增强型车辆窗户防雾策略的制作方法

本公开总体上涉及车辆加热、通风和空调(hvac)系统操作。更具体地，本公开涉及用于根据确定的条件来激活合适的除雾/除霜系统同时为车辆乘员保持合适的舒适度的策略。

背景技术：

车辆包括许多致力于保持乘客舒适性的系统和装置。例如，现代汽车加热、通风和空调(hvac)系统是非常先进的，并且包括各种手动和自动操作的特征，其基本目的是保持和增强乘客舒适性。一些现代车辆包括自动乘客舒适性相关系统，其依赖于车辆加热和/或冷却系统致动的传感器驱动的协调，所述致动是根据各种输入诸如环境温度、环境湿度、乘客舱温度、乘客舱湿度、阳光照度等进行。

某些其他车辆系统通常在设计时不考虑乘客舒适性。例如，在车辆工业中已知多种系统和策略用于防止或消除车辆窗户起雾/结霜。一些这样的系统被设计成预测并因此防止起雾/结霜，诸如通过使用算法来确定窗户起雾/结霜的风险以及激活一个或多个窗户除雾/除霜系统。通常，这些系统/策略依赖于简单地将适当加热和/或除湿的气流导向窗户以防止或清除起雾/结霜。虽然传统的系统和策略对其预期目的有效，但是其重点在于窗户除雾，而对乘客舒适性未做任何考虑，因为优先考虑的是窗户除雾以提供无阻碍的道路视野。作为实例，窗户除雾系统的手动或自动致动可以将除湿和/或加热的空气喷射导向窗户，其有效地清除窗户上的任何雾或霜。然而，因为无论是否考虑环境温度/湿度、乘客舱温度/湿度等都产生除湿和/或加热的气流，所以乘客舱乘员舒适性可能受到负面影响。

为了解决这个问题和其他问题，本公开高度涉及用于车辆窗户除雾的系统和方法，其根据确定的条件来选择车辆气候控制系统除雾策略，和/或根据确定的条件和/或条件变化逐渐应用各种车辆气候控制系统除雾策略和系统。该系统和方法依赖于各种车辆传感器和用户实施的输入来确定由特定条件产生的窗户起雾的风险。通过策略/系统的这种逐渐应用，应用必要水平的车辆窗户除雾，同时尽可能地保持车辆乘员的舒适性。

技术实现要素：

根据本文所述的目的和益处，在本公开的一个方面，提供了一种用于对车辆的窗户进行除雾的方法，所述方法包括确定窗户起雾的风险以及根据所确定的窗户起雾的风险自动选择气候控制系统操作模式。气候控制系统操作模式选自由外部空气模式、空调模式和除霜模式组成的组。窗户起雾的风险由控制器根据一个或多个输入确定。气候控制系统操作模式可以由相同或不同控制器自动选择。包括一个或多个处理器的控制器和/或不同控制器可以与车辆气候控制模块(ccm)相关联。

在一个可能的实施例中，控制器或不同控制器根据确定的窗户起雾的风险选择外部空气模式、空调模式和除霜模式中的一个。如果根据所确定的窗户起雾的风险确定是必要的，则控制器或不同控制器可以增加气候控制系统风机速度以增加由外部空气模式、空调模式和除霜模式中的选定者所提供的气流速率。在另一个可能的实施例中，控制器或不同控制器根据所确定的窗户起雾的风险，依序致动外部空气模式、空调模式和除霜模式。控制器或不同控制器可以实施以下中间步骤：根据所确定的窗户起雾的风险，增加气候控制系统风机速度，以增加由外部空气模式、空调模式和除霜模式中的一个或多个所提供的气流速率。

在实施例中，控制器确定窗户起雾的风险所借助的输入可以分别由以下组提供，所述组由挡风玻璃相对湿度传感器、车辆相关外部环境温度传感器、乘客舱温度传感器、窗户雨刮器系统模式传感器和窗户加热的玻璃模式传感器组成。

在另一方面，提供了一种用于对车辆的窗户进行除雾的方法，所述方法包括向包括在车辆气候控制模块(ccm)中的处理器提供一个或多个输入。通过处理器根据一个或多个输入确定窗户起雾的风险。根据所确定的窗户起雾的风险，相同或不同处理器从由以下各项组成的组中自动选择气候控制系统操作模式：外部空气模式、空调模式和除霜模式。

