专利名称：用于控制车辆除霜单元的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及车辆领域，更具体地涉及用于控制车辆的除霜单元的方法和系统。
背景技术：
诸如汽车之类的许多车辆都包括车辆除霜单元。例如，车辆除霜单元可减少或消除车辆表面(诸如车辆的前挡风玻璃或后窗玻璃)上的积霜。车辆除霜单元通常由车辆的驾驶员或其他乘客手动操作。然而，这样的手动操作可导致车辆除霜单元不是最优的操作。例如，驾驶员可能不会立即意识到在什么时候已经给挡风玻璃或后窗玻璃进行了除霜，并因此可能不会以最优的时间来停用除霜单元。这可导致大于最佳的能量消耗、车辆排放、以及对除霜单元的损耗。同样地，驾驶员可能没有以最优的方式手动启动挡风玻璃或后窗玻
^^ ο因此，期望提供用于改善的车辆除霜控制的方法，例如其可导致对车辆除霜单元的更优化的使用。还期望提供用于这种改善的车辆除霜控制的系统。此外，结合附图和前述技术领域及背景技术，本发明其他合乎需要的特征和特性将从随后的详细说明和所附权利要求显见。
发明内容
根据示例性实施例，提供了一种用于控制车辆的除霜单元的方法。该方法包括步骤预测是否已靠着车辆的表面形成了冷凝物；和当预测到已经靠着表面形成冷凝物时，自动地启动除霜单元。根据另一示例性实施例，提供了一种用于控制车辆的除霜单元的方法。该方法包括步骤在除霜单元操作的同时预测冷凝物是否已从车辆的表面消散；和当预测冷凝物已消散时，自动地停用除霜单元。根据又一示例性实施例，提供了一种用于控制车辆的除霜单元的系统。该系统包括数据单元和处理器。数据单元构造成获得关于车辆的有关参数的数据。处理器耦联至数据单元。处理器构造成利用所述数据来预测是否已靠着车辆的表面形成冷凝物，并且当预测到已靠着所述表面形成冷凝物时自动地启动除霜单元。本发明还包括以下方案
方案1. 一种用于控制车辆的除霜单元的方法，所述方法包括下述步骤预测是否已靠着所述车辆的表面形成了冷凝物；以及当预测到已靠着所述表面形成了冷凝物时，自动地启动所述除霜单元。方案2.根据方案1所述的方法，还包括下述步骤预测所述冷凝物是否已消散；以及
当预测到所述冷凝物已消散时，自动地停用所述除霜单元。方案3.根据方案1所述的方法，其中预测是否已靠着所述表面形成所述冷凝物的步骤包括下述步骤确定接近所述车辆处的露点；以及确定接近所述表面处的表面温度；以及自动启动所述除霜单元的步骤包括当所述表面温度低于所述露点时自动地启动所述除霜单元的步骤。方案4.根据方案3所述的方法，其中，确定所述露点的步骤包括下述步骤确定接近所述车辆处的湿度；
确定接近所述车辆处的外部空气温度；以及利用所述湿度和所述外部空气温度计算所述露点。方案5.根据方案3所述的方法，其中，所述除霜单元具有电栅网，并且确定所述表面温度的步骤包括下述步骤
确定所述电栅网的电阻；以及利用所述电阻估计所述表面温度。方案6.根据方案5所述的方法，其中，确定所述电阻的步骤包括下述步骤测量所述车辆的电压；
测量到所述电栅网的电流；以及利用所述电压和所述电流确定所述电阻。方案7.根据方案3所述的方法，其中所述除霜单元具有电栅网；
确定所述露点的步骤包括下述步骤确定接近所述车辆处的湿度；确定接近所述车辆处的外部空气温度；以及利用所述湿度和所述外部空气温度计算所述露点；以及确定所述表面温度的步骤包括下述步骤测量所述车辆的电压；测量到所述电栅网的电流；
利用所述电压和所述电流确定所述电栅网的电阻；以及利用所述电阻估计所述表面温度。方案8.根据方案3所述的方法，还包括步骤
当所述表面温度超过预定值时，自动地停用所述除霜单元。方案9. 一种用于控制车辆的除霜单元的方法，所述方法包括下述步骤在所述除霜单元进行操作的同时，预测冷凝物是否已从所述车辆的表面消散；以及当预测到所述冷凝物已消散时，自动地停用所述除霜单元。方案10.根据方案9所述的方法，其中
预测所述冷凝物是否已消散的步骤包括在所述除霜单元进行操作的同时确定接近所述表面处的表面温度的步骤；以及
自动停用所述除霜单元的步骤包括当所述表面温度高于预定阈值时自动地停用所述除霜单元的步骤。方案11.根据方案10所述的方法，其中，所述除霜单元包括电栅网，并且确定所述表面温度的步骤包括下述步骤确定所述电栅网的电阻；以及利用所述电阻估计所述表面温度。方案12.根据方案11所述的方法，其中，确定所述电阻的步骤包括下述步骤测量所述车辆的电压；
测量到所述电栅网的电流；以及利用所述电压和所述电流确定所述电阻。方案13. —种用于控制车辆的除霜单元的系统，所述系统包括数据单元，所述数据单元构造成获得关于涉及所述车辆的参数的数据；以及处理器，所述处理器耦联至所述数据单元，并构造成
