专利名称：车辆用空调设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够对窗玻璃进行除雾的车辆用空调设备。
背景技术：
日本特开平7-232549公开了一种用于根据车辆的乘客车厢中的湿度来抑制窗玻 璃(在本说明书中将前挡风玻璃和门玻璃统称为“窗玻璃”)出现雾的车辆用空调设备。该 现有技术公开了根据乘客车厢中的湿度的变化率来校正用于判断窗玻璃是否出现雾的防 雾判断值，从而抑制由于在乘客车厢中的湿度快速上升时湿度传感器的响应延迟而导致的 窗玻璃出现雾。
发明内容
在上述现有技术中，当车辆从内部温度比外部空气温度高的地方(例如，车库)驶 出时，窗玻璃的温度快速下降。另外，此时，由于热容和玻璃外表面上的空气流速之间的差 异，具有单层玻璃板结构的门玻璃的温度比具有双层玻璃板结构的前挡风玻璃的温度下降 得更快。因此，在上述现有技术中，可能在前挡风玻璃之前，在门玻璃上形成雾。本发明的目的是提供一种能够抑制由外部空气温度变化引起的窗玻璃出现雾的 车辆用空调设备。根据本发明的车辆用空调设备，包括内部温度传感器，用于检测车辆的乘客车厢 的内部温度，并且输出基于所检测到的内部温度的内部温度值；外部空气温度传感器，用 于检测车辆外部的外部空气温度，并且输出基于所检测到的外部空气温度的外部空气温度 值；以及控制系统，用于在所述内部温度值小于或等于预定阈值时进行除雾操作，其中，在 所述外部空气温度值的变化率大于或等于第一预定速率值时，所述控制系统调节所述预定 阈值和所述内部温度值至少之一，以与未进行所述调节的情况相比，提前开始除雾操作。根据本发明的车辆用空调设备，包括内部温度检测部件，用于检测车辆的乘客车 厢的内部温度，并且输出内部温度值；外部空气温度检测部件，用于检测车辆外部空气的温 度，并且输出外部空气温度值；以及控制部件，用于在判断为所述内部温度值小于或等于预 定阈值时进行除雾操作，其中，在所述外部空气温度值的变化率大于或等于预定速率值时， 所述控制部件调节所述预定阈值和所述内部温度值至少之一，以与未进行所述调节的情况 相比，提前开始除雾操作。发明的效果根据本发明的车辆用空调设备能够抑制由于外部空气温度的快速变化而导致的 窗玻璃出现雾。
图1是示出根据本发明实施例的车辆用空调设备的结构的示意图。图2是示出图1所示的空调设备的控制系统的框图。
图3A是示出图2所示的传感器单元的布置的图，以及图3B是沿图3A中的A-A’ 线的传感器单元的截面图。图4是示出根据本发明第一实施例的除雾操作的流程图。图5是示出在图4所示的流程图之后进行的操作的流程图。图6是示出在图5所示的流程图之后进行的操作的流程图。图7是示出在图5所示的步骤S17中使用的预定时间Ts和车辆外部空气温度Tam 之间的关系的图。
具体实施例方式下面将参照
根据本发明实施例的车辆用空调设备的结构。车辆用空调设备的结构在根据本发明实施例的车辆用空调设备1中，当风机2转动时，通过内部空气/外 部空气(循环空气/新鲜空气)切换门D1将内部空气(循环空气)或外部空气(新鲜空 气)吸入到空调单元3中。通过驱动压缩机12 (参见图2)来将加压的制冷剂输送至蒸发 器4，并且吸入到空调单元3中的空气通过蒸发器4，从而被除湿并冷却。按照根据空气混 合门D2的开度的比率，将通过蒸发器4的空气分成通过加热器核5从而被加热的部分以及 以冷却状态绕过加热器核5的剩余部分。通过加热器核5的部分和绕过加热器核5的剩余 部分在加热器核5的下游相互混合，从而产生空调风。空调风经由根据空调模式而打开和 关闭的通风门D3、除霜门D4和吹脚门D5，从暴露于车辆的乘客车厢内部的通风出口、除霜 出口和吹脚出口吹出。在通风模式、除霜模式和吹脚模式中，分别打开通风门D3、除霜门D4和吹脚门D5。 在双向模式中，打开通风门D3和吹脚门D5。