在实施例中，处理器或不同处理器可以根据所确定的窗户起雾的风险直接选择外部空气模式、空调模式和除霜模式中的一个，或者可以依序致动外部空气模式、空调模式和除霜模式。可以提供以下中间步骤：通过处理器或不同处理器实施增加气候控制系统风机速度，以增加由外部空气模式、空调模式和除霜模式中的一个或多个所提供的气流速率。输入可以由以下各项组成的传感器组提供给处理器，所述传感器组由挡风玻璃相对湿度传感器、车辆相关外部环境温度传感器、乘客舱温度传感器、窗户雨刮器系统模式传感器和窗户加热的玻璃模式传感器组成。

在又一方面，提供了一种车辆窗户除雾系统，其包括一个或多个处理器，所述处理器包括在车辆气候控制模块(ccm)中并且被配置成根据一个或多个接收到的输入来确定窗户起雾的风险。所述系统还包括：一个或多个传感器，其适于将一个或多个输入发送到一个或多个处理器；以及气候控制系统，其可操作地连接到一个或多个处理器。所述一个或多个处理器还被配置成根据所确定的窗户起雾的风险，在外部空气模式、空调模式和除霜模式中的一个或多个下致动气候控制系统。

在实施例中，一个或多个处理器被配置成根据所确定的窗户起雾的风险直接选择外部空气模式、空调模式和除霜模式中的一个。在替代实施例中，一个或多个处理器被配置成根据所确定的窗户起雾的风险依序致动外部空气模式、空调模式和除霜模式。所述一个或多个处理器还可以被配置成在前进到下一个气候控制系统窗户除雾系统操作模式之前，增加气候控制系统风机速度，以增加在外部空气模式、空调模式和除霜模式中的一个或多个下提供的气流速率。在实施例中，所述一个或多个传感器选自由挡风玻璃相对湿度传感器、车辆相关外部环境温度传感器、乘客舱温度传感器、窗户雨刮器系统模式传感器和窗户加热的玻璃模式传感器组成的组。

在以下描述中，示出并描述了所公开的车辆窗户除雾方法和系统的实施例。如应该认识到，系统/方法能够具有其他不同的实施例，并且它们的若干细节能够在各个明显的方面进行修改，所有这些都不脱离如所附权利要求中阐述和描述的系统和方法。因此，这些附图和描述应被视为在本质上是说明性的而不是限制性的。

附图说明

并入本文并形成说明书的一部分的附图示出了所公开的车辆窗户除雾方法和系统的若干方面，并与说明书一起用于解释其某些原理。在附图中：

图1示意性地描绘了根据本公开的用于操作窗户除雾系统的方法；

图2示出了包括用于实施图1的方法的窗户除雾系统的车辆；

图3示出了用于实施图1的方法的车辆hvac系统的各种操作模式；

图4以示意形式示出了用于确定窗户起雾的概率的系统；以及

图5示出了图4的系统的代表性查找表阵列。

现在将详细参考所公开的车辆窗户除雾方法和系统的实施例，其实例在附图中示出，其中相同的附图标记表示相同的特征。

具体实施方式

本公开涉及通过逐渐增加由窗户除雾系统提供的响应来系统地响应窗户起雾的风险的方法，并且涉及被配置成实施所述方法的车辆系统。特定地说，如图1中高级示意性所示，用于操作车辆窗户除雾系统的方法100预期车辆窗户除雾系统，所述车辆窗户除雾系统通过致动车辆气候控制系统外部空气操作模式来响应确定的窗户起雾的风险，以将外部空气气流引向窗户内部(步骤102)并通过增加气候控制系统风机速度来增加外部空气气流的速率(步骤104)。如将理解，术语“外部空气气流”是指通过各种已知的系统和装置将外部空气，即新鲜/环境空气从车辆外部引导到车辆乘客舱。