利用所述数据预测是否已靠着所述车辆的表面形成了冷凝物；以及当预测到已靠着所述表面形成了冷凝物时，自动地启动所述除霜单元。方案14.根据方案13所述的系统，其中，所述处理器还构造成利用所述数据预测所述冷凝物是否已消散；以及
当预测到所述冷凝物已消散时，自动地停用所述除霜单元。方案15.根据方案13所述的系统，其中，所述处理器还构造成利用所述数据确定接近所述车辆处的露点；
利用所述数据确定接近所述表面处的表面温度；以及当所述表面温度低于所述露点时，启动所述除霜单元。方案16.根据方案15所述的系统，其中所述数据单元包括
第一传感器，所述第一传感器构造成测量接近所述车辆处的湿度；以及第二传感器，所述第二传感器构造成测量接近所述车辆处的外部空气温度；以
及
所述处理器耦联至所述第一传感器和所述第二传感器，并构造成利用所述湿度和所述外部空气温度计算所述露点。方案17.根据方案15所述的系统，其中所述除霜单元具有电栅网；
所述数据单元包括
第一传感器，所述第一传感器构造成测量所述车辆的电压；以及第二传感器，所述第二传感器构造成测量至所述电栅网的电流；以及所述处理器耦联至所述第一传感器和所述第二传感器，并且还构造成利用所述电压和所述电流确定所述电栅网的电阻；以及利用所述电阻估计所述表面温度。方案18.根据方案15所述的系统，其中所述除霜单元具有电栅网；
所述数据单元包括
第一传感器，所述第一传感器构造成测量接近所述车辆处的湿度；以及第二传感器，所述第二传感器构造成测量接近所述车辆处的外部空气温度；第三传感器，所述第三传感器构造成测量所述车辆的电压；以及第四传感器，所述第四传感器构造成测量到所述电栅网的电流；以及所述处理器耦联至所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器和所述第四传感器，并且还构造成
利用所述湿度和所述外部空气温度计算所述露点；利用所述电压和所述电流确定所述电栅网的电阻；以及利用所述电阻估计所述表面温度。方案19.根据方案15所述的系统，其中，所述数据单元包括接收器，所述接收器耦联至所述处理器并构造成接收所述露点、所述表面温度、或所述两者的值。方案20.根据方案15所述的系统，其中，所述处理器还构造成当所述表面温度超过预定阈值时，停用所述除霜单元。
在下文中将结合以下的附图来描述本发明，其中相同的附图标记指示相同的元件，并且附图中
图1是根据示例性实施例的用于控制车辆的除霜单元的系统的功能框图；图2是根据示例性实施例的用于控制车辆的除霜单元的过程的流程图，并且其能结合图1的系统实现；以及
图3是根据示例性实施例的图1的过程的步骤或子过程的流程图，具体而言，所述步骤或子过程是确定在车辆的表面上是否已形成冷凝物的步骤或子过程。
具体实施例方式以下的详细说明本质上仅是示例性的，并且不意图用于限制本发明、或本发明的应用和使用。此外，也无意受在前述的技术背景或以下的详细说明中提出的任何理论的束缚。图1是用于控制车辆的除霜单元102的示例性系统100的框图。除霜单元102用于给车辆的一个或多个表面101除霜。在一个优选实施例中，除霜单元102用于给车辆的后窗玻璃104 (或后挡玻璃)除霜。在某些示例中，除霜单元102可用于给车辆的一个或多个其他表面106除霜，作为示例，诸如车辆的前挡风玻璃、一个或多个窗户和/或镜子、和/或侧面玻璃。如贯穿该申请所使用地，术语“表面”应指车辆的任何外表面，并且应当具体地包括但不限于车辆的后窗玻璃、前挡风玻璃、镜子、窗户或侧面玻璃。除霜单元102包括电栅网105，电栅网105在表面101上产生热，并且相应地基于由系统100提供的指令给表面101除霜。如贯穿该申请所使用地，术语“除霜”应表示对车辆表面的任何加热，包括但不限于用于对车辆的后窗玻璃、挡风玻璃、镜子、窗户、侧面玻璃或其他表面进行加热的除霜和除雾功能。电栅网105经由电路111耦联至车辆的电池103。系统100控制除霜单元102的操作。具体地，系统100基于由系统100产生的关于车辆表面上的冷凝物的预测来控制除霜单元102的自动启动和停用。在优选示例中，关于是否已经靠着表面101形成冷凝物来作出预测，其中除霜单元102构造成对表面101除霜。在某些其他示例中，关于是否已靠着不同的表面形成冷凝物来作出预测。系统100还允许由车辆的驾驶员或其他乘客通过用户接口 113的接合从而对除霜单元的手动操作。系统100经由第一通信链路107耦联至除霜单元102。