在除霜-吹脚模式中，打开除霜门D4和吹脚 门D5。由马达等致动器13(参见图2)来驱动风机2和各门D1到D5。挡风除霜出口(前 除霜器)沿车辆宽度方向设置在前挡风玻璃17 (参见图3A)下端部附近的仪表板的上表面 上。从挡风除霜出口吹出空调风能够对前挡风玻璃17进行除雾。另外，在仪表板沿车辆宽 度方向的两个端部处还设置有侧除霜出口(侧除霜器)，并且侧除霜出口可以向门玻璃吹 空调风。控制系统的结构如图2所示，用于控制车辆用空调设备1的控制系统包括传感器单元11、压缩机 12、致动器13、冷却剂温度传感器14、外部空气温度传感器15和控制器16。如图3A所示， 传感器单元11优选为设置在前挡风玻璃17的内侧表面上尽可能远离除霜出口的位置，从 而使其不被除霜风吹到。例如，传感器单元11可以安装在前挡风玻璃17中位于沿车辆宽度 方向的中部且靠近前挡风玻璃17的上端部处的车内后视镜(room mirror) 18的安装点的 部分处。如图3B所示，传感器单元11包括检测前挡风玻璃17附近的内部空气的温度Tga 的温度传感器19a、检测前挡风玻璃17的内表面的温度Tg的温度传感器19b、以及检测前 挡风玻璃17附近的内部空气的湿度RH的湿度传感器20。温度传感器19a、19b和湿度传感器20设置在大致为盒子形状的盒状体21的内 部，并且在盒状体21的上表面形成用于将内部空气引入到传感器元件的孔22。在盒状体21 的底表面上有弹性树脂膜23，温度传感器19b固定至弹性树脂膜23。温度传感器19a、19b均优选为由热敏电阻构成。温度传感器19a、19b和湿度传感器20经由未示出的导线将信 号输出至控制器16。冷却剂温度传感器14检测车辆中的发动机冷却剂温度Tw。外部空气 温度传感器15检测车辆的外部空气温度Tam。来自冷却剂温度传感器14、外部空气温度传感器15、温度传感器19a、19b和湿度 传感器20的信号输入至控制器16。控制器16基于来自这些传感器的信号进行后述的处 理，并将控制信号输出至压缩机12和致动器13。车辆速度传感器24检测车辆的速度，并将 表示所检测到的车辆速度的值输出至控制器16。另外，控制器16接收空调控制所需的其它 信号，例如，来自用于检测太阳辐射量的太阳辐射传感器、用于检测通过蒸发器4后的空气 的进气温度的进气温度传感器以及用于设置乘客车厢中的目标温度的设置装置的信号。省 略了对这些传感器和装置的图示。除雾操作这样构成的车辆用空调设备1通过进行如下参照图4到图6所示的流程图说明的 除雾操作，来抑制由于外部空气温度变化而导致的窗玻璃(尤其是门玻璃)出现雾。图4 到图6所示的流程图示出由控制器16以预定的间隔重复进行的除雾操作的例程。在图4所示的流程图中，例程从车辆的点火开关从OFF状态切换到ON状态(即， 车辆启动)的时间(t = 0)开始，并且例程进入到步骤S1。在步骤S1中，控制器16通过冷却剂温度传感器14检测发动机冷却剂温度Tw (t)。 从而，完成步骤S1中的处理，并且例程进入到步骤S2。在步骤S2中，控制器16通过温度传感器19b检测前挡风玻璃17的内表面温度 Tg(t)。从而，完成步骤S2中的处理，并且例程进入到步骤S3。在步骤S3中，控制器16通过温度传感器19a检测前挡风玻璃17附近的内部空气 温度Tga(t)。从而，完成步骤S3中的处理，并且例程进入到步骤S4。在步骤S4中，控制器16通过湿度传感器20检测前挡风玻璃17附近的内部空气 相对湿度RH(t)。从而，完成步骤S4中的处理，并且例程进入到步骤S5。在步骤S5中，控制器16通过外部空气温度传感器15检测车辆的外部空气温度 Tam(t)。从而，完成步骤S5中的处理，并且例程进入到步骤S6。在步骤S6中，控制器16通过使用如下的数学表达式1来计算前挡风玻璃17附近 的露点(dew-point)温度Td(t)。