用于控制车辆的空调的方法与流程

本申请要求于2017年8月11日提交的韩国专利第10-2017-0102258号的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

本发明涉及一种用于使用带有2层结构的鼓风机控制车辆的空调的方法，更具体地，涉及这样一种用于控制车辆的空调的方法，该方法可根据详细的加热状态以逐步的方式控制鼓风机的进气门，从而增加平均车内温度并改进乘客的上身的热感觉，在现有的用于使用带有2层结构的鼓风机控制空调的方法中的热感觉并不令人满意。

背景技术：

通常，大多数车辆具有安装于其中的空调。

车辆的空调包括：空气冷却器，该空气冷却器通过鼓风机(或者鼓风机模块)的鼓风机风扇将冷空气引入车辆中，以便冷却车辆的内部；以及加热器，该加热器通过鼓风机的鼓风机风扇将热空气引入车辆中，以便加热车辆的内部。

近来，为了改进在加热期间的除雾性能及加热性能，已经进行了关于一种用于将鼓风机应用于带有2层结构的鼓风机风扇的方法的研究，该鼓风机用来分离或者混合通过分开的气流路径引入的车内空气和车外空气。

特别地，已经进行了关于能够在提供比现有方法更好的加热性能的同时降低功率消耗或改进燃料效率的方法的研究。

在2017年2月3日公开的题为“用于车辆的空调”的韩国专利公开第10-2017-0012821号中公开了相关技术。

技术实现要素：

本发明的实施例涉及一种用于控制车辆的空调的方法，其可通过使用带有2层结构的鼓风机控制空调来改进加热性能，抑制窗户上的湿气的冷凝，并控制车辆的车内co2浓度(通风)。

在一个实施例中，提供了一种用于控制车辆的空调的方法，该空调包括鼓风机，鼓风机具有分成多个入口和多个出口的结构。该方法可包括：通过控制器检测或预测以下信息中的一个或多个：车辆的内部温度、外部温度、用作加热源的发动机的温度、车辆的车内湿度、co2浓度和后座乘客信息；以及通过控制器基于所检测或预测的信息和鼓风机设定模式来综合地确定车辆的车外状态、车辆的车内状态和用户的意图，并根据多个指定步骤中的一个来控制空调的进气门。

加热状态可包括车外空气设定、极冷状态、用于外部温度的温度设定、最大加热设定和后座乘客状态中的一个或多个。

多个指定步骤可包括：第一步骤，其中，通过鼓风机风扇的顶部和底部引入和排出车外空气；第二步骤，其中，通过鼓风机风扇的顶部仅引入和排出车外空气，并且通过鼓风机风扇的底部仅引入和排出车内空气；第三步骤，其中，通过鼓风机风扇的顶部引入和排出车外空气和车内空气的空气混合物，并且通过鼓风机风扇的底部仅引入和排出车内空气，其中，空气混合物中的车外空气的比例大于空气混合物中的车内空气的比例(车外空气＞车内空气)；第四步骤，其中，通过鼓风机风扇的顶部引入和排出车外空气和车内空气的空气混合物，并且通过鼓风机风扇的底部仅引入和排出车内空气，其中，混合物中的车内空气的比例等于或者大于混合物中的车外空气的比例(车外空气≤车内空气)；以及第五步骤，其中，通过鼓风机风扇的顶部和底部引入和排出车内空气。

在通过上流动路径另外引入车内空气以改进前座或后座的加热效率的第三步骤和第四步骤中，控制器可调节当通过鼓风机风扇的顶部排出车外空气和车内空气的空气混合物时另外引入的车内空气的量，并控制指定进气门使得将加热的空气主要运送到前座或者转移到后座。

该方法还可包括检查进气设定、极冷条件、预设温度是否高于外部温度(预设温度＞外部温度)以及最大加热设定。当当前加热状态对应于最大加热设定时，控制器可检查乘客是否坐在后座上，并且当乘客坐在后座上时，根据第三步骤(其中，通过鼓风机风扇的顶部引入和排出车外空气和车内空气的空气混合物，并且通过鼓风机风扇的底部仅引入和排出车内空气)来控制进气门，其中，空气混合物中的车外空气的比例大于空气混合物中的车内空气的比例(车外空气＞车内空气)。