在一个示例中，第一通信链路107包括串行数据连接。如图1所描绘地，系统100包括至少一个数据单元108、计算机系统110、显示器112和用户接口 113。数据单元108优选包括一个或多个传感器109，并且在某些示例中还可包括一个或多个接收器114。传感器109优选包括湿度传感器118、外部空气温度传感器120、电流传感器122和电压传感器124。来自各种传感器109的值被供应至计算机系统110，用于根据在图2-3中描绘并且以下联系图2-3进一步描述的过程200中的步骤来确定靠着表面101 (例如车辆的后窗玻璃104和/或一个或多个其他表面101)是否有冷凝物，并用于相应地控制除霜单元102的操作。湿度传感器118测量接近车辆的外部空气的湿度，并优选设置在车辆的进气箱内。外部空气温度传感器120测量接近车辆的外部空气温度，并优选接近并直接位于车辆的前格栅的下方来进行设置。电流传感器122测量车辆的电流，并优选设置在电池103与电栅网105之间的电路111上。电压传感器124测量电栅网105的电压降，并优选同样设置在电池103与电栅网105之间的电路111上。替代性地，电压传感器1 在某些实施例中可测量车辆电池电压。在某些示例中，传感器109还可包括一个或多个附加传感器126，作为示例诸如设置在车辆上或车辆内的露点传感器和/或除霜单元温度传感器。接收器114 (如果有的话)接收具有与一个或多个参数值有关的数据的信号或消息，用于由计算机系统110根据在图2-3中描绘并且以下联系图2-3进一步描述的过程200的步骤来确定靠着表面101 (例如车辆的后窗玻璃104和/或一个或多个其他表面101)是否有冷凝物。例如，接收器114可从上述传感器109中的一个或多个、和/或从一个或多个其他源(例如气象服务、车辆的计算机、车辆通信总线、车辆气候控制系统、其他车辆系统、中央数据库、车辆厂商或服务中心、蜂窝网络、卫星信号等)接收湿度、外部空气温度、电流、电压、露点和/或除霜单元温度值。在某些示例中，代替由各种传感器109供应的值或除由各种传感器109供应的值之外，这样的值可由接收器114向计算机系统110供应，用于根据在图2-3中描绘并且以下联系图2-3进一步描述的过程200的步骤确定在表面101 (例如车辆的后窗玻璃104和/或一个或多个其他表面101)上是否有冷凝物，并且用于相应地控制除霜单元102的操作。当用户或其他乘客希望手动启动或停用除霜单元102时，用户接口 113从车辆的用户或其他乘客接收输入。这样的输入被提供至计算机系统110，用于根据车辆的驾驶员或其他乘客的偏好来启动或停用除霜单元102。在一个示例中，用户接口 113包括用于由车辆的用户或其他乘客接合的按钮和/或开关。计算机系统110耦联至除霜单元102、数据单元108、显示器112和用户接口 113。具体地，计算机系统Iio优选经由第一通信链路107耦联至除霜单元102，经由第二通信链路115耦联至传感器109，经由第三通信链路116耦联至接收器(如果有的话)，以及经由第四通信链路117耦联至显示器112。类似于第一通信链路107 (上面描述的)，在一个示例中，第二、第三和第四通信链路115、116和117都包括串行数据连接。计算机系统110优选与数据单元108和显示器112 —起来控制除霜单元102的操作。具体地，根据在图2-3中描绘并且以下联系图2-3进一步描述的过程200中提出的步骤，计算机系统110从传感器109和/或接收器114 (例如，如上所述的那样)接收数据，处理数据以确定靠着表面101(例如车辆的后窗玻璃104、和/或一个或多个其他表面101)是否有冷凝物，并相应地控制除霜单元102的自动启动和停用。另外，如上所述，同样根据在图2-3中描述并且以下联系图2-3进一步描述的过程200中陈述的步骤，计算机系统110还从用户接口 113接收输入，并且当驾驶员或车辆其他乘客希望这样做时允许驾驶员或其他车辆乘客手动地控制除霜单元102的启动或停用。如以下进一步描述地，计算机系统110还控制显示器112的操作。在某些示例中，计算机系统110还可直接或间接地耦联至表面101 (例如车辆的后窗玻璃104、和/或一个或多个其他表面101)，并可便利于对表面101的控制(例如表面101加热)。在所描绘的实施例中，计算机系统110包括处理器127、存储器130、接口 128、存储装置132和总线134。根据在图2-3中描绘并且以下联系图2_3进一步描述的过程200中陈述的步骤，处理器127执行计算机系统110的计算和控制功能。