降低所述熱交換器(14)排放或吸收的熱量。
6.一種用于按權利要求1至5之一所述的汽車(2)的通風系統(4)的控制和/或調節裝置(16)。
7.一種具有按權利要求1至5之一所述的通風系統的汽車(2)。
8.一種用于控制和/或調節汽車(2)的通風系統⑷尤其是按權利要求1至5之一所述的通風系統(4)的方法，其中，測量所述汽車( 的動壓頭和/或車輛速度(ν)，并且調節用于在汽車⑵的客艙(12)內產生新鮮空氣流的風扇(10)的功率，并且根據預選的溫度和動壓頭和/或車輛速度(ν)提高或降低熱交換器(14)排放給新鮮空氣的熱量或從新鮮空氣(8)吸收的熱量。
9.按權利要求8所述的方法，其特征在于，測定所述客艙(1 的內室溫度作為初始值。
10.按權利要求8或9所述的方法，其特征在于，根據自汽車( 啟動和/或最后測定內室溫度之后經過的時間調節所述風扇(10)的功率并且提高和/或降低所述熱交換器(14) 排放給新鮮空氣的熱量或從新鮮空氣(8)吸收的熱量。
11.按權利要求8至10之一所述的方法，其特征在于，在車輛速度(ν)升高和/或動壓頭升高時，首先將所述風扇(10)的功率調節到最小功率，優選無功率，然后提高或降低所述熱交換器(14)排放給新鮮空氣(8)的熱量或從新鮮空氣(8)吸收的熱量。
全文摘要
本發明涉及一種用于汽車(2)的客艙(12)的通風系統，其帶有新鮮空氣供給裝置(6)、用于加熱和/或冷卻供給的新鮮空氣(8)的熱交換器(14)、功率可調且用于在客艙(12)內產生新鮮空氣流的風扇(10)、用于確定當前車輛速度(v)的速度傳感器(20)和/或壓力傳感器、溫度預設裝置(18)以及用于控制和/或調節所述熱交換器(14)和風扇(10)的控制和/或調節裝置(16)，其中，所述控制和/或調節裝置(16)設計用于降低所述風扇(10)的功率并且在車輛速度(v)升高和/或動壓頭升高時提高和/或降低所述熱交換器輸出給新鮮空氣(8)的熱量或從新鮮空氣(8)吸收的熱量。
文檔編號B60H1/00GK102307740SQ200980156001
公開日2012年1月4日 申請日期2009年11月30日 優先權日2008年12月3日
發明者F.喬丹 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司