專利名稱：改進型空調控制器的制作方法
技術領域：
本發明涉及改進的風機功率和空調系統閥位的控制方法以及機動車改進型空調系統。
背景技術：
調節車輛空氣時借助電動風門(也用作節流閥)將通過風機和風扇輸送的風量分布于空氣分配系統的各個出氣口。盡管只有一個風機或一個風扇或少量的風機或風扇，為了提高舒適性盡量能夠調節空氣分布，從而調節座位或乘客間的所謂空調區。空調區越多，控制代價就越高，即乘客間多多少少都要盡量能分別調節空氣。通常用操作元件調節空氣。電子控制裝置根據這些預設額定值計算風道需要的風量和空氣溫度，這時調節空氣混合閥可以實現后者(空氣溫度)，將加熱或冷卻的空氣從空氣溫度控制器中送入到空氣分布系 統。另一方面，盡力將風機調到節能降噪的水平。由EP1669226A1得知，配有一個根據車型而定的用以將空氣質量流量分配到各個出風口的調節器。現有發明的發明者功勞是發現了可以提高已知空調控制器的效率，通過分析空氣質量分布提高控制速度，這被操作者積極地視為是對系統性能的提高。
發明內容
針對現有發明的任務是提高已知多區空調系統或所屬控制方法的效率、產生噪音和控制速度。通過權利要求I的控制方法和從屬權利要求的空調系統可解決這一問題。應指出的是，本專利申請中所列的各個特性可以任意的技術適合的方式相互結合，并指出其它的發明型式。尤其與圖形相關的描述，還應說明發明的特點并予以規定。本發明涉及車輛(尤其是機動車)空調系統的控制方法。基于這一方法的空調系統配有下列裝置一個風機、最好是一個風扇，例如一個軸向或徑向風扇；一個用以控制風機內空氣或流入和/或流出風機或風扇的空氣控制器；一個將風機或風扇產生的空氣質量流通過多個風道傳輸到所屬出氣口的空氣分布系統；影響風道內流阻的多個電動節流閥和一個帶有操作單元的電子控制器。這時，還要考慮到空氣分布系統和風道，包括專業人員根據實現的空調效果(如解凍和舒適性等)考慮的選材和成形的技術可行性。本發明的方法規定了下列步驟提供各個風道空氣質量值并根據操作單元的調節分析對其的調節；在不受控制的選擇風道的所屬電動節流閥位置測定壓力損失最大的風道；測定不受控制的最大壓力損失的一定風道并根據需要的初始壓力和選擇風道的空氣質量值總和控制風機或風扇功率；借助出現的需要初始壓力的空氣質量值測定選擇風道(4a_4d)的節流閥位置，這時壓力損失最大且不受節流的選擇風道內風道(4a_4d)的節流閥位置即是未被節流的位置；將節流閥(5a_5d)調到所屬的事先確定的閥位。根據本發明，通過發明應用實現特別快速的控制，這被操作者視為是對其操作輸入的靈敏響應，如果空調系統能對變化的陽光照射做出快速響應，就有顯著的優點。此外，通過將風機或風扇功率與取決于調節的最大流阻的風道相協調，進行高效并且低噪音的運行，并對空調控制器進行更精確、更廣泛的調節方式。不是直接由操作單元調節值計算風機或風扇功率而是在計算前計算需要的初始壓力的發明方法可以簡化匹配，特別是在匹配不同車輛平臺時。從空調系統特征上看，空調可分成通風裝置和加熱裝置，根據車輛通風管道系統的情況控制裝置可分別敘述。它的影響參數在所謂的“分散”系統中是易于概括和描述的，以及可以容易用軟件技術來實現。根據本發明規定的方法可確定的是，風壓調節的確定是在通風裝置調節之前預先設定的。至少在時間上可以同時的，間插的，或者在技術適合的時間段進行。專業人員的職責在于，按照發明的目的選擇運行過程最合適的時間次序以便達到快速的控制速度。節流閥調節翻板的位置可以通過基于模型調節或者通過基于傳感器調節來實現。首選的是由儲存了特性曲線的電子控制裝置來調節閥翻板位置，這個特性曲線描述了預先給定的相關命令信號。命令信號可以是設定的輸入或者是預期調節數據，或者由操作單元確定的調整空氣流量值以及直接推導出的命令數值。