处理器127可包括一个处理器或多个处理器(诸如微处理器)的单个集成电路，或者包括合作工作以实现处理单元的功能的任何合适数量的集成电路装置和/或电路板。在操作期间，处理器127执行包含在存储器130内的一个或多个程序136，从而控制计算机系统110总的操作。存储器130可以是合适的任何类型的存储器。这包括诸如SDRAM之类的各种类型的动态随机存取存储器(DRAM)、各种类型的静态RAM (SRAM)、和各种类型的非易失性存储器(PROM、EPROM和闪存)。存储器130除了查找表138之外还存储上述程序136，以便由处理器127使用。除用于自动控制除霜单元102的操作的一个或多个预定阈值之外，查找表138优选包括量化电栅网105的电阻与表面101的表面温度之间的关系的查找表。存储器130优选与处理器127共同位于相同的芯片上。总线134用于在计算机系统110的各种部件之间传送程序、数据、状态和其他信息或信号。接口 1 允许例如从系统驾驶员和/或另一计算机系统到计算机系统110的通信，并能利用任何合适的方法和设备实现。接口 1 可包括一个或多个网络接口，以便与其他系统或部件通信。接口 1 还可包括一个或多个网络接口以与技术人员通信，和/或包括一个或多个存储接口以连接至诸如存储装置132之类的存储设备。存储装置132可以是任何合适类型的存储设备，包括诸如硬盘驱动器、闪存系统、软盘驱动器和光盘驱动器之类的直接存取存储装置。在一个示例性实施例中，存储装置132包括存储器130可从其接收程序136的程序产品，程序136执行一个或多个过程的一个或多个实施例，诸如图2-3的过程200(或其一部分)。在另一示例性实施例中，程序产品可直接存储在存储器130和/或盘(例如盘140)中，和/或以另外的方式由存储器130和/或盘(例如盘140)访问，如以下所述那样。总线134可以是连接计算机系统与部件的任何合适的物理或逻辑装置。这包括但不局限于直接硬线连接、纤维光学、红外和无线的总线技术。在操作期间，程序136存储在存储器130中并由处理器127执行。应意识到的是，尽管在全功能的计算机系统的情况中描述了该示例性实施例，但本领域的技术人员应认识到的是，所述机理能分布为以各种形式的程序产品。信号承载介质的示例包括诸如软盘、硬盘驱动器、存储卡和光盘之类的可记录介质以及诸如数字和模拟通信链路之类的传输介质。同样地应意识到的是，计算机系统110还可以另外的方式与图1所描绘的实施例不同，例如不同之处在于，计算机系统110可耦联至或可以另外的方式利用一个或多个远程计算机系统和/或其他控制系统。显示器112提供了与除霜单元102的操作或状态有关的一个或多个指示。在所描绘的示例中，显示器112包括视觉部件150和音频部件152。在某些示例中，显示器112可只包括一个部件，诸如视觉部件150。视觉部件150在已启动除霜单元102时提供第一视觉指示，而在已停用除霜单元102时提供第二视觉指示。在某些示例中，视觉指示可基于自动执行的是启动还是停用而改变，该自动执行启动或停用是基于计算机系统100的计算自动执行的，而非经由用户输入手动地执行。在一个示例中，视觉部件150包括车辆仪表板上的灯，所述灯例如当启动除霜单元102时被打开，而当停用除霜单元102时被关掉。视觉部件150可包括显示在显示器上的图标或指示器，例如在车辆的仪表板上或接近仪表板。音频部件152 (如果有的话)在已启动除霜单元102时提供第一音频指示，而当已停用除霜单元102时提供第二音频指示。在某些示例中，音频指示可基于自动执行的是启动还是停用而改变，该自动执行的启动或停用是基于计算机系统100的计算自动执行的，而非经由用户输入手动地执行。在一个示例中，音频部件152包括产生模拟声音的扬声器，该模拟声音声明已启动或停用除霜单元102和/或已如何(例如自动地或手动地)启动或停用除霜单元102。图2是根据示例性实施例的用于控制车辆的除霜单元的过程200的流程图。过程200优选可结合图1的系统100和除霜单元102来实现，其中图1的除霜单元102构造成给图1的一个或多个表面101除霜。过程200描绘于图2，并且以下在示例性状况下被描述，其中(a)车辆的发动机已运转，或者已接收到远程起动请求；和(b)除霜单元初始时处在关闭或停用位置，其中不发生加热或除霜。如图2所描绘地，过程200开始于接收用户输入的步骤(步骤202)。当车辆的驾驶员或其他乘客指示了关于车辆的除霜单元的手动启动或停用的优选选择时，接收用户输入。