一种驻车风窗玻璃主动防结霜和结冰的控制装置及其控制方法与流程

本发明涉及汽车空调系统领域，具体涉及一种驻车风窗玻璃主动防结霜和结冰的控制装置及其控制方法。

背景技术：

冬季行车时，由于驾驶员通常开启内循环暖风加热驾驶室以及人体散湿的影响,在驻车时驾驶室内温度和湿度较大。当驾驶室内绝对湿度足够大且玻璃温度低于车内湿空气霜点时，风窗玻璃内表面容易结霜，而且冬季下雪后，融化的雪水容易在车窗玻璃外表面结冰，甚至会将雨刮器冻结在车窗玻璃上，严重影响车辆的正常使用，驾驶员用车时需要较长时间除霜和除冰。

现有技术通常对行车时风窗玻璃上形成的雾层进行主动清除，如中国专利cn10299144a所述的系统通过主动切换空调的内外循环及调整空调系统出风方向、出风量和出风温度，实现行车过程中自动除雾，但没有涉及到驻车主动防结霜和结冰，因此现有技术的对环境的适应性尚不能完全满足用户的需求。

技术实现要素：

本发明设计开发了一种驻车风窗玻璃主动防结霜和结冰的控制装置，本发明的目的是通过对传感器进行合理布局，全面采集车内外以及风窗玻璃上温、湿度数据。

本发明设计开发了一种驻车风窗玻璃主动防结霜和结冰的控制装置的控制方法，本发明的发明目的是对车载空调开启以及开度进行合理控制解决驻车时风窗玻璃结霜以及结冰的问题。

本发明提供的技术方案为：

一种驻车风窗玻璃主动防结霜和结冰的控制装置，包括：

环境湿度传感器，其固定安装在车载空调外循环进气口；

环境温度传感器，其固定安装在车载空调外循环进气口；

驾驶室湿度传感器，其固定安装在驾驶座和副驾驶座之间；

驾驶室温度传感器，其固定安装在驾驶座和副驾驶座之间；

风窗玻璃温度传感器，其固定安装在风窗玻璃边缘；

雨雪传感器，其固定安装在车载天窗外部，并与所述环境温度传感器以及所述环境湿度传感器电联，用于获取车外空气中温度和相对湿度；

中央集控器，其同时电联所述环境湿度传感器、所述环境温度传感器、所述驾驶室湿度传感器、所述驾驶室温度传感器、所述风窗玻璃温度传感器以及所述雨雪传感器；

执行模块，其电联所述中央集控器，并且所述执行模块用于控制空调的内外循环以及风门开度。

优选的是，还包括：蓄电池电压传感器，其电联所述中央集控器。

优选的是，还包括：车门闭锁传感器，其电联所述中央集控器。

一种驻车风窗玻璃主动防结霜和结冰的控制装置的控制方法，包括如下步骤：

步骤一、采集车外环境相对湿度rhout以及车外环境温度tout，计算降雪概率λ，降雪概率的经验公式为：

式中，rh0为相对湿度经验对比值、t0为温度经验对比值，e为自然对数的底数；

其中，当降雪概率λ≥1.43时，判断为降雪，当降雪概率λ＜1.43时，判断为不降雪；

步骤二、采集驾驶室内相对湿度rhin、驾驶室内温度tin以及风窗玻璃温度tf，计算驾驶室内的饱和水蒸气压esin、水蒸气压ein，驾驶室外环境的饱和水蒸气压esout、水蒸气压eout，计算公式为：

ein＝rhin·esin，

eout＝rhout·esout；

步骤三、当ein＞esout时，空调风机开启，开启外循环，当ein≤esout时，读取降雪概率，判断降雪时，并且tf＞273.15时，风机继续开启，直至风窗玻璃温度tf≤273.15时，风机关闭。

优选的是，在所述步骤一之前进行车门闭锁检测，当确定车门闭锁进行所述控制装置开启。

优选的是，在所述步骤一之前，并且在所述车门闭锁检测之后进行蓄电池电压检测，当确定所述蓄电池电压高于阈值进行所述控制装置开启。

优选的是，在所述步骤三中，当tf＞273.15时，对风机的风门开度β进行调节，调节风门开度β的经验公式为：

式中，t0为温度经验对比值，β0为风机的风门完全开启时的风门开度，e为自然对数的底数。

本发明与现有技术相比较所具有的有益效果：

1、本发明通过采集驻车时驾驶室的温度、湿度，环境的温度、湿度及风窗玻璃的温度，合理有效的判断是否降雪，进而对车载空调的开启以及车载空调风机的开度进行有效的控制，从而进行很好的防止驻车时风窗玻璃结霜和结冰；