此項發明是在一個十分簡單的機構中，根據特性曲線控制風扇或通風裝置通風量·的大小，以及借助于命令信號與通風總量來確定調節通風裝置的電壓。為了使控制更為準確，根據優選的設備運轉形式，通過傳感器檢測通風管道空氣分配系統中的壓力，特別是設定壓力，以及預期所需的設定來對通風裝置或風機的功效進行調節。據此本發明所用的方法的控制精度可大為改善。本發明原理的優點是顯而易見的，空調系統中包括在通風管道的空氣出口區域設置的有可手動調節的截止閥板。這個截止閥板的工作狀態是可以檢測的，在確定此法時，應使選定的通風管道中的電機控制的節流閥處在非截流位置且處于壓力損失最大時，需考慮的是每個通風管道的截止閥板是可以由操作人員手動調節的。手動控制可調節截止閥板的位置是可以通過通風管道中靠近閘板安裝的傳感設備檢測的，比如說這些檢測設備可以是光學傳感器、電磁傳感器或者機電調節裝置。因為不能排除的是通過手動調節將氣流阻斷而進入其它的通風管道中從而增加了那里的空氣流量。因此根據本發明至少要對壓力的損失進行部分補償，壓力損失主要是在開環管道以及空調區域的出口，可考慮在通風道開口和出口處增加節流閥板來提高空氣量。本發明涉及到車輛的空調設備，特別是在裝有空調裝置的汽車上，空調設備包括一個通風裝置和/或風扇，例如一個軸向或徑向風扇；一個用于加溫的加熱裝置，它安裝于通風裝置和/或風扇的內部或者在通風裝置和/或風扇的外部；一個空氣分配系統用來分配由通風裝置和/或風扇產生的空氣質量流通過帶有空氣出口的若干個空氣風道；多個在空氣管道上的可影響空氣流動阻力的電動可調的節流閥以及一個帶操作單元的電子控制
>J-U ρ α裝直。按此發明，電子控制裝置的控制步驟如下操作單元對單個通風管道的特定空氣流量值以及可選的特定通風管道空氣流量值的調整進行評定；在可選擇的通風管道區域的特定通風管道中電動可調節流閥的非截流位置時的最大的空氣壓力損失；查明特定的通風管道在非截流位置的最大壓力損失時所需的預期值以及通風裝置及風扇通風流量的控制，相關的所需預期值以及選定通風管道空氣質量流的總合；確定根據特定的控制空氣質量流在選定通風管道區域的節流閥位置控制，其選定通風管道區域節流閥位置是在非截流壓力最大損失時的；確定節流閥的調整位置。
在此發明中，設計了一個可以實現快速控制的電子控制裝置，此控制裝置能傳遞接收由操作人員主動給出的信號，其最主要的優點是當系統受到陽光輻射快速變換時反應迅速。此外，通過對按最大流量阻力進行調節的通風管道通風裝置功率的調整，運轉更為有效而且噪音小，因此可達到空調控制的精確性和范圍可調節性。按此發明的工作過程，通風裝置或風扇沒有直接按照操作單元控制數值進行調節，而是這個控制信號值是預先設定的，因此簡化了控制過程，特別適用于在用于不同的車輛的結構上。從空調系統特征上看，空調可分成通風裝置和加熱裝置，根據車輛通風管道系統的情況控制裝置可分別敘述。它的影響參數在所謂的“分散”系統中是易于概括和描述的，以及可以容易用軟件技術來實現。在空調系統中，電子控制裝置里集中了當今先進的技術，節流閥的調節就是基于在電子控制裝置中存儲的特征曲線來實現的。據此一個進一步有效的方法是在空氣分配系統中裝置了壓力傳感器對壓力值進行檢測并同時配備有電子控制裝置，風扇或通風裝置則根據壓力傳感器檢測到的壓力并按 照預先設定的要求進行調節。值得說明的是，在通風管道空氣出口的區域的截流閥板是可以由操作人員手動調節的，而其閥門的位置是可以由電子檢測裝置檢測到的，在選定的通風管道中的電機控制的節流閥處在非截流位置且壓力損失最大時，需考慮的是每個通風管道的截止閥板是操作人員手動調節的。以下圖示將借以說明和解釋該項發明及其技術環節。應該指出的是這個圖示是此發明列舉的一個特殊的結構形式，并不僅限于此。其圖示意如下