无论什么时候由车辆的驾驶员或其他乘客指示了这样的优选选择时，那么用户输入优选在整个过程200中连续地以这样方式被接收。用户输入优选由图1的用户接口 113接收，并被提供至图1的计算机系统110的处理器127，以便进行处理。另外，获得关于与车辆有关的参数的数据(步骤204)。在一个优选实施例中，数据包括经由图1的数据单元108获得的各种值，包括由图1的湿度传感器118测量的接近车辆的外部空气的湿度测量结果、由图1的外部空气温度传感器120测量的外部空气温度、由图1的电流传感器122测量的车辆的电流、和由图1的电压传感器IM测量的图1的电栅网105上的电压降(或替代性地车辆电池电压)。在某些示例中，露点值可由露点传感器测量，和/或接近除霜单元的一个或多个温度值可由除霜单元温度传感器测量等等。步骤204的各种值被提供至图1的处理器127，以便处理。在某些示例中，一个或多个这样的值(例如湿度、外部空气温度、电流、电压、露点和/或除霜单元温度值)可经由图1的一个或多个接收器114 (例如从上述传感器109中的一个或多个、和/或从诸如气象服务、车辆计算机、车辆通信总线、车辆气候控制系统、其他车辆系统、中央数据库、车辆厂商或服务中心、蜂窝网络、卫星信号等的一个或多个其他源)获得，并且被提供至图1的处理器127，以便进行处理。优选地，贯穿过程200连续地获得步骤204的值。作出关于用户输入是否指示了驾驶员或其他车辆乘员希望手动启动除霜单元的判断(步骤206)。该步骤只要除霜单元当前处于停用状态就优选地在过程200期间连续地进行。该判断优选地在步骤202期间由图1的处理器127利用从图1的用户接口 113获得的用户输入作出。如果从用户输入确定了驾驶员或其他车辆乘客已指示了希望启动除霜单元，则过程跳转至步骤210。如以下进一步描述地，在步骤210中，启动除霜单元。正如贯穿该申请所使用地，除霜单元的启动意指除霜单元被开启，使得除霜单元的电栅网(例如图1的电栅网105)向表面(例如图1的后窗玻璃104)提供热。相反地，如果从用户输入确定没有用户或其他车辆乘客已指示了希望启动除霜单元的指示，则作出关于在诸如图1的表面101 (例如图1的后窗玻璃104)之类的车辆的表面上是否已形成冷凝物的预测(步骤208 )。这优选包括关于是否已靠着车辆的表面(优选接近图1的表面101，图1的除霜单元102构造成向该表面101施加热)形成了冷凝物。该决定优选利用在步骤204期间获得的数据在过程200期间由图1的处理器127连续地作出。图3描绘了用于以下将参考图3进行描述的步骤208的预测的优选实施例。如图3所描绘地，预测是否已靠着表面形成冷凝物的步骤或子过程208包括确定接近车辆的外部空气的露点的组合步骤(步骤301)。步骤301包括获得接近车辆的外部空气的湿度值(步骤302)。湿度值优选由图1的湿度传感器118测量，并被提供至图1的处理器127，以便进行处理。然而，在某些示例中，湿度值可由图1的接收器114获得，并可被提供至处理器127，以便进行处理。另外，获得外部空气温度值(步骤304)。外部空气温度值优选由图1的外部空气温度传感器120测量，并被提供至图1的处理器127，以便进行处理。然而，在某些示例中，外部空气温度值可由图1的接收器114获得，并可被提供至处理器127，以便进行处理。确定露点值(步骤306)。露点值优选对应于接近车辆的外部空气的露点。露点值优选根据以下方程利用步骤302的湿度值和步骤304的外部空气温度值由图1的处理器127计算
DP = -1762.39 / (LOG10 (((RH)*100)*10~ (8. 1332-1762. 39 /(0AT+235. 66)) / 100) - 8.1332) - 235.66，
其中DP表示露点，RH表示相对湿度，而OAT表示外部空气温度。在某些其他实施例中，露点值可经由图1的接收器114由图1的处理器127例如从气象服务或从某一其他源来获得。如以下结合步骤316进一步描述地，露点值用于预测是否已靠着表面形成了冷凝物。另外，在另一组合步骤期间，确定表面温度(步骤307)。表面温度包括接近车辆的表面(优选地，接近图1的表面101，图1的除霜单元102构造成向该表面101施加热)的温度。在一个实施例中，步骤307包括对除霜单元的栅网电阻元件的温度的确定。在另一示例性实施例中，步骤307包括对表面(例如图1的后窗玻璃104)本身的温度的确定。表面温度优选包括在位于栅网电阻元件中间的表面的外部上(例如在图1的后窗玻璃104的外表面上)的位置点处的温度。由于不能物理地测量玻璃上的该虚拟点，所以确定估计结果。如图3所描绘地，组合步骤307包括获得车辆的电流值(步骤308)。电流值优选由图1的电流传感器122测量，并被提供至图1的处理器127，以便进行处理。然而，在某些示