从而，完成步骤S6中的处理，并且例程进入到步骤S11。数学表达式1Td(t) = 4075. 16/(18. 75-In (RH (t)/100 X e (18. 75-(4075. 16/ (Tga(t)+236. 52)))))-236. 52在步骤SI 1中，控制器16判断在步骤S1中检测到的发动机冷却剂温度Tw (t)是否 低于预定温度A。作为判断的结果，在发动机冷却剂温度Tw(t)低于预定温度A的情况下， 控制器16判断为车辆处于停止状态的时间长，并且前挡风玻璃和门玻璃之间的温度差增 加的可能性高。然后，例程进入到步骤S12。另一方面，在发动机冷却剂温度Tw(t)不低于 预定温度A的情况下，控制器16判断为车辆处于停止状态的时间短，并且前挡风玻璃和门 玻璃之间的温度差增加的可能性低。然后，例程进入到步骤S18。尽管在本实施例中，控制 器16检测发动机冷却剂温度以判断车辆处于停止状态的时间长度，但控制器16还可以通过使用实际测量车辆处于停止状态的时间等其它方法来判断车辆处于停止状态的时间长度。在步骤S12中，控制器16判断车辆速度V是否大于预定速度B，从而判断车辆是否 开始从停止状态转换为行驶状态。在车辆速度V变得大于预定速度B时，控制器16判断为 车辆开始从停止状态转换为行驶状态。然后，例程进入到步骤S13。在步骤S13中，控制器16判断在步骤S5的前一处理中检测到的车辆外部空气温 度值Tam(n-l)和在步骤S5的当前处理中检测到的车辆外部空气温度值Tam(n)之间的变 化率(即，通过将检测到的温度值之间的差除以前一检测和当前检测之间的时间间隔而得 到的值)是否大于或等于预定值C。作为判断的结果，在变化率大于或等于预定值C的情况 下，控制器16进入到步骤S14中的处理。另一方面，在变化率小于预定值C的情况下，控制 器16进入到步骤S18中的处理。在步骤S14中，控制器16判断在步骤S2的前一处理中检测到的前挡风玻璃17 的内表面温度Tg(n-l)和在步骤S2的当前处理中检测到的前挡风玻璃17的内表面温度 Tg(n)之间的变化率(即，通过将检测到的温度值之间的差除以前一检测和当前检测之间 的时间间隔而得到的值)是否大于或等于预定值D。作为判断的结果，在变化率大于或等于 预定值D的情况下，控制器16进入到步骤S15中的处理。另一方面，在变化率小于预定值 D的情况下，控制器16进入到步骤S18中的处理。在步骤S15中，控制器16将用于防雾判断值的校正值0设置为预定值X(>0)。 预定值X是基于前挡风玻璃17和门玻璃之间热阻的差而预设的值。从而，完成步骤S15中 的处理，并且例程进入到步骤S16和S21。在步骤S16中，控制器16将用于计数从将校正值0设置为预定值X起所经过的 时间的计时器T从OFF状态切换为ON状态。从而，完成步骤S16中的处理，并且例程进入 到步骤S17。在步骤S17中，控制器16判断计时器T的计数值是否大于或等于预定值Ts。如 图7所示，预定值Ts是随着车辆外部空气温度Tam(t)的增加而减小、并且由控制器16根 据车辆外部空气温度Tam(t)所设置的值。另外，在计时器T的计数值变得大于或等于预定 值Ts时，换言之，在从控制器16将用于防雾判断值的校正值0设置为预定值X起已经过 大于或等于预定时间Ts的时间时，控制器16进入到步骤S18中的处理。在判断为未经过 预定时间Ts的情况下，控制器16进入到步骤S21中的处理。在步骤S18中，控制器16将用于防雾判断值的校正值0设置为0。从而，完成步 骤S18中的处理，并且例程进入到步骤S21。在步骤S21中，控制器16将在步骤S2中检测到的前挡风玻璃17的内表面温度 Tg(t)和通过将校正值3与在步骤S6中计算出的露点温度Td(t)相加得到的值进行比较， 并判断在步骤S2中检测到的前挡风玻璃17的内表面温度Tg(t)是否小于或等于通过将校 正值0与在步骤S6中计算出的露点温度Td(t)相加得到的值。作为判断的结果，在前挡 风玻璃17的内表面温度Tg(t)小于或等于通过将校正值0与露点温度Td(t)相加得到的 值(即，防雾判断的阈值)的情况下，控制器16进入到步骤S22中的处理。另一方面，在前 挡风玻璃17的内表面温度Tg(t)大于通过将校正值0与露点温度Td(t)相加得到的值的 情况下，控制器16进入到步骤S24中的处理。