然后，窗户除雾系统通过接合车辆ac压缩机(步骤106a)并降低ac蒸发器温度(步骤106b)来致动车辆气候控制系统空调操作模式的空调(ac)操作模式。如将理解，这导致在步骤102/104中启动的外部空气气流的除湿。最后，窗户除雾系统致动车辆气候控制系统的除霜操作模式，其接合除霜空气分配模式以将经除湿的外部空气气流导向窗户内部(步骤108)，并且通过增加气候控制系统风机速度来增加经除湿的外部空气气流流向窗户内部的速率(步骤110)。

这个过程可以被视为计算增强型挡风玻璃防雾策略(ewafs)气流加法器(adder)，所述加法器将被实施在先前为乘客舒适性自动确定的现有hvac设置的顶部。例如，如果hvac设置为自动，则计算出的ewafs气流加法器将被添加到自动确定的气候控制系统风机速度。另一方面，如果用户已超控到手动气候控制系统风机设置，则不会包括ewaf气流加法器。

如将理解，每当致动系统时，车辆窗户除雾系统可以依序通过以上列出的每个步骤而进行。然而，在实施例中，窗户除雾系统可以仅通过所列出的步骤进行到稳定或降低起雾风险所必需的程度，这在一个非限制性实例中可以被系统解译为湿度值稳定或减小。因此，例如，如果将外部空气气流引向窗户内部(步骤102)并且增加气候控制系统风机速度以增加外部空气气流的速率(步骤104)足够稳定或降低起雾的风险，则窗户除雾系统将不进行到步骤106。

还应当理解，可以根据风机和/或车辆规格来限制增加气候控制系统风机速度的步骤(步骤104和110)。例如，在起雾风险增加的情况下，当前车辆软件可能仅允许最大风机速度增加2伏。当然，技术人员理解这个值是可校准的，并且可以根据车辆生产商和型号而变化。

图2示意性地示出了适用于实施方法100的代表性窗户除雾系统的元件。车辆200包括气候控制系统，即hvac系统202。车辆hvac系统的元件在本领域中是公知的，并且本文中不需要广泛讨论，但是通常至少包括空调(ac)系统204，所述空调(ac)系统204包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。还包括加热系统206，其包括至少一个加热器芯体。风机208控制进入车辆的乘客舱210的加热的、冷却的和/或外部空气的气流速率。气流调节门系统212包括一系列门/阀和致动器，它们控制流过各种hvac管道(未示出)并经由一个或多个通气孔进入乘客舱210的加热的、冷却的和/或外部空气的气流路径。通气孔可以包括安装在仪表板214上的通气孔，诸如除霜通气孔216，其取向成将气流导向挡风玻璃218的内表面；安装在仪表板上的通气孔220，其取向成将气流导向乘客舱210的乘员；地板通气孔221等。

车辆200还可以包括设计成防止或消除窗户起雾/结霜的其他系统，诸如包括雨刮片223和雨刮器马达225的挡风玻璃雨刮器系统222。车辆200还可以包括加热的后窗(后窗户)系统224。众所周知，加热的后窗系统224可以包括热源226，例如嵌入在后窗材料中的嵌入式加热元件、用于加热后窗的红外热源等。

在一个实施例中，控制器228可以是与气候控制模块(ccm)232相关联的一个或多个处理器230，所述处理器提供为与hvac系统202可操作地通信。控制器228还通过有线或无线装置与传感器阵列通信，每个传感器被配置成发射由控制器228接收的输入。在一个可能的实施例中，传感器阵列可以包括挡风玻璃湿度传感器234、环境(车辆外部)温度传感器236和乘客舱温度传感器238中的一个或多个。当然，预期包括其他传感器，例如车辆占用传感器(在这个视图中未示出，但是如已知的那样，可以像安装在座椅上的压力或电容开关那样简单，或者与接近传感器、红外传感器、相机系统等那样复杂)、已知设计的太阳照度传感器(未示出)等。可以提供一个或多个控制面板或致动器240，由此用户可以控制hvac系统202、挡风玻璃雨刮器系统222、加热的后窗224等的元件。控制面板或致动器240还可以与控制器228通信，或者与不同控制器通信，所述不同控制器继而与控制器228通信。