11例中，电流值可由图1的接收器114获得，并可被提供至处理器127，以便进行处理。另外，获得电压测量(步骤310)。在一个实施例中，电压测量包括电栅网(例如图1的电栅网105)上的电压降。替代性地，在某些实施例中，电压测量包括车辆的电池电压。电压测量的值优选由图1的电压传感器1 测量，并被提供至图1的处理器127，以便进行处理。然而，在某些示例中，电压测量的值可由图1的接收器114获得，并可被提供至处理器127，以便进行处理。确定电栅网上的电阻(步骤312)。该电阻优选根据以下的方程利用欧姆定律由图1的处理器127利用步骤308的电流值和步骤310的电压测量值来计算
R=V/I,
其中R表示电阻，V表示电压，而I表示电流。在某些其他实施例中，电阻值可经由一个或多个其他的传感器获得，和/或可经由图1的接收器114例如从另一车辆计算机或系统获得，并被提供至处理器127，以便进行处理。确定电栅网温度(步骤313)。电栅网温度包括接近车辆的表面(优选地，接近图1的表面101)的除霜单元的电栅网的温度，图1的除霜单元102构造成向所述表面施加热。电栅网温度优选由图1的处理器127利用步骤312的电阻和查找表来计算，该查找表基于试验数据量化了电栅网电阻与电栅网温度之间的关系。查找表优选对应于图1的查找表138，并且存储在图1的存储器130中，并由处理器127从存储器130获取，以便在步骤314期间进行处理。在某些示例中，电栅网温度可直接由接近表面(例如图1的后窗玻璃104)和/或表面的电栅网电阻元件设置的温度传感器来测量，和/或可经由图1的接收器114通过车辆通信总线、车辆气候控制系统、一个或多个其他车辆系统和/或其他源来获得。然后，确定表面温度(步骤314)。具体地，将栅网电阻元件温度与平均的非加热表面温度估计值结合，以便确定内侧表面温度。在一个实施例中，将栅网电阻元件温度与非加热表面温度估计值按比例地结合。在其他实施例中，可利用有限元分析或其他数值方法技术。在任一情况下，栅网电阻元件温度和平均非加热表面温度(优选地，存储在图1的存储器130中)被输入以下能量守恒的方程
Qgrid+Qsun+Qcabin+Qglass+Qsnow+Qconv ，
其中^id表示由栅网电阻元件产生的热能，Qsm表示由太阳输入的热能，Q。abin表示由舱内空气输入的热能，A。nv表示由于外部气流对流所致的热能损失，Ciglass表示穿越后玻璃的热能传导，而Qsn。w表示由表面(例如图1的后窗玻璃104)上的热质量(例如霜、雪或冰)吸收的热能。Qg^优选根据以下的方程利用电压和电流值计算Qgrid=电压X电流。为了求解方程，所期望的外侧表面温度被固定(例如，在栅网电阻元件中间的后窗玻璃104的外侧表面上的点上)，并将电栅网温度和平均非加热玻璃温度(优选地存储在图1的存储器130中)用于(内侧)表面温度。在一个示例性实施例中在车辆内利用现有的气候控制算法来计算Aabin。Qconvection优选利用以下的方程计算
Q=hA (dT)，
其中h表示对流传热系数，A表示表面积，而dT表示Δ Τ、或者表示经过表面的外部空气之间的温差。对流传热系数(h)优选地利用传热系数相对车辆速度的查阅表(优选地存储在图1的存储器130中)获得。(^glass优选地利用以下的方程计算Q=kA (dt)/x,
其中k表示表面材料(优选地，玻璃)的热导率，A表示表面的表面积，dt表示在表面内侧(例如玻璃的内表面)与表面外侧(例如玻璃的外表面)上的固定阈值(例如十摄氏度(10°C ))之间的温差，而χ是表面的厚度(例如玻璃的厚度)。Qsun优选利用太阳能传感器获得。Qsnow优选表示在外侧表面上的所有热质量，并利用方程计算Q=kA (dt)/x,
