[发明专利]用于车辆的区域供暖、通风和空气调节系统的控制策略

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆的供暖、通风和空气调节(HVAC)系统，更具体地涉及一种HVAC系统和一种控制该HVAC系统的方法以使车辆能耗最小化且使乘客舒适性最大化。

背景技术

车辆的乘客舱通常由供暖、通风和空气调节(HVAC)系统来进行供暖和制冷。HVAC系统引导空气流通过热交换器以在流入乘客舱之前对空气进行加热或冷却。在热交换器中，例如，在空气与冷却剂（诸如水-乙二醇等）之间传递能量。通常由环境空气或者从乘客舱再循环的空气和环境空气的混合物来供应空气。

HVAC系统的一个目的是使乘客舱内的乘客感觉舒适。因此，HVAC系统通常包括由乘客建立的气候系统设定（例如，温度设定）控制的一个或多个区域。HVAC系统的控制算法根据位于区域中的乘客建立的气候系统设定来确定对流入每个区域的空气的温度、体积和速率的调节。该控制算法的缺点是先前乘客的气候系统设定支配HVAC系统可能达不到预期目标。例如，在期望对区域进行制冷时，先前乘客的设定可能需要对各个区域进行供暖。此外，如果一个区域是空置的，那么该区域的气候系统设定可能影响其它区域中的乘客舒适性。

因此，重要的是，HVAC系统的控制算法也可以确定乘客舒适性。然而，乘客舒适性是复杂反应，其涉及对外部条件的物理、生物和心理响应。由于该复杂性，故HVAC系统的控制算法必须考虑影响乘客舒适性的变量以及那些变量与实际乘客舒适性之间的关系。当前HVAC系统使用多个传感器和控制致动器来测量和控制影响乘客舒适性的变量。典型的HVAC系统可以包括测量乘客舱内部温度的温度传感器、测量环境空气的温度的另一温度传感器和测量太阳供热量、湿度等的其它附加传感器。HVAC系统的控制致动器可以包括变速风机、用于改变温度和气流方向的装置、以及用于控制从乘客舱再循环的空气和从环境空气提供的空气的混合物的装置。然而，当前HVAC系统不包括将HVAC系统测量转换为乘客舒适性的算法。此外，当前HVAC系统具有相对较大的封装尺寸并且消耗大量能量。最近，对减少的车辆能耗，尤其是对混合动力和电动车辆的需求已导致努力减少HVAC系统的能量需要。

因此，需要一种车辆气候控制系统和一种控制车辆气候控制系统的方法，从而在使乘客舒适性最大化的同时使能耗、封装尺寸和成本最小化。

发明内容

根据和依照本发明，已令人惊奇地开发出一种车辆气候控制系统和一种控制车辆气候控制系统的方法，从而在使乘客舒适性最大化的同时使能耗、封装尺寸和成本最小化。

在一个实施例中，一种用于车辆的气候控制系统包括：主供暖、通风和空气调节系统，其用于对排入车辆的乘客舱中的第一流体进行调节，乘客舱具有至少一个供暖、通风和空气调节区域；辅助供暖、通风和空气调节系统，其用于对乘客舱的至少一个供暖、通风和空气调节区域的局部流体进行调节；以及控制器，其用于基于与车辆的电能消耗和乘客舒适性中的至少一者有关的至少一个参数和至少一个条件中的至少一者，控制主供暖、通风和空气调节系统和辅助供暖、通风和空气调节系统。

在另一实施例中，一种操作车辆气候控制系统的方法包括以下步骤：提供用于对排入车辆的乘客舱中的第一流体进行调节的主供暖、通风和空气调节系统，乘客舱具有至少一个供暖、通风和空气调节区域；提供用于对乘客舱的至少一个供暖、通风和空气调节区域的局部流体进行调节的辅助供暖、通风和空气调节系统；提供用于控制主供暖、通风和空气调节系统和辅助供暖、通风和空气调节系统的控制器；测量与车辆的电能消耗和乘客舒适性中的至少一者有关的至少一个参数和至少一个条件中的至少一者；基于所测量的至少一个参数和所测量的至少一个条件中的至少一者，确定乘客舒适性的实际水平；以及基于乘客舒适性的实际水平控制主供暖、通风和空气调节系统和辅助供暖、通风和空气调节系统，同时使电能消耗最小化。