可以向控制器228提供来自上述传感器的一个或多个输入，所述输入指示可能有助于窗户起雾的环境条件，并且根据那些输入确定窗户起雾的风险。用于通过控制器228确定窗户起雾的风险的许多可能的方法和相关算法是已知的，并且预期用于本文。例如，控制器228/处理器230可以被配置成从挡风玻璃湿度传感器234接收输入并且将那些输入与预定为产生窗户起雾的风险的阈值挡风玻璃相对湿度水平进行比较。替代地，可以通过控制器228/处理器230接收多个测量条件的输入，诸如分别由挡风玻璃湿度传感器234、环境温度传感器236和乘客舱温度传感器238提供的挡风玻璃相对湿度、环境温度和乘客舱温度。然后，控制器228/处理器230可以应用合适的窗户起雾风险算法，以根据测量的条件确定窗户起雾的风险。在一个可能的实施例中，可以使用福特汽车公司的标题为“methodofdeterminingwindshieldfoggingbasedoninferencefrompresenceofrain(基于存在雨来确定挡风玻璃起雾的方法)”的美国专利第6,155,061号中提供的起雾风险算法，该专利的内容通过引用方式并入本文中。当然，其他起雾风险算法是已知的并且预期用于本文中。

替代地或另外，窗户起雾的风险可以通过自动提供的非传感器输入或根据车辆乘员采取的动作来确定。例如，使用控制面板240来致动挡风玻璃雨刮器系统222可以由控制器228/处理器230解译为即将发生或实际的窗户起雾的指示。同样地，加热的挡风玻璃模式的致动可以由控制器228/处理器230解译为即将发生或实际的窗户起雾的指示，该加热的挡风玻璃模式的致动包括经由除霜通气孔216将加热的空气流导向挡风玻璃218的内表面。同样地，使用控制面板240来致动加热的后窗系统224可以由控制器228/处理器230解译为即将发生或实际的窗户起雾的指示。

一旦控制器228/处理器230已经确定窗户起雾的风险，就实施上面概述和图1所示的方法。在一个可能的实施例中，预期在车辆200的各种启动后操作阶段中的一个或多个处实施图1的方法。在图3所示的代表性实施方式中，示出了如图2所描绘的hvac系统202的三个操作阶段。这些阶段包括蒸发器吹扫阶段300、冷发动机锁定(celo)阶段302和自动模式确定阶段304。沿x轴示出了阶段300、302、304，其示出了阶段300、302、304的代表性时间线。

在蒸发器吹扫阶段300中，hvac系统202被置于地板模式306并且风机208以初始速度操作，在所描绘的实施例中为4.2伏。这个阶段实施大约3秒。

接下来，在celo阶段302中，hvac系统202被置于挡风玻璃模式308，并且风机208以4伏的celo限制速率操作。这个阶段可以持续预定的时间段，例如3-5分钟。替代地，celo阶段302可以继续，直到合适的温度传感器确定发动机冷却剂温度已经达到预定阈值，例如50℃。在这个阶段，如果检测到用户启动的输入310，诸如使用控制面板240来致动挡风玻璃雨刮器系统222，如上所述致动加热的挡风玻璃模式，或如上所述致动加热的后窗系统224，则这个输入可以由控制器228/处理器230解译为即将发生或实际的窗户起雾的指示。然后，控制器228/处理器230如上所述实施ewafs气流加法器312，并根据需要从基础4伏开始增加风机208的速度。如上所述，技术人员将理解，风机208的速度增加可以根据风机和/或车辆规格来限制。例如，在起雾风险增加的情况下，当前车辆软件可能仅允许最大风机速度增加2伏。当然，技术人员还理解这个值是可校准的，并且可以根据车辆生产商和型号而变化。

一旦celo阶段302终止，则自动模式确定阶段304可以启动。在这个阶段中，假设hvac系统202被自动地或通过车辆200乘员动作设定到期望的舒适度。在自动模式确定阶段304中，实施模式确定过程314以确定是否应该实施ewafs气流加法器312。在步骤316处，控制器228/处理器230确定是否检测到用户启动的输入310，诸如使用控制面板240来致动挡风玻璃雨刮器系统222，如上所述致动加热的挡风玻璃模式，或致动加热的后窗系统224，其作为即将发生或实际的窗户起雾的指示。如果为否，则在步骤318处，控制器228/处理器230通过来自环境温度传感器236的输入确定环境温度是否处于或低于阈值温度(在一个非限制性实例中为5℃)。如果为否，则在步骤320处，将hvac系统202置于地板模式。

