用于控制车辆的空调的系统和方法
【专利摘要】一种用于控制车辆的空调的系统和方法，该系统可包括：仅驾驶员模式选择器，配置为选择全空调模式或单空调模式；风机电机，配置为在全空调模式或单空调模式下提供不同的室内空气量；乘客座椅模式门，配置为在选择全空调模式时通过致动器来打开，而在选择单空调模式时通过致动器来关闭；以及控制器，配置为控制风机电机的电压降低时的速度，或控制风机电机的电压升高时的速度。
【专利说明】
用于控制车辆的空调的系统和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及用于控制车辆的空调的系统和方法。更具体地，涉及一种的用于控制 车辆的空调的系统和方法，其可以防止由于在全空调模式（whole air-conditioning mode)和单空调模式（individual air-conditioning mode)之间的转换时排出至车辆内部 的空气瞬间改变而导致驾驶员感到对排出的空气量的异样感觉。
【背景技术】
[0002] 车辆的空调是用于车辆的绝对必要的便利装置之一，车辆的空调执行以下功能， 即根据诸如冬季或夏季的室外条件将车辆的室内温度调整至期望水平，以及去除形成在挡 风玻璃上的水分或冰等。
[0003] 最近，安装在车辆中的空调不仅包括同时向着驾驶员座椅和乘客座椅排出空气的 全空调操作功能(whole air-conditioning operation function)，而且包括有选择地向 着驾驶员座椅或乘客座椅排放排出的空气的单空调操作功能（individual air-conditioning operation function)〇
[0004] 图1示出车辆的空调的全空调操作状态，并且图2示出空调的单空调操作状态。
[0005] 在图1和图2中，参考标号10指的是用于提供排出空气的风机电机（blower motor) 〇
[0006] 风机电机10布置在空调组件的一个位置处，并且驾驶员的座椅模式门11和乘客座 椅模式门12可打开/可关闭地安装在空调组件的另一侧处。另外，用于打开/关闭乘客座椅 模式门12的致动器13连接至乘客座椅模式门12的打开/关闭旋转轴。
[0007] 如图1所示，如果布置在驾驶员座椅的前面处的空调控制板的仅驾驶员模式开关 (a driver only mode switch)关闭，则执行全空调模式，其中，通过风机电机10的操作排 出的空气穿过驾驶员座椅模式门11和乘客座椅模式门12,然后经由相应的管道而提供至车 辆的内部。
[0008] 另一方面，如图2所示，如果空调控制板的驾驶员模式开关（a driver mode switch)打开，则乘客座椅模式门12根据致动器13的操作而处于关闭状态，以便执行单空调 模式，其中，通过风机电机10的操作排出的空气仅穿过驾驶员座椅模式门11，然后提供至车 辆的内部。
[0009] 单空调模式将通过风机电机10的操作排出的空气减少至与全空调模式相比的一 半的水平，并且可以改善燃料效率。
[0010] 然而，传统的单空调模式和全空调模式之间的开关具有如下问题。
[0011] 在单空调模式下
[0012] 图3示出传统单空调模式的操作流程图，并且图4示出单空调模式下的致动器和风 机电机的电压变化。
[0013] 为了实现单空调模式，如果空调控制板的仅驾驶员模式开关打开，则乘客座椅模 式门根据致动器的操作而逐渐封闭，并且同时，风机电机的工作电压与全空调模式相比瞬 间降低，以便持续地保持朝向驾驶员座椅排出的空气量。
[0014] 在这种情况下，风机电机的电压如图4所示瞬间降低。另一方面，致动器的工作电 压如图4所示逐渐降低。
[0015] 就是说，风机电机的电压瞬间降低使得在乘客座椅模式门关闭时排出空气的量朝 向驾驶员座椅聚集。另一方面，致动器的工作电压逐渐降低，因为在乘客座椅模式门完全关 闭以前需要花费某些时间（2秒至5秒）。
[0016] 当风机电机的工作电压如上所述瞬间降低时，朝向驾驶员座椅排出的空气量瞬间 减少，而驾驶员因此会感到空气量瞬间减少的异样感觉。如果乘客座椅模式门完全关闭，则 驾驶员适应空气量的瞬间减少并且感到空气量是正常的。