其中k表示冰/雪/霜的热导率，A是表面的(例如玻璃的)表面积，dt表示在表面外侧上的固定阈值(例如十摄氏度)与热质量的温度之间的温差，而χ是热质量的厚度。如随后以下结合步骤316描述地，表面温度与步骤306的露点值一起用于预测是否已靠着表面形成了冷凝物。作出关于是否已靠着车辆的表面形成了冷凝物的预测(步骤316)。该预测优选包括关于是否已靠着车辆的表面(优选地，接近图1的表面101)形成了冷凝物的预测，图1的除霜单元102构造成向所述表面施加热。步骤316的预测优选利用步骤306的露点值和步骤314的表面温度作出。具体地，在步骤316期间，作出关于步骤314的表面温度是否低于露点的判断。如果确定步骤314的表面温度低于步骤306的露点值，则确定或预测可能已经靠着表面形成或在表面上存在冷凝物(步骤318)。相反地，如果确定步骤314的表面温度高于或等于步骤306的露点值，则确定或预测不大可能已靠着表面形成或在表面上存在冷凝物(步骤320)。步骤316-320的预测/判断优选由图1的处理器127作出。步骤302-320优选在过程200期间连续地执行。如上所述，图3描绘了用于预测是否已靠着车辆表面形成冷凝物的优选实施例。然而，在某些实施例中，存在各种替代性方法用于步骤208确定表面上的冷凝物。例如，在某些实施例中，在预测是否已靠着车辆的表面形成冷凝物中，代替步骤302-320中描述的上述技术或者除了结合步骤302-320描述的上述技术之外，可使用声学感测、视觉系统、红外感测和/或其他方式。返回至图2，如果在步骤208中(例如在图3的步骤316和318中)确定已靠着表面形成冷凝物，则过程进入上述步骤210。在步骤210期间，启动除霜单元。除霜单元的启动优选经由图1的处理器127沿第一通信链路107向图1的除霜单元102提供的指令来引起。相反地，如果在步骤208中(例如在图3的步骤316和320中)确定没有靠着表面形成冷凝物，则过程改为行进回到上述步骤202。步骤202-208继续重复，并且除霜单元保持处于停用状态，直到在步骤206或步骤208的后续重复中作出启动除霜单元的决定为止。返回至步骤210，在除霜单元启动时，并且在除霜单元保持处于启动状态时，继续获得步骤202的用户输入，继续获得步骤204的数据，并继续执行(优选连续地)执行步骤208的判断(在优选实施例中，包括以上结合图3描述的那些判断)。另外，在除霜单元继续以其启动状态操作时，作出关于驾驶员或其他车辆乘客是否已表达停用除霜单元的愿望的判断(步骤212)。步骤212的判断优选地由图1的处理器127利用步骤202的用户输入作出ο如果确定驾驶员或其他车辆乘客已表达停用除霜单元的愿望，则停用除霜单元(步骤216)。如贯穿该申请所使用地，对除霜单元的停用意指除霜单元被关掉，使得除霜单元的电栅网(例如图1的电栅网105)不再向表面(例如图1的后窗玻璃104)提供热。除霜单元的停用优选经由图1的处理器127沿第一通信链路107向图1的除霜单元102提供的指令来引起。相反地，如果在步骤212中确定没有用户输入指示驾驶员或其他车辆乘客表达了停用除霜单元的愿望，则作出关于在表面上的冷凝物是否已消散的预测(步骤214)。在一个优选实施例中，步骤214的预测包括在图3的步骤314的表面温度的当前(或最近的)值与预定阈值之间的比较。在一个优选实施例中，预定阈值大约等于五摄氏度。在另一优选实施例中，预定阈值大约等于十摄氏度。步骤214的比较优选由处理器127进行。优选地，在除霜单元处于其启动状态的操作期间且在图3的步骤307当前或最近的重复执行期间，表面温度值由图1的处理器127计算。替代性地，类似于以上所讨论的那样，表面温度可直接从一个或多个传感器、接收器等获得。在一个示例中，确定如果上述热能平衡方程大于零，则确定冷凝物从表面消散。具体地，当热能平衡方程大于零时，这指示已经提供了足够的热能，以清理冷凝物聚集的表如果确定表面上的冷凝物消散(例如，如果在步骤214中确定表面温度高于预定阈值，和/或热能平衡方程大于零)，则过程进入上述步骤216，并且停用除霜单元。相反地，如果在步骤214中确定表面上的冷凝物没有消散(例如，如果在步骤214中确定表面温度低于或等于预定阈值，和/或热能平衡方程等于零)，则过程返回至步骤212，并且步骤212-214重复(利用来自步骤202-208的新的更新的数据)，直到(a)在步骤212的后续重复执行中作出车辆的驾驶员或其他乘客希望停用除霜单元的判断；或(b)在步骤214的后续重复执行中作出冷凝物已从表面消散的判断为止。因此，为控制车辆的除霜单元提供了改善的方法和系统。所公开的方法和系统在预测到车辆的表面上已形成冷凝物的情况下，提供了对除霜单元的自动启动。具体地，在一个优选实施例中，与表面温度一起，确定接近车辆的外部空气的露点。如果表面温度低于露点，则预测已靠着表面形成冷凝物，并相应地自动启动除霜单元。在除霜单元以其启动状态操作时，继续确定表面温度。一旦表面温度在除霜单元的操作期间超过预定阈值，则预测冷凝物消散，并相应地自动停用除霜单元。除霜单元的自动启动和停用能有效地减少能量消耗、车辆排放和对除霜系统的耗损。