如果控制器228/处理器230确定已经接收到用户启动的输入310，则在步骤322处，将hvac系统202置于可校准模式达预定时间段，例如2分钟，直到控制器228/处理器230接收到指示挡风玻璃雨刮器系统222、加热的挡风玻璃模式或加热的后窗系统224已经中断的输入之后。然后，控制器228/处理器230返回到步骤318，以通过来自环境温度传感器236的输入确定环境温度是否处于或低于阈值温度。如果是的话，则控制器228/处理器230在步骤324处确定窗户起雾的风险。在一个可能的实施例中，可以通过参考窗户起雾概率与hvac系统202模式的查找表326来确定窗户起雾的风险。替代地，可以通过控制器228/处理器230经由合适的算法根据主动计算作出确定。

如果确定了窗户起雾的风险，则风机208被设定为速度/气流速率328，其包括基于舒适性的计算加上如上所述的ewafs气流加法器312。以这种方式，车辆200的乘客舒适性被保持在可能的程度，同时根据车辆乘员手动输入、环境条件的确定或两者来减少或消除窗户起雾的风险。

鉴于上述教导，明显的修改和变化是可能的。例如，用于计算窗户起雾的风险以实施上述系统和方法的替代系统/方法是可能的并且是预期的。在一个这样的可能的替代实施例中，图4以示意形式示出了用于确定挡风玻璃218或其他内部玻璃的内表面上的起雾概率的系统400。系统400依赖于来自挡风玻璃湿度传感器234(以％测量)和环境(车辆外部)温度传感器236(参见图2)的输入，控制器228根据所述输入计算起雾概率的初始估计。系统400可以可选地将对湿度随时间的变化率的计算提供给控制器228，所述变化率通过比例-积分-微分(pid)控制器402使用来自挡风玻璃湿度传感器234和环境温度传感器236以及内部或其他计时器404的输入来计算。

然后，系统400使用各种输入，由此控制器228计算用于起雾概率的初始估计的修改器(modifier)。在一个可能的实施例中，系统400可以提供指示风机208马达速度(以电压或％测量)和hvac系统202气流分配模式(例如，面板模式、地板模式等)的输入，控制器228根据所述输入计算用于起雾概率的初始估计的气流修改器。可以提供来自车辆占用传感器235(参见图2)的输入以允许控制器计算车辆乘员修改器。控制器228可以使用相对于挡风玻璃雨刮器系统222状态(开/关/间歇)的输入来计算雨刮器修改器。控制器228可以使用相对于加热的后窗系统224状态(开/关)的输入来计算加热的后玻璃修改器。控制器228可以使用相对于加热的挡风玻璃218状态(开/关)的输入来计算加热的挡风玻璃修改器。如将理解，所描述的修改器表示(以百分比形式，即0-100％)上述输入/车辆系统中的每一个对窗户起雾的总概率的相对贡献。

控制器228当然可以根据合适的算法实时或接近实时地计算上述起雾概率和修改器。替代地，控制器228可以将上述输入与一个或多个存储的查找表(参见图5)进行比较，当然，这些查找表可以由控制器228存储或者存储在另一个控制器的其他合适的存储装置中。在一个可能的实施例中，将来自挡风玻璃湿度传感器234(以％测量)和环境温度传感器236的输入以及可选地所计算的湿度随时间的变化率与查找表a的存储值进行比较以确定起雾的初始概率。继而，将风机208马达速度/hvac系统202气流分配模式输入、车辆占用传感器235输入、挡风玻璃雨刮器系统222状态输入、加热的挡风玻璃218状态输入和加热的后窗系统224状态输入与相同或不同的存储查找表b、c、d、e和f进行比较以确定如上所述的修改器。将修改器与起雾概率的原始估计组合以改进该原始估计，并且以百分比(0-100％)提供精确的起雾概率预测406。

当根据它们公平、合法和公正地授权的宽度进行解释时，所有这些修改和变化都在所附权利要求的范围内。

根据本发明，一种用于对车辆的窗户进行除雾的方法包括确定窗户起雾的风险；以及根据所确定的窗户起雾的风险，从由外部空气模式、空调模式和除霜模式组成的组中自动选择气候控制系统操作模式。