[0017] 因此，存在以下问题，即在单空调模式下，驾驶员感到仿佛空气量瞬间减少然后返 回至正常的空气量的异样感觉。
[0018] 在全空调模式下
[0019] 图5是传统全空调模式的操作流程图。图6是示出全空调模式下的致动器和风机电 机的电压变化的曲线图。
[0020] 为了实现全空调模式，如果空调控制板的仅驾驶员模式开关关闭，则乘客座椅模 式门根据致动器的操作而逐渐打开，并且同时，风机电机的工作电压与全空调模式相比瞬 间升高，以允许排出的空气同时朝向驾驶员座椅和乘客座椅排放。
[0021] 在这种情况下，风机电机的电压如图6所示瞬间升高。另一方面，致动器的工作电 压如图6所示逐渐升高。
[0022] 就是说，风机电机的电压瞬间升高使得在乘客座椅模式门打开时排出的空气同时 朝向驾驶员座椅和乘客座椅排放。另一方面，致动器的工作电压逐渐升高，因为在乘客座椅 模式门完全打开以前需要花费某些时间（2秒至5秒）。
[0023] 当风机电机的工作电压如上所述瞬间降低时，朝向驾驶员座椅排出的空气量瞬间 增加，而驾驶员因此会感到空气量瞬间增加的异样感觉。如果乘客座椅模式门完全打开，则 驾驶员适应空气量的瞬间增加并且感到空气量是正常的。
[0024] 因此，存在以下问题，即在全空调模式下，驾驶员感到仿佛空气量瞬间增加然后返 回至正常的空气量的异样感觉。
[0025] 在本发明的【背景技术】部分中公开的信息仅用于加深对本发明的总体背景的理解， 而不应被视为承认或者以任何形式暗示该信息构成了已经为本领域技术人员所知晓的现 有技术。
【发明内容】
[0026] 本发明的各个方面旨在提供用于控制车辆的空调的系统和方法，其中，在全空调 模式和单空调模式之间的开关中，风机电机的电压变化时的速度控制为与用于驱动乘客座 椅模式门的致动器的工作电压变化时的速度相似，所以可以减少排放至车辆内部的空气量 的瞬间增加或减少，从而防止驾驶员感到排出空气量的异样感觉。
[0027] 根据本发明的多个方面，用于控制车辆的空调的系统可以包括:仅驾驶员模式选 择器，配置为选择全空调模式或单空调模式;风机电机，配置为在全空调模式或单空调模式 下供应不同的室内空气量;乘客座椅模式门，配置为在选择全空调模式时通过致动器打开， 并且在选择单空调模式时通过致动器关闭；以及控制器，配置为在通过仅驾驶员模式选择 器而选择单空调模式时将风机电机的电压降低时的速度控制为遵循致动器在工作电压降 低以用于关闭乘客座椅模式门时的速度，或者配置为在通过仅驾驶员模式选择器而选择全 空调模式时将风机电机的电压升高时的速度控制为遵循致动器在工作电压升高以用于打 开乘客座椅模式门时的速度。
[0028] 根据本发明的多个方面，用于控制车辆的空调的方法可以包括:选择全空调模式 或单空调模式;并且在选择全空调模式或单空调模式时，将用于提供空气量的风机电机的 电压变化时的速度控制为用于打开/关闭乘客座椅模式门的致动器的工作电压变化时的速 度。
[0029] 在选择单空调模式时，用于提供空气量的风机电机的电压降低时的速度可以控制 为遵循致动器在工作电压降低以用于关闭乘客座椅模式门时的速度。
[0030] 在选择全空调模式时，用于提供空气量的风机电机的电压升高时的速度可以控制 为遵循致动器在工作电压升高以用于打开乘客座椅模式门时的速度。
[0031] 风机电机的电压变化可以根据以下等式来控制： = 〃, (2/V- 4/ sin6〇= (2/V- 4/ sin/y〇，该等式是致动器的工作电压和风机电机的 电压之间的关系。
[0032]如上所述，本发明提供如下优点。
[0033]根据本发明，在空调的全空调模式和单空调模式之间的开关中，风机电机的电压 变化时的速度控制为与用于驱动乘客座椅模式门的致动器的工作电压变化时的速度相似， 使得可以减少排放至车辆内部的空气量的瞬间增加或减少，从而防止驾驶员感到排出空气 的量的异样感觉。