2、本发明的系统及控制方法简单灵活，适用性较强，易于推广应用。

附图说明

图1为本发明所述的一种驻车风窗玻璃主动防结霜和结冰的控制系统结构组成框图。

图2为本发明所述的一种驾驶室空气质量主动控制系统的控制方法处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所述，本发明提供了一种驻车风窗玻璃主动防结霜和结冰的控制装置，主体包括：信息采集模块、中央集控器以及执行模块；其中，信息采集模块包括：驾驶室空气采集模块、环境空气采集模块、风窗玻璃温度传感器以及雨雪传感器，环境空气采集模块中的环境湿度传感器以及环境温度传感器均固定安装在车载空调外循环进气口，用来采集环境温湿度数据，驾驶室空气采集模块中的驾驶室温度传感器以及驾驶室湿度传感器均固定安装在驾驶座和副驾驶座之间，用来采集驾驶室内温湿度，风窗玻璃温度传感器固定安装在风窗玻璃外表面边缘，用来采集风窗玻璃温度，雨雪传感器固定安装在车载天窗外部，并与环境温度传感器以及环境湿度传感器电联，用于获取车外空气中温度和相对湿度，中央集控器同时电联环境湿度传感器、环境温度传感器、驾驶室湿度传感器、驾驶室温度传感器、风窗玻璃温度传感器以及雨雪传感器，执行模块电联中央集控器，并且执行模块用于控制空调的内外循环以及风门开度。

在另一种实施例中，信息采集模块还包括蓄电池电压传感器，其电联所述中央集控器。

在另一种实施例中，信息采集模块还包括车门闭锁传感器，其电联所述中央集控器。

如图2所示，本发明还提供了一种驻车风窗玻璃主动防结霜和结冰的控制装置的控制方法，其基于空调的风机主动控制驻车时驾驶室空气的温度和湿度，防止冬季驻车风窗玻璃结霜和结冰，具体步骤如下：

步骤一、中央集控器判断驾驶员是否开启主动控制系统，并记录系统开启前驾驶员的操作，若开启进入步骤二，否则结束；

步骤二、中央集控器判断车门是否闭锁，如果闭锁，进入步骤三，否则结束；

步骤三、读取蓄电池电压检测模块信号，判断蓄电池电压是否低于阈值，若低于阈值，结束，否则进入下一步；

步骤四、环境温湿度传感器及雨雪采集模块采集驾驶室外空气的相对湿度rhout、温度tout以及判断否有降雪：

步骤五、驾驶室内空气采集模块采集驾驶室内空气的相对湿度rhin和温度tin，风窗玻璃温度传感器采集风窗玻璃温度tf；

步骤六、中央集控器根据采集驾驶室内相对湿度rhin、驾驶室外环境相对湿度rhout、驾驶室内温度tin、驾驶室外温度tout以及风窗玻璃温度tf，计算驾驶室内的饱和水蒸气压esin、水蒸气压ein，驾驶室外环境的饱和水蒸气压esout、水蒸气压eout，计算公式为：

ein＝rhin·esin，

eout＝rhout·esout；

步骤七、当ein＞esout时，车窗玻璃有结霜的可能，空调风机开启，开启外循环，以最大风量吹风，30s后重新读取车内外温度和湿度传感器数据，重复步骤六，直至ein＝esout；当ein＜esout时，进入步骤八；

步骤八、读取车外雨雪传感器信号，如下雪，读取风窗玻璃传感器温度，若tf＞273.15k，风机继续开启，直至风窗玻璃温度tf降至273.15k，否则结束。

在另一种实施例中，所述步骤四中，判断是否降雪包括如下步骤：

采集驾驶室外环境相对湿度rhout以及驾驶室外环境温度tout，计算降雪概率λ，降雪概率的经验公式为：

式中，rh0为相对湿度经验对比值，单位为％，t0为温度经验对比值，单位为k，e为自然对数的底数；

其中，当降雪概率λ≥1.43时，判断为降雪，当降雪概率λ＜1.43时，判断为不降雪；在本实施中，t0＝279.65k，rh0＝10％。

在另一种实施例中，在所述步骤八中，当tf＞273.15k时，对风机的风门开度β进行调节，调节风门开度β的经验公式为：

式中，t0为温度经验对比值，单位为k，β0为风机的风门完全开启时的风门开度，e为自然对数的底数；在本实施中，t0＝279.65k。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。