根据一个实施例，本发明的特征还在于通过控制器根据一个或多个输入确定窗户起雾的风险。

根据一个实施例，本发明的特征还在于通过相同或不同控制器自动选择气候控制系统操作模式。

根据一个实施例，本发明的特征还在于通过控制器或不同控制器根据所确定的窗户起雾的风险选择外部空气模式、空调模式和除霜模式中的一个。

根据一个实施例，本发明的特征还在于通过控制器或不同控制器根据所确定的窗户起雾的风险依序致动外部空气模式、空调模式和除霜模式。

根据一个实施例，本发明的特征还在于通过控制器或不同控制器根据所确定的窗户起雾的风险，增加气候控制系统风机速度以增加由外部空气模式、空调模式和除霜模式中的选定者提供的气流速率。

根据一个实施例，本发明的特征还在于提供以下中间步骤：通过控制器或不同控制器根据所确定的窗户起雾的风险，增加气候控制系统风机速度以增加由外部空气模式、空调模式和除霜模式中的一个或多个提供的气流速率。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，分别通过由挡风玻璃相对湿度传感器、车辆相关外部环境温度传感器、乘客舱温度传感器、窗户雨刮器系统模式传感器和窗户加热的玻璃模式传感器组成的组向控制器提供一个或多个输入。

根据一个实施例，本发明的特征还在于提供控制器和/或不同控制器，所述控制器和/或不同控制器包括与车辆气候控制模块(ccm)相关联的一个或多个处理器。

根据本发明，一种用于对车辆的窗户进行除雾的方法包括向包括在车辆气候控制模块(ccm)中的处理器提供一个或多个输入；通过处理器根据一个或多个输入确定窗户起雾的风险；以及通过相同或不同处理器，根据所确定的窗户起雾的风险，从由外部空气模式、空调模式和除霜模式组成的组中自动选择气候控制系统操作模式。

根据一个实施例，本发明的特征还在于通过处理器或不同处理器根据所确定的窗户起雾的风险选择外部空气模式、空调模式和除霜模式中的一个。

根据一个实施例，本发明的特征还在于通过处理器或不同处理器根据所确定的窗户起雾的风险依序致动外部空气模式、空调模式和除霜模式。

根据一个实施例，本发明的特征还在于提供以下中间步骤：通过处理器或不同处理器增加气候控制系统风机速度以增加由外部空气模式、空调模式和除霜模式中的一个或多个提供的气流速率。

根据一个实施例，本发明的特征还在于提供以下中间步骤：通过处理器或不同处理器增加气候控制系统风机速度以增加由外部空气模式、空调模式和除霜模式中的一个或多个提供的气流速率。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，通过由以下各项组成的传感器组向处理器提供一个或多个输入：挡风玻璃相对湿度传感器、车辆相关外部环境温度传感器、乘客舱温度传感器、窗户雨刮器系统模式传感器和窗户加热的玻璃模式传感器。

根据本发明，提供了一种用于车辆的窗户除雾系统，其具有：一个或多个处理器，所述一个或多个处理器包括在车辆气候控制模块(ccm)中并且被配置成根据一个或多个接收到的输入来确定窗户起雾的风险；一个或多个传感器，其适于将一个或多个输入发送到一个或多个处理器；以及气候控制系统，其可操作地连接到一个或多个处理器；其中所述一个或多个处理器还被配置成根据所确定的窗户起雾的风险，在外部空气模式、空调模式和除霜模式中的一个或多个下致动气候控制系统。

根据一个实施例，所述一个或多个处理器被配置成根据所确定的窗户起雾的风险来选择外部空气模式、空调模式和除霜模式中的一个，或者根据所确定的窗户起雾的风险来依序致动外部空气模式、空调模式和除霜模式。

根据一个实施例，所述一个或多个处理器还被配置成在前进到下一个气候控制系统窗户除雾系统操作模式之前，增加气候控制系统风机速度，以增加在外部空气模式、空调模式和除霜模式中的一个或多个下提供的气流速率。

根据一个实施例，所述一个或多个传感器选自由挡风玻璃相对湿度传感器、车辆相关外部环境温度传感器、乘客舱温度传感器、窗户雨刮器系统模式传感器和窗户加热的玻璃模式传感器组成的组。