控制器可使用后座安全带是否被紧固、是否检测到乘坐压力传感器信号、是否检测到儿童座椅传感器信号、通过单独的红外传感器确定乘客是否坐在后座上、后座窗户开关是否被调节以及后座是否被调节中的一个或多个来检查乘客是否坐在后座上。

控制器可检查乘客是否坐在后座上，并且当没有乘客坐在后座上时，根据第四步骤(其中，通过鼓风机风扇的顶部引入和排出车外空气和车内空气的空气混合物，并且通过鼓风机风扇的底部仅引入和排出车内空气)来控制进气门，其中，空气混合物中的车内空气的比例等于或者大于空气混合物中的车外空气的比例(车外空气≤车内空气)。

在根据多个指定步骤中的一个来控制空调的进气门中，控制器可在除了通过鼓风机风扇的顶部和底部引入和排出车外空气的第一步骤以外的其他步骤另外执行ads(自动除雾系统)控制和co2浓度控制。

在根据多个指定步骤中的一个来控制空调的进气门中，控制器可执行第四步骤，以使用在车辆中循环的车内空气的特征来改进前座的加热效率。

在另一实施例中，提供了一种用于控制车辆的空调的方法，该空调包括鼓风机，鼓风机具有分成多个入口和多个出口的结构。该方法可包括：当加热车辆时，通过控制器检查乘客是否坐在后座上；以及当乘客坐在后座上时，通过控制器控制进气门使得通过鼓风机风扇的底部引入和排出车内空气并且通过鼓风机风扇的顶部引入和排出车外空气和车内空气的空气混合物以改进后座的加热效率，其中，空气混合物中的车外空气的量大于空气混合物中的车内空气的量。可将部分车内空气(其是随着车外空气的流动移动的车内空气的一部分)转移到后座以改进后座的加热效率。

在另一实施例中，提供了一种用于控制车辆的空调的方法，该空调包括鼓风机，鼓风机具有分成多个入口和多个出口的结构。该方法可包括：当加热车辆时，通过控制器检查乘客是否坐在后座上；以及当没有乘客坐在后座上时，通过控制器控制进气门使得通过鼓风机风扇的底部引入和排出车内空气并且通过鼓风机风扇的顶部引入和排出车外空气和车内空气的空气混合物以改进前座的加热效率，其中，空气混合物中的车外空气的量小于空气混合物中的车内空气的量。可将部分车内空气(其是随着车外空气的流动移动的车内空气的一部分)转移到前座以改进前座的加热效率。

附图说明

图1是示出了根据本发明的一个实施例的用于车辆的空调控制装置的示意性配置的图示。

图2示出了图1中的带有2层结构的一般鼓风机。

图3是用于描述一种根据本发明的一个实施例的用于控制车辆的空调的方法的流程图。

图4是用于描述图3中的用于根据加热模式控制进气门的步骤的表格。

图5示出了图3中的当车内空气和车外空气混合时通过调节车内空气与车外空气的比例来改进后座或前座的加热效率的原理。

图6是示出了图3中的用于每个进气门控制步骤的加热空气的排出温度和通风损失的抽气器(extractor，导风器)温度的曲线图。

图7示出了图3中的当根据另外引入部分车内空气的步骤控制进气门时的加热效果。

图8是用于描述图3中的用于每个进气门控制步骤以便防止湿气在窗户上冷凝的湿度控制方法的曲线图。

图9是用于描述图3中的取决于co2浓度的进气门控制步骤的曲线图。

图10是用于描述图9中的取决于是否安装co2传感器的进气门控制方法的图示。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的一个实施例的用于控制车辆的空调的方法。

应指出，这些图并不是精确地按比例绘制的，并且可仅为了描述方便和清楚的目的而夸大线的厚度或者部件的尺寸。而且，本文使用的术语通过考虑本发明的功能来定义，并且可根据用户或者操作员的习惯或意图来改变。因此，应根据本文阐述的全部公开内容来定义术语。

图1示出了根据本发明的一个实施例的用于车辆的空调控制装置的示意性配置。

如图1中示出的，根据本发明的该实施例的用于车辆的空调控制装置可包括温度传感器110、湿度传感器120、co2传感器130、后座乘客传感器140、控制器150、门驱动单元160和鼓风机blw。