圖I是本發明的簡化原理示意圖，示出了空調系統I。
具體實施例方式本發明的空調系統I包括一個通風裝置2，以及一個用以加熱由通風裝置產生的氣流加熱裝置3。而這個已加熱的氣流將流過空氣分配系統4，空氣分配系統4分布在區域2-1、2-2、2-3、2-4，而2-1、2-2、2-3、2-4則安裝于汽車的乘客艙內。空氣分配系統將分配空氣氣流從通風管道4a_4d分別流至管道出風口 9a_9d。在每個通風管道4a_4d中都各自安裝有可電動調節的節流閥5a_5d，用以調節和控制通風管道4a_4d中的通風量以及改變氣流阻力，每個節流閥5a-5d均可通過控制信號線路從電子控制裝置6獲得相關的控制信號數據。電子控制裝置6經由信號線路10與操作單元11相連接，用以提供給節流閥特定的控制信號數據。經由信號線路10還連接有壓力傳感器7，用以檢測空氣分配系統4的空氣壓力。電子控制裝置6由電子設備和軟件構成，它至少應包含下列工作步驟評定操作單元11對每個通風管道4a_4d所進行的調整，比較每個通風管道調節通風量與選定的通風管道4a_4d的通風量，即確認四個通風管道的調整值和預先設定值；確定在選定的4a_4d的通風管道區域中電動調節的節流閥5a_5d在非截流位置的最大壓力損失值，特性曲線已經儲存于電子控制裝置中；在非截流位置最大壓力損失時，對確定的通風管道4a_4d給出所需的預設調整值；根據所需的設定值以及選定通風管道4a_4d的總通風量調整和控制通風裝置2的工作狀態；按照特定控制流量調整值，即所需的預先設定的壓力值，確定在選定通風管道區域4a_4d的節流閥5a_5d的工作狀態，此時是在非截流位置時所選通風管道4a_4d區域風壓最大損失時節流閥5a_5d的工作狀態；按照特定的節流閥狀態對節流閥(5a_5d)進行調節。·
權利要求
1.車輛特別是機動車的空調系統(I)，其裝有下列裝置 一個通風裝置(2)； 一個安裝于通風裝置(2)內部和/或在通風裝置(2)外部的氣流加熱裝置(3)； 一個用于分配由通風裝置(2)產生氣流的空氣分配系統(4)，分配氣流的多個通風管道(4a_4d)以及附屬的空氣出口 (9a-9d)； 多個在通風管道(4a_4d)中用于改變氣流阻力的電動可調節節流閥(5a_5d);以及 一個裝有操作單元(11)的電子控制裝置(6)， 該電子控制裝置的控制過程如下 i)評定操作單元(11)對每個通風管道(4a-4d)所進行的調節控制，比較每個通風管道調節的通風量與選定的通風管道(4a-4d)的通風量，即確認四個通風管道的調整值和預先設定值； ii)確定在選定的通風管道(4a_4d)區域中電動調節的節流閥(5a_5d)在非節流位置的最大壓力損失值，特性曲線已經儲存于電子控制裝置中； iii)在非節流位置最大壓力損失時，對特定的通風管道(4a_4d)給出所需的預設調節值； iv)根據所需的設定值以及選定通風管道(4a_4d)的總通風量調節和控制通風裝置的工作狀態； V)按照特定控制流量調節值，即所需的預先設定的壓力值，確定在選定通風管道區域(4a-4d)的節流閥的工作狀態，此時在特定通風管道中節流閥處于非節流位置；vi)確定節流閥狀態并調節相應的節流閥(5a_5d)。
2.根據權利要求I所述的控制過程，其特征在于，所述節流閥的工作狀態將按照在電子控制裝置中已經儲存的特性曲線對其進行控制和調節。
3.根據前述權利要求所述的控制過程，其特征在于，所述通風裝置通風量的控制是按照預先設定值通過調節通風裝置(2)來實現的，設定值由在空氣分配系統(4)中安裝的傳感器(7)所測定的壓力確定。