[0034] 应当理解，本文中所使用的术语"车辆(vehicle)"或"车辆的（vehicular)"或其他 类似术语包括广义的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商 用车辆的载客车辆;包括各种小船、海船的船只;航天器等;并且包括混合动力车辆、电动车 辆、插电式混合电动车、氢能源车辆，和其他替代燃料车辆(例如，从石油以外的资源提取的 燃料）。如本文中提及，混合车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如，汽油动力和电动 力车辆。
[0035] 本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些特征和优点通过结合于此的附图 和下文一起用于解释本发明的某些原理的【具体实施方式】来描述或变得显而易见。
【附图说明】
[0036] 图1是示出车辆的空调的全空调操作状态的示意图。
[0037] 图2是示出空调的单空调操作状态的示意图。
[0038] 图3是示出传统单空调模式的操作流程图。
[0039] 图4是示出传统单空调模式下的致动器和风机电机的电压变化的曲线图。
[0040] 图5是传统全空调模式的操作流程图。
[0041] 图6是示出传统全空调模式下的致动器和风机电机的电压变化的曲线图。
[0042] 图7是根据本发明的单空调模式的操作流程图。
[0043] 图8是示出根据本发明的单空调模式下的致动器和风机电机的电压变化的曲线 图。
[0044] 图9是根据本发明的全空调模式的操作流程图。
[0045] 图10是示出全空调模式下的致动器和风机电机的电压变化的曲线图。
[0046] 图11和图12是示出致动器的工作电压和风机电机的电压之间的关系的示意性视 图。
[0047]应当理解的是，附图并不一定必须按比例绘制，而是呈现出了示出本发明的基本 原理的各种特征的某种程度上的简化表示。如本文所公开的本发明的包括例如具体尺寸、 定向、位置、和形状地具体设计特征将通过特定的期望应用和使用环境来部分地确定。
【具体实施方式】
[0048]现在将详细参照本发明的各个实施方式，本发明的实例在附图中示出并且在下文 中进行描述。尽管将结合示例性实施方式来描述本发明，但是应理解的是，本说明书并非旨 在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施方式，而且 涵盖可包括在如由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等同物 以及其他实施方式。
[0049] 在单空调模式下
[0050] 图7是根据本发明的实施方式的单空调模式的操作流程图。图8示出根据本发明的 实施方式的单空调模式下的致动器和风机电机的电压变化。
[0051] 如果布置在驾驶员座椅的前面处的空调控制板的仅驾驶员模式开关打开，则执行 单空调模式，其中，乘客座椅模式门根据致动器的操作而处于关闭状态，以使得通过风机电 机的操作而排出的空气仅穿过驾驶员座椅模式门并且排出至车辆的内部。
[0052] 在这种状态下，如果用户（驾驶员）打开空调控制板的仅驾驶员模式开关，则控制 器(例如，加热器控制器)控制电压的变化以使得用于打开/关闭乘客座椅模式门的致动器 的工作电压逐渐降低。因此，乘客座椅模式门在2秒至5秒的范围内逐渐关闭。
[0053]同时，在乘客座椅模式门关闭时，空气朝向车辆内部的流动路径面积减少，并且因 此控制器降低风机电机的电压，同时降低致动器的工作电压以通过减少流动路径面积而减 少空气量。如图8所示，控制器将风机电机的电压降低的速度控制为与致动器的工作电压降 低的速度相似。
[0054]因此，在选择单空调模式时，控制器使用于提供排出空气的风机电机的电压降低 时的速度控制为遵循致动器在工作电压降低以用于打开/关闭乘客座椅模式门时的速度， 使得通过驾驶员座椅模式门排放至车辆内部的空气量以缓慢的速度减少。因此，可以去除 空气量的异样感觉，即在单空调模式下驾驶员在空气量瞬间减少时感到的异样。
[0055] 在全空调模式下
[0056] 图9是根据本发明的多个实施方式的全空调模式的操作流程图。图10示出全空调 模式下的致动器和风机电机的电压变化。