在步骤S22中，控制器16判断为存在窗玻璃出现雾的可能性，并将雾判断标记设 置为ON状态。从而，完成步骤S22中的处理，并且例程进入到步骤S23。在步骤S23中，控制器16将控制信号输出至压缩机12和致动器13的其中之一或 两者，并进行用于对窗玻璃除雾的空调操作(即，除雾操作)。具体地，可以通过向窗玻璃吹 除湿空气来降低窗玻璃内表面附近的露点温度，或者通过吹出具有相对高的温度的空气来 增加窗玻璃内表面的温度，来消除窗玻璃出现雾。因此，控制器16进行如下操作(a)-(e) 中的任意一个或操作(a)-(e)的组合操作。(a)将空调模式改变为允许从除霜出口吹出空气的模式(除霜模式、除霜_吹脚模 式)O(b)通过增加风机2的转动速度来增加除霜输出量。(c)通过调节空气混合门的开度来增加从除霜出口吹出的空气的温度。(d)在执行内部空气循环的情况下，从内部空气循环切换为外部(新鲜)空气引 入。(e)通过启动压缩机12来吹出除湿空气。另外，在窗玻璃具有出现雾的部分和未出现雾的部分这两者的情况下，可以根据 基于出现雾的部分的大小所计算出的窗玻璃出现雾的总量来改变上述空调模式。另外，在 这种情况下，可以通过增加窗玻璃中妨碍驾驶能见度的部分的权重来计算窗玻璃出现雾的 总量。从而，完成步骤S23中的处理，并且例程返回到步骤S1。在步骤S24中，控制器16判断为不存在窗玻璃出现雾的可能性，并将雾判断标记 设置为OFF状态。从而，完成步骤S24中的处理，并且例程进入到步骤S25。在步骤S25中，控制器16将控制信号输出至压缩机12和致动器13，并停止除雾操 作。从而，完成步骤S25中的处理，并且例程返回到步骤S1。从上述说明中明显可以得知，在本实施例的除雾操作下，控制器16判断车辆外部 空气温度Tam是否下降了大于或等于预定值的值。在判断为车辆外部空气温度Tam下降了 大于或等于预定值的值的情况下，控制器16对防雾判断值Td进行校正从而更早地判断出 存在窗玻璃上出现雾的可能性。结果，能够抑制伴随车辆外部空气温度Tam的变化而发生 的窗玻璃出现雾，并确保能见度。另外，在本实施例的除雾操作下，当车辆开始从停止状态转换为行驶状态时，控制 器16判断车辆外部空气温度Tam是否下降了大于或等于预定值的值。结果，能够抑制如 下错误的出现响应于由于在车辆停止期间散热器冷却扇的工作所导致的外部空气温度的 下降，开始除雾操作。另外，在本实施例的除雾操作下，控制器16通过将基于车辆的前挡风 玻璃和门玻璃之间热阻的差所确定的校正值0与防雾判断值相加，来校正防雾判断值。结 果，能够抑制位于侧后视镜的能见度区域内并且趋于在前挡风玻璃出现雾之前出现雾的门 玻璃出现雾。另外，在本实施例的除雾操作下，在前挡风玻璃17的内表面温度Tg(t)的变化率 (下降率)大于或等于预定值的情况下，控制器16校正防雾判断值。因此，能够抑制出现雾 的判断中的错误。另外，在本实施例的除雾操作下，在判断为发动机冷却剂温度低于预定温 度的情况下，控制器16判断车辆外部空气温度是否下降了大于或等于预定值的值。因此， 能够抑制出现雾的判断中的错误。另外，在本实施例的除雾操作下，响应于经过了根据车辆外部空气温度Tam所设置的预定时间Ts，控制器16将防雾判断值重新设置为普通状态下的 值。通常，随着车辆外部空气温度Tam的下降，在车辆行驶状态下实现前挡风玻璃和门玻璃 之间温度差的收敛以及在车辆停止状态下实现前挡风玻璃和门玻璃之间温度差的收敛所 耗费的时间增加。因此，通过本实施例中的上述除雾操作，可以适当地设置校正时间，从而 抑制出现雾的判断中的错误。 本发明不限于上面参照