4.根據前述權利要求所述的控制過程，其特征在于，所述空調系統(I)包含有在通風管道出風口區域的由操作人員手動控制的截止閥，在特定通風管道區域的截止閥的工作狀態是可以檢測的，在選定的通風管道中的電機控制的節流閥處在非截流位置且壓力損失最大時，每個通風管道的截止閥板是操作人員手動調節的。
5.車輛特別是機動車的空調系統(I)，其裝有下列裝置 一個通風裝置(2)； 一個安裝于在通風裝置(2)內部和/或在通風裝置(2)外部的氣流加熱裝置(3)；一個用于分配由通風裝置(2)產生氣流的空氣分配系統(4)，分配氣流的多個通風管道(4a_4d)以及附屬的空氣出口 (9a-9d)； 多個在通風管道(4a_4d)中用于改變氣流阻力的電動可調節節流閥(5a_5d);以及 一個裝有操作單元(11)的電子控制裝置(6)； 該電子控制裝置(6)的控制過程如下 i)評定操作單元(11)對每個通風管道(4a-4d)所進行的調節控制，比較每個通風管道調節的通風量與選定的通風管道(4a-4d)的通風量，即確認四個通風管道的調整值和預先設定值； ii)確定在選定的通風管道(4a-4d)區域中非節流位置的最大壓力損失值，特性曲線已經儲存于電子控制裝置中； iii)在非節流位置最大壓力損失時，對特定的通風管道(4a_4d)給出所需的預設調節值； iv)根據所需的設定值以及選定通風管道(4a_4d)的總通風量調節和控制通風裝置的工作狀態； V)按照特定控制流量調整值，即所需的預先設定的壓力值，確定在選定通風管道區域(4a-4d)的節流閥的工作狀態，此時在特定通風管道(4a_4d)中節流閥處于非截流位置；vi)確定節流閥狀態并調節相應的節流閥(5a_5d)。
6.根據權利要求4中對空調系統(I)中的電子控制裝置(6)的描述，節流閥是基于儲存在電子控制裝置(6)中的特性曲線來調節的。
7.根據權利要求4或5的描述，空調系統(I)包含有壓力傳感器(7)對系統的壓力進行檢測，特別是對空氣分配系統(4)的設定壓力的檢測，設定壓力儲存在電子控制裝置(6)中，而通風裝置的通風量則由壓力傳感器(7)根據檢測的壓力以及需求的設定壓力進行調節。
8.如前所述，空調系統(I)包含有在通風管道(4a-4d)出風口區域的可由操作人員手動調節的節流閥，其工作狀態是可由電子控制裝置進行檢測的，應在選定的通風管道(4a_4d)中的電機控制的節流閥(5a_5d)處在非節流位置且壓力損失最大時，需考慮的是每個通風管道的截止閥板是操作人員手動調節的。
全文摘要
本發明公開了用于汽車，尤其是機動車的空調系統(1)的改進型控制方法，同時空調系統配有下列裝置風機(2)；控制風機(2)內和/或風機(2)中流出空氣的溫度控制器(3)；通過多個風道(4a-4d)將風機(2)產生的空氣質量流分布于出氣口(9a-9d)的空氣分配系統(4)；配有操作單元(11)的電子控制裝置(6)。其方法是提供各個風道(4a-4d)空氣質量值和根據調節選擇一定風道(4a-4d)的操作單元(11)的調節分析；不調節有關的選擇風道(4a－4d)的電動節流閥(5a-5d)時測定未測定風道(4a-4d)的最大壓力損失；確定壓力損失最大且不受控制的一定通道(4a-4d)的需要的初始壓力；根據需要的初始壓力和選擇風道(4a-4d)的空氣質量值總和控制風機功率；借助出現的需要初始壓力的空氣質量值測定選擇風道(4a-4d)的節流閥位置，這時壓力損失最大且不受節流的選擇風道內風道(4a-4d)的節流閥位置即是未被節流的位置；將節流閥(5a-5d)調到所屬的事先確定的閥位。
文檔編號B60H1/00GK102971163SQ201180024957
公開日2013年3月13日 申請日期2011年5月23日 優先權日2010年5月27日
發明者邁克·黑澤爾, 喬治·鮑爾 申請人:普瑞有限公司