[0057] 如果布置在驾驶员座椅的前面处的空调控制板的仅驾驶员模式开关关闭，则执行 全空调模式，其中，通过风机电机的操作而排出的空气同时穿过驾驶员座椅模式门和乘客 座椅模式门，然后经由相应的管道供应至车辆的内部。
[0058] 在这种状态下，如果用户（驾驶员）关闭空调控制板的仅驾驶员模式开关，则控制 器(例如，加热器控制器)控制电压的变化使得打开/关闭乘客座椅模式门的致动器的工作 电压逐渐升高。因此，乘客座椅模式门在2秒至5秒的范围内逐渐打开。
[0059] 同时，在乘客座椅模式门关闭时，空气朝向车辆内部的流动路径面积增加，并且因 此控制器升高风机电机的电压，同时升高致动器的工作电压以通过增加流动路径面积而增 加空气量。如图10所示，控制器将风机电机的电压升高的速度控制为与致动器的工作电压 升高的速度相似。
[0060] 因此，当选择全空调模式时，控制器使用于提供排出空气的风机电机的电压升高 时的速度控制为遵循致动器在工作电压升高以打开/关闭乘客座椅模式门时的速度，所以 通过驾驶员座椅模式门排放至车辆内部的空气量以缓慢的速度增加。因此，可以去除空气 量的异样感觉，即在全空调模式下驾驶员在空气量瞬间增加时感到的异样。
[0061] 同时，将风机电机的电压的变化控制为遵循致动器的工作电压的变化是基于致动 器的工作电压和风机电机的电压之间的关系而执行的。
[0062] 图11和图12示出致动器的工作电压和风机电机的电压之间的关系，示出了乘客座 椅排出口，以及可附接/可分离地安装在乘客座椅排出口中的乘客座椅模式门。
[0063]在图11和图12中，θτ表示当乘客座椅模式门完全关闭时的角度，0=0Va表示乘客 座椅模式门的当前角度(Va是致动器的工作电压hAdoc^Ad表示乘客座椅模式门的面积，Αο =Adsin0T表示当乘客座椅模式完全打开时的流动路径截面面积，并且Ae=Apass表示当乘客 座椅模式门的角度是Θ时的流动路径截面面积。
[0064] 参照示出Αθ(当乘客座椅模式门的角度是Θ时）的图12，Αθ可以表示为Ae = A〇-AdSin Θ。另外，Αθ可以表示为以下等式1。
[0065] 等式 1
[0066] Ae = A『Adsin9 =Adsin0T-Adsin9 =Ad(sin0T-sin9) =APass
[0067] 在此，空气朝向驾驶员座椅排出的速度是恒定的，以使得驾驶员感到排出的空气 的强度，即，排出的空气的量是常数。因此，当空气朝向驾驶员座椅排出的速度由V。表示时， 速度是空气的量/面积。因此，空气朝向驾驶员座椅排出的速度表示为以下等式2。
[0068] 等式 2
?、
[0070] 在等式2中，Q是从风机电机排出的空气的总量，并且表示为施加至风机电机的电 压的函数。因此，Q可以表示为以下等式3。另外，A表示空气朝向驾驶员座椅排出的流动路径 截面面积和空气朝向乘客座位排出的流动路径截面面积的总和。因此，可以表示为以下等 式4。
[0071] 等式 3
[0073] 在等式3中，1表示风机电机的电压。
[0074] 等式 4
[0075] A - Adriver+Apass - Ao't'Ad ( S ?πθτ-S ?πθ )
[0076] 在等式4中，当认为乘客座椅模式门完全打开时Adriver等于A〇。
[0077] 通过结合等式3和等式4,得出致动器的工作电压和风机电机的电压之间的关系， 如在等式5和等式6中所示。
[0078] 等式 5
[0079] Q - U〇A-Uc ( Adriver+Apass )
[0080] 等式 6
[0081 ] = {..> [2Λ{) - A. sin (6^) = vt (2A(i - A. sin /?K )
[0082] 因此，可以基于致动器的工作电压和风机电机的电压之间的关系，来容易地将风 机电机的电压变化控制为遵循致动器的工作电压的变化。其中，α是常数，介于从风机电机 排出的空气的总量与V m之间;β是常数，介于Θ与Va之间。
[0083] 如上所述，在空调的全空调模式和单空调模式之间的开关中，将风机电机电压的 变化时的速度控制为与用于驱动乘客座椅模式门的致动器的工作电压的速度相似，所以可 以降低排放至车辆内部的空气量的瞬间增加或减少，从而防止驾驶员感到的排放空气的量 的异样感觉。