的实施例。即，在参照所附的权利要求书所限定 的本发明的范围内，本领域技术人员能够根据上述教导得知上述实施例的改变和变形。例 如，替代将校正值0与露点温度Td(t)(防雾判断的阈值)相加，可以从所检测到的内表面 温度Tg(t)减去校正值0。通过这种校正，能够更早地判断出窗玻璃存在出现雾的可能性。
权利要求
一种车辆用空调设备，包括内部温度传感器，用于检测车辆的乘客车厢的内部温度，并且输出基于所检测到的内部温度的内部温度值；外部空气温度传感器，用于检测车辆外部的外部空气温度，并且输出基于所检测到的外部空气温度的外部空气温度值；以及控制系统，用于在所述内部温度值小于或等于预定阈值时进行除雾操作，其中，在所述外部空气温度值的变化率大于或等于第一预定速率值时，所述控制系统调节所述预定阈值和所述内部温度值至少之一，以与未进行所述调节的情况相比，提前开始除雾操作。
2.根据权利要求1所述的车辆用空调设备，还包括车辆速度传感器，所述车辆速度传 感器用于检测车辆的车辆速度，并且输出车辆速度值，其中，所述控制系统基于所述车辆速度值，判断车辆是处于停止状态还是处于行驶状 态，并且在车辆从停止状态转换为行驶状态时，判断所述外部空气温度值的变化率是否大 于或等于所述第一预定速率值。
3.根据权利要求1所述的车辆用空调设备，其特征在于，在所述内部温度值的变化率 大于或等于第二预定速率值时，所述控制系统调节所述预定阈值。
4.根据权利要求1所述的车辆用空调设备，其特征在于，还包括冷却剂温度传感器， 所述冷却剂温度传感器用于检测车辆的发动机冷却剂的温度，并且输出发动机冷却剂温度 值，其中，在所述发动机冷却剂温度值小于预定温度值时，所述控制系统判断所述外部空 气温度值的变化率是否大于或等于所述第一预定速率值。
5.根据权利要求1所述的车辆用空调设备，其特征在于，在从所述控制系统调节了所 述预定阈值和所述内部温度值至少之一起经过了预定时间时，所述控制系统停止调节所述 预定阈值和所述内部温度值至少之一。
6.根据权利要求5所述的车辆用空调设备，其特征在于，所述预定时间被设置为随着 所述外部空气温度值增加而减小的值。
7.根据权利要求1所述的车辆用空调设备，其特征在于，所述控制系统基于车辆的挡 风玻璃和门玻璃之间的热阻差，调节所述预定阈值和所述内部温度值至少之一。
8.根据权利要求1所述的车辆用空调设备，其特征在于，所述内部温度传感器检测挡 风玻璃的内表面温度，并且输出基于所检测到的挡风玻璃的内表面温度的内部温度值。
9.一种车辆用空调设备，包括内部温度检测部件，用于检测车辆的乘客车厢的内部温度，并且输出内部温度值；外部空气温度检测部件，用于检测车辆外部空气的温度，并且输出外部空气温度值；以及控制部件，用于在判断为所述内部温度值小于或等于预定阈值时进行除雾操作，其中，在所述外部空气温度值的变化率大于或等于预定速率值时，所述控制部件调节 所述预定阈值和所述内部温度值至少之一，以与未进行所述调节的情况相比，提前开始除 雾操作。
全文摘要
提供了一种车辆用空调设备，包括控制器，判断车辆外部温度的变化率是否大于或等于预定值。在判断为车辆外部温度的变化率大于或等于预定值时，控制器校正用于防雾判断的检测值或判断阈值，从而与通常相比更早地开始除雾操作。
文档编号B60S1/54GK101863211SQ200910247050
公开日2010年10月20日 申请日期2009年12月25日 优先权日2008年12月26日
发明者中岛裕 申请人:日产自动车株式会社