如果需要，所公开的方法和系统允许车辆的驾驶员或其他乘客超越控制除霜单元的自动启动或停用。应意识到的是，所公开的方法和系统可与在附图中描绘和在此描述的方法和系统有差异。例如，系统100和/或除霜单元102的各种部件和/或它们的部件可以与在图1中描绘的和/或上述的部件有差异。类似地，图2-3的过程200的各个步骤可以与在图2-3中描绘的不同，和/或可以同时执行，和/或可以以与图2-3中描绘的顺序不同的顺序执行。同样地应意识到的是，所公开的方法和系统可结合许多不同类型的汽车、轿车、多功能运动休闲车、卡车、和/或任何许多其他不同类型的车辆来实现和/或被利用。尽管在前述详细说明中已介绍了至少一个示例性实施例，但应意识到的是，存在许许多多的变型。还应意识到的是，示例性的一个或多个实施例仅是示例，并且不意图以任何方式限制本发明的范围、适用性或构造。而是，前述详细说明给本领域的技术人员提供用于实现示例性的一个或多个实施例的便利的路线图。应理解的是，在不偏离本发明的如在所附权利要求及其法律等同物中陈述的本发明范围的情况下，可在元件的功能和布置方面作出各种变化。
权利要求
1.一种用于控制车辆的除霜单元的方法，所述方法包括下述步骤预测是否已靠着所述车辆的表面形成了冷凝物；以及当预测到已靠着所述表面形成了冷凝物时，自动地启动所述除霜单元。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括下述步骤预测所述冷凝物是否已消散；以及当预测到所述冷凝物已消散时，自动地停用所述除霜单元。
3.根据权利要求1所述的方法，其中预测是否已靠着所述表面形成所述冷凝物的步骤包括下述步骤确定接近所述车辆处的露点；以及确定接近所述表面处的表面温度；以及自动启动所述除霜单元的步骤包括当所述表面温度低于所述露点时自动地启动所述除霜单元的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述露点的步骤包括下述步骤确定接近所述车辆处的湿度；确定接近所述车辆处的外部空气温度；以及利用所述湿度和所述外部空气温度计算所述露点。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述除霜单元具有电栅网，并且确定所述表面温度的步骤包括下述步骤确定所述电栅网的电阻；以及利用所述电阻估计所述表面温度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，确定所述电阻的步骤包括下述步骤测量所述车辆的电压；测量到所述电栅网的电流；以及利用所述电压和所述电流确定所述电阻。
7.根据权利要求3所述的方法，其中所述除霜单元具有电栅网；确定所述露点的步骤包括下述步骤确定接近所述车辆处的湿度；确定接近所述车辆处的外部空气温度；以及利用所述湿度和所述外部空气温度计算所述露点；以及确定所述表面温度的步骤包括下述步骤测量所述车辆的电压；测量到所述电栅网的电流；利用所述电压和所述电流确定所述电栅网的电阻；以及利用所述电阻估计所述表面温度。
8.根据权利要求3所述的方法，还包括步骤当所述表面温度超过预定值时，自动地停用所述除霜单元。
9.一种用于控制车辆的除霜单元的方法，所述方法包括下述步骤在所述除霜单元进行操作的同时，预测冷凝物是否已从所述车辆的表面消散；以及当预测到所述冷凝物已消散时，自动地停用所述除霜单元。
10. 一种用于控制车辆的除霜单元的系统，所述系统包括数据单元，所述数据单元构造成获得关于涉及所述车辆的参数的数据；以及处理器，所述处理器耦联至所述数据单元，并构造成利用所述数据预测是否已靠着所述车辆的表面形成了冷凝物；以及当预测到已靠着所述表面形成了冷凝物时，自动地启动所述除霜单元。
全文摘要
本发明涉及用于控制车辆除霜单元的方法和系统。具体地，提供了用于控制车辆的除霜单元的方法和系统。进行关于是否已靠着车辆的表面形成冷凝物的预测。当预测到已靠着表面形成冷凝物时，自动地启动除霜单元。在除霜单元进行操作的同时，进行关于冷凝物是否已从表面消散的另一预测。当预测到冷凝物已消散时，自动地停用除霜单元。
文档编号B60S1/02GK102381284SQ20111025229
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月30日 优先权日2010年8月30日
发明者M. 德罗尔姆 G., D. 哈根 T., M. 图马斯 T. 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司