温度传感器110可包括用于检测车辆的内部和外部的温度的一个或多个温度传感器。

温度传感器110可检测顶部温度、底部温度、前座温度和后座温度中的一个或多个，作为车辆内部的温度。

虽然未在附图中详细地示出，但是可从指定服务器(未示出)接收诸如对于每个城市或地区的温度信息的外部温度数据(外部温度信息)，作为外部温度。

湿度传感器120可包括用于检测车辆的车内湿度的一个或多个湿度传感器。

湿度传感器120可包括用于检测车辆的车外湿度或车内湿度的一个或多个湿度传感器。

co2传感器130可包括用于检测车辆的车外或车内co2浓度的一个或多个co2传感器。

后座乘客传感器140可检测乘客(乘员)是否坐在车辆的后座上。为了检测后座中的乘客(或者乘员)，后座乘客传感器140可从车辆的电子控制器(ecu)接收座椅安全带紧固信号、乘坐压力传感器信号或者儿童座椅传感器信号，根据后座窗户操作信号和后座控制信号或者使用通过分开的传感器(例如，红外传感器或者超声波传感器)检测的信号来检测乘客是否坐在后座上。

控制器150可将模式设定信息和通过相应单元110至140检测的信息组合，并且根据车辆的详细加热状态(例如，车外空气设定、极冷状态、对外部温度的温度设定、最大加热设定或者后座乘客状态)以逐步的方式控制鼓风机blw的进入门(或进气门)。

门驱动单元160可包括电机和/或致动器，并且通过根据控制器150的控制驱动鼓风机blw的门(或者多个进气门和出气门)来调节车外空气与车内空气的比例。

图2示出了图1中的带有2层结构的一般鼓风机。图2中示出的结构仅用来促进该2层结构的理解，并且不限制根据本实施例的鼓风机风扇的结构。

作为参考，带有2层结构的鼓风机blw的鼓风机风扇可具有分成上部和下部的结构。例如，可在周向方向或者顶部到底部的方向上形成进气口，并且出气口可连接到进气口。鼓风机风扇可将通过内部通道(空气通道)引入的空气(车内空气)排出到底部，并将通过外部通道引入的空气(车外空气)排出到顶部。根据本发明的实施例的用于控制车辆的空调的方法不仅可应用于带有2层结构的一般鼓风机，而且可应用于具有多个进气门和多个出气门的所有鼓风机(或者鼓风机模块)的鼓风机风扇。

在下文中，将参考图3的流程图详细地描述控制器150的操作。

图3是用于描述根据本发明的实施例的用于控制车辆的空调的方法的流程图。

参考图3，在步骤s101，控制器150可检查鼓风机的当前模式是混合/除雾模式、除霜模式、还是另一模式。

当步骤s101的检查结果表明鼓风机的当前模式是混合/除雾模式或者除霜模式时(步骤s101为y)，在步骤s102，控制器150可根据第一步骤#1(参考图4)执行进气门控制。

图4是用于描述图3中的用于根据加热模式执行进气门控制的步骤的表格。

参考图4，第一步骤#1的进气门控制是通过鼓风机风扇的顶部和底部引入和排出车外空气。

当步骤s101的检查结果表明鼓风机的当前模式不是混合/除雾模式或者除霜模式，而是另一模式(例如，通风(面部)、双水平(bi-level)、地面(脚部)或者所有模式)时(步骤s101为n)，在步骤s103，控制器150可检查是否将进气设定设定为车外空气。

当步骤s103的检查结果表明将进气设定为车内空气时(步骤s103为的n)，在步骤s111，控制器150可根据第五步骤#5(参考图4)执行进气门控制。

参考图4，第五步骤#5的进气门控制是通过鼓风机风扇的顶部和底部引入和排出车内空气。

另一方面，当步骤s103的检查结果表明将进气设定为车外空气时(步骤s103为y)，在步骤s104，控制器150可检查当前外部温度是否对应于极冷条件。

极冷条件可表明外部温度等于或低于第一温度(例如，-10℃)。当在进入极冷条件之后车外空气等于或高于第二温度(例如，-7℃)时，可取消极冷条件。然而，第一温度和第二温度可以不受限制。

当步骤s104的检查结果表明当前外部温度不对应于极冷条件时(步骤s104为n)，在步骤s102，控制器150可根据第一步骤#1(参考图4)执行进气门控制。也就是说，由于在步骤s103将进气设定为车外空气，所以可通过鼓风机风扇的顶部和底部两者引入和排出车外空气。