[0084] 出于说明和描述的目的，已经呈现了本发明的具体示例性实施方式的上述描述。 实施方式并不旨在穷尽或者将本发明限制为所公开的精确形式，并且显然地，根据上述教 导，许多变形和修改也是可能的。所选择并描述的示例性实施方式是为了解释本发明的某 些原理及其实际应用，从而使本领域内的其他技术人员能够做出并利用本发明的各个示例 性实施方式及其各种替换和修改。本发明的范围旨在通过本文所附的权利要求及其等同物 来限定。
【主权项】
1. 一种用于控制车辆的空调的系统，所述系统包括： 仅驾驶员模式选择器，配置为选择全空调模式或单空调模式； 风机电机，配置为在所述全空调模式或所述单空调模式下提供不同的室内空气量； 乘客座椅模式口，配置为在选择所述全空调模式时通过致动器来打开，而在选择所述 单空调模式时通过所述致动器来关闭；W及 控制器，配置为在通过所述仅驾驶员模式选择器选择了所述单空调模式时，将所述风 机电机的电压降低时的速度控制为遵循所述致动器在工作电压降低W用于关闭所述乘客 座椅模式口时的速度;或配置为在通过所述仅驾驶员模式选择器选择了所述全空调模式 时，将所述风机电机的电压升高时的速度控制为遵循所述致动器在工作电压升高W用于打 开所述乘客座椅模式口时的速度。2. -种用于控制车辆的空调的方法，所述方法包括： 选择全空调模式或单空调模式；W及 在选择了所述全空调模式或所述单空调模式时，将用于提供空气量的风机电机在电压 变化时的速度控制为用于打开/关闭乘客座椅模式口的致动器在工作电压变化时的速度。3. 根据权利要求2所述的方法，其中，在选择了所述单空调模式时，用于提供空气量的 所述风机电机在电压降低时的速度控制为遵循所述致动器在工作电压降低W用于关闭所 述乘客座椅模式口时的速度。4. 根据权利要求2所述的方法，其中，在选择了所述全空调模式时，用于提供空气量的 所述风机电机在电压升高时的速度控制为遵循所述致动器在工作电压升高W用于打开所 述乘客座椅模式口时的速度。5. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述风机电机的电压变化基于W下等式来控制：所述等式是所述致动器的工作电压与所述 风机电机的电压之间的关系，其中，Vm表示风机电机的电压;V。表示空气朝向驾驶员座椅排 出的速度;Ao表示当乘客座椅模式完全打开时的流动路径截面面积;Ad表示乘客座椅模式口 的面积；Θ表示乘客座椅模式口的当前角度;Va是致动器的工作电压;α是常数，介于从风机 电机排出的空气的总量与Vm之间;β是常数，介于Θ与化之间。6. 根据权利要求3所述的方法，其中：所述风机电机的电压变化基于W下等式来控制：所述等式是所述致动器的工作电压与所述 t 风机电机的电压之间的关系，其中，Vm表示风机电机的电压;V。表示空气朝向驾驶员座椅排 出的速度;Ao表示当乘客座椅模式完全打开时的流动路径截面面积;Ad表示乘客座椅模式口 的面积；Θ表示乘客座椅模式口的当前角度;Va是致动器的工作电压;α是常数，介于从风机 电机排出的空气的总量与Vm之间;β是常数，介于Θ与化之间。7. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述风机电机的电压变化基于W下等式来控制：所述等式是所述致动器的工作电压与所述 风机电机的电压之间的关系，其中，Vm表示风机电机的电压;V。表示空气朝向驾驶员座椅排 出的速度;Ao表示当乘客座椅模式完全打开时的流动路径截面面积;Ad表示乘客座椅模式口 的面积；Θ表示乘客座椅模式口的当前角度;Va是致动器的工作电压;α是常数，介于从风机 电机排出的空气的总量与Vm之间;β是常数，介于θ与化之间。
【文档编号】B60H1/00GK106080093SQ201511030430
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】姜明勋, 李尚信, 李相晔, 金明会, 高在佑, 韩圭益
【申请人】现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社, 翰昂系统株式会社