另一方面，当步骤s104的检查结果表明当前外部温度对应于极冷条件时(步骤s104为y)，在步骤s105，控制器150可确定预设温度是否高于当前外部温度。

当步骤s105的比较结果表明外部温度高于预设温度时(步骤s105为n)，在步骤s102，控制器150可根据第一步骤#1(参考图4)执行进气门控制。也就是说，由于外部温度高于预设温度，所以即使将100％的车外空气引入内部，也可通过鼓风机风扇的顶部和底部两者引入和排出车外空气。

然而，当步骤s105的比较结果表明外部温度不高于预设温度时(步骤s105为y)或者预设温度等于或高于外部温度时，在步骤s106，控制器150可检查是否将当前加热状态设定为最大加热。

最大加热可表明预设温度等于或者高于第三温度(例如，23℃)，并且冷却水温度等于或低于第四温度(例如，70℃)。然而，第三温度和第四温度可以不受限制。

当步骤s106的检查结果表明不将当前加热状态设定为最大加热时(步骤s106为n)，在步骤s107，控制器150可根据第二步骤#2(参考图4)执行进气门控制。

参考图4，第二步骤#2的进气门控制是，通过鼓风机风扇的顶部仅引入和排出车外空气，同时通过鼓风机风扇的底部仅引入和排出车内空气，以便使车内空气循环。也就是说，由于当前加热状态不是最大加热，而是在极冷条件下需要加热，所以可同时执行车外空气排出和加热。

当步骤s106的检查结果表明将当前加热状态设定为最大加热时(步骤s106为y)，在步骤s108，控制器150可检查乘客是否坐在后座上。

当步骤s108的检查结果表明乘客坐在后座上时(步骤s108为y)，在步骤s109，控制器150可根据第三步骤#3(参考图4)执行进气门控制。

参考图4，第三步骤#3的进气门控制是，通过鼓风机风扇的顶部引入和排出车内空气和车外空气的空气混合物，同时通过鼓风机风扇的底部仅引入和排出车内空气。此时，空气混合物中的车外空气的比例可高于车内空气的比例(车外空气＞车内空气)。也就是说，为了改进加热性能，可通过鼓风机风扇的顶部引入和排出空气混合物。此时，可将空气混合物中的车外空气的比例被设定为比车内空气的比例更高的值，使得加热的空气可根据通过车辆的后座流通到外部的车外空气流的特征而到达后座中的乘客(参考图5)。

此时，控制器150可使用以下信息中的一个或多个来检查乘客是否坐在后座上：是否紧固后座安全带；是否检测到乘坐压力传感器信号；是否检测到儿童座椅传感器信号；是否通过分开的红外传感器检测到后座中的乘客；是否调节后座窗户开关；以及是否调节后座。而且，控制器150可检查乘客是否坐在后座上，这取决于通过分开安装的传感器(例如，红外传感器或者超声波传感器)感测的信号是否失效。例如，当该信号失效时，控制器150可确定出乘客坐在后座上。

图5示出了图3中的当车内空气和车外空气混合时通过调节车内空气与车外空气的比例来改进后座或前座的加热效率的原理。参考图5，可从车辆的前部引入加热的空气，使其沿着车辆的上部或者车顶和乘客的头部朝向车辆的后部移动，然后将其排出到外部。因此，当车外空气和车内空气的空气混合物中的车外空气的量被控制为大于车内空气的量时(即，在第三步骤#3的控制期间)，车内空气可随着车外空气移动到后座，同时减少部分车内空气(车内空气的与车外空气的流动混合并移动的部分)。因此，可改进后座的加热效率。

当步骤s108的检查结果表明没有乘客坐在后座上时(步骤s108为n)，在步骤s110，控制器150可根据第四步骤#4(参考图4)执行进气门控制。

参考图4，第四步骤#4的进气门控制是，通过鼓风机风扇的顶部引入和排出空气混合物，同时通过鼓风机风扇的底部仅引入和排出车内空气。此时，空气混合物中的车内空气的比例可等于或大于车外空气的比例(车外空气≤车内空气)。也就是说，为了改进加热性能，可通过鼓风机风扇的顶部引入和排出空气混合物。然而，由于加热的空气不需要到达后座，所以可引入和排出车内空气的比例等于或大于车外空气的比例的空气混合物(参考图5)。

参考图5，可从车辆的前部引入车外空气，使其沿着车顶朝向车辆的后部移动，并将其排出到外部。因此，当车外空气和车内空气的空气混合物中的车外空气的量小于车内空气的量时(即，在第四步骤#4的控制期间)，可以不使车内空气移动到后座，同时增加部分车内空气(与车外空气的流动混合并移动的车内空气的部分)。因此，可改进前座的加热效率。

图6是示出了用于每个进气门控制步骤的加热空气的排出温度和通风损失的抽气器温度的曲线图。如图6中示出的，朝向第一步骤#1(其中，车外空气的量较高)，通风损失增加且排出温度下降；并且朝向第五步骤#5(车外空气的量较低)，通风损失减小且排出温度升高。

特别地，当根据第三步骤#3和第四步骤#4(其中，在通过鼓风机风扇的顶部排出车外空气和车内空气的空气混合物的同时，另外引入部分车内空气(车内空气的与车外空气的流动混合并移动的部分))执行进气门控制时，可比通过鼓风机风扇的顶部仅排出车外空气的现有方法进一步改进加热效率。

图7示出了图3中的当根据另外引入部分车内空气(车内空气的与车外空气的流动混合并移动的部分)的步骤执行进气门控制时的加热效果。图7比较地示出了当根据第二步骤#2(其中，不另外引入部分车内空气)执行进气门控制时的顶部温度(例如，17.6℃)和当根据第三步骤#3(其中，另外引入部分车内空气)执行进气门控制时的顶部温度(例如，19.4℃)。参考图7，当根据第三步骤#3(其中，另外引入部分车内空气)执行进气门控制时，可使顶部温度升高大约2℃。

作为参考，在相应的进气门控制步骤#1到#5引入的车外空气的量可具有以下关系：第一步骤#1＞第二步骤#2＞第三步骤#3＞第四步骤#4＞第五步骤#5。车外空气的量的增加可改进除雾和co2流通性能，但是会劣化加热性能。

因此，在除了仅引入车外空气的第一步骤#1以外的第二步骤#2到第五步骤#5中，需要另外执行ads(自动除雾系统)控制和co2控制(或者co2浓度控制)。

图8是用于描述图3中的用于每个进气门控制步骤以便防止湿气在窗户上冷凝的湿度控制方法的曲线图。如图8中示出的，可将车辆的车内湿度划分成一个或多个区段。在湿度较高的区段中，可从进气门控制的第一步骤#1(其中，车外空气的量较高)按顺序执行进气门控制。在湿度较低的第二区段中，可从进气门控制的第五步骤#5(其中，车外空气的量较低)按顺序执行进气门控制。

图9是用于描述图3中的取决于co2浓度的进气门控制步骤的曲线图。如图9中示出的，可将车辆的co2浓度划分成一个或多个区段，在co2浓度较高的第二区段中，可从进气门控制的第一步骤#1(其中，车外空气的量较高)按顺序执行进气门控制。在co2浓度较低的区段中，可从进气门控制的第五步骤#5(其中，车外空气的量较低)按顺序执行进气门控制。

图10是用于描述图9中的取决于是否安装co2传感器的进气门控制方法的图示。如图10中示出的，当在车辆中安装有co2传感器130(例如，co2传感器)时(步骤s201为y)，在步骤s202，co2传感器130(例如，co2传感器)可检测co2浓度并且对如图9中示出的每个步骤执行进气门控制。

然而，当在车辆中不安装co2传感器130(例如，co2传感器)时，在步骤s203，控制器150可预测co2浓度并且对每个步骤执行进气门控制。

例如，控制器150可通过参考通过基于车速(或者发动机rpm)和行驶时间的co2浓度测量实验得到的co2浓度表或者使用基于车速(或者发动机rpm)和行驶时间的预设co2浓度近似表达式来预测co2浓度。

根据本发明的实施例，该控制方法可根据详细加热状态以逐步的方式控制空调的鼓风机进气门，从而将流通到车辆外部的热量最小化并增加平均车内温度和乘客的上身的热感觉。而且，该控制方法可减小用于加热的功率消耗，从而改进燃料效率。而且，该控制方法可适当地控制窗户上的湿气和当使多余的车内空气连续循环时可能出现的co2浓度。因此，能够在保证用于安全驾驶的视域的同时保持车辆的车内空气质量。

虽然已经为了说明性目的公开了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离如在所附权利要求中限定的本发明的范围和实质的情况下，各种修改、添加和替代都是可能的。