[发明专利]用于车辆空调系统的双门HVAC进气设计策略

说明书

公开了一种双门HVAC进气口，包括具有新鲜空气开口和第一和第二再循环空气开口的进气口本体。提供第一门，能从第一再循环开口‑未阻挡/新鲜空气开口‑阻挡位置移动到第一再循环开口‑阻挡/新鲜空气开口‑未阻挡位置。提供第二门，能从第二再循环开口‑未阻挡位置移动到第二再循环开口‑阻挡位置。门可以是壳门或翻盖门。通过将门移动到再循环开口‑阻挡位置来实现新鲜空气模式。通过将第一门移动到第一再循环开口‑阻挡位置并将第二门移动到第二再循环开口‑未阻挡位置来实现部分空气再循环模式。通过将第一门移动到第一再循环开口‑未阻挡/新鲜空气开口‑阻挡位置并将第二门移动到第二再循环开口‑未阻挡位置来实现全空气再循环模式。

技术领域

所公开的发明构思总体涉及用于车辆的加热、通风和空调(HVAC)系统。更具体地，所公开的发明构思涉及用于机动车辆的双门HVAC进气设计策略，其优化功率消耗同时提供期望水平的再循环空气。空气的通过由一对旋转门调节。其中一个旋转门可选择地调节新鲜空气和再循环空气的通过。另一个旋转门仅调节再循环空气的通过。双门HVAC空气设计提供三种设置，包括其中两个门都关闭的新鲜空气设置、其中一个门关闭而另一个门打开的部分再循环空气设置、以及其中两个门都打开的完全再循环设置。旋转门可以是壳门(shell door)或翻盖门。

背景技术

汽车制造商的目标长期以来是改进的内燃机的燃料经济性。电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)的发展也要求汽车制造商降低车辆功率消耗并加速乘客车厢加热。

与这些目标一致，汽车制造商面临的挑战之一是在最小化车辆能量消耗的同时维持车厢内的最佳环境条件的方式。传统上，车厢内的舒适性由车辆加热和冷却系统两者保持。早期的汽车依靠进入的新鲜空气进行加热和冷却。如今的车辆不再传统地单纯依赖于进入的新鲜空气，来以这种方式实现最小的能量消耗伴随最佳的车厢条件。而是，在现代车辆中，再循环模式已被引入到加热和冷却系统技术中。这些系统提供内部空气再循环模式。

为了实现该目标，必须使进入车厢的外部空气量最小化，并且必须使再循环的车厢空气量最大化。理想情况下，当使用100％的车厢空气再循环时，功率消耗将最小化。然而，在较冷的环境温度的情况下，100％的车厢空气再循环可能导致车辆窗户(包括挡风玻璃)的内表面起雾。因此，需要将一定量的外部空气带入车辆以防止车厢内部起雾。但是，在寒冷天气中采用全新鲜空气模式会导致加热器/除霜器性能下降。如果在炎热天气中选择全新鲜空气模式，则将对空调压缩机施加增加的冷却负荷。

响应于优化内部条件的需要，新鲜空气可以通过两种方式进入车辆的加热、通风和空调(HVAC)系统。其中一种方式是传统的新鲜空气模式。另一种是部分空气再循环模式，其中允许一些新鲜空气进入车厢，同时已经在车厢中的一些空气被再循环。尽管对平衡车辆能量消耗和最大车厢条件的需求提供了部分响应，必须小心管理进入HVAC系统的新鲜空气量，不然这些条件中的一个或两者将得不到优化。

因此，通常情况下，在控制进入空气的选择以实现参数优化的技术中存在改进的空间。

发明内容

所公开的发明提供了一种双门HVAC进气系统和方法，在全新鲜空气模式、部分再循环空气模式和完全再循环空气模式之间有效选择进气。所公开的发明提供了最佳的加热/冷却性能、燃料经济性和/或高压(HV)电池功率消耗。HVAC进气设计包含两个旋转门，其与新鲜空气开口和两个再循环空气开口一起工作，允许在全新鲜空气模式、部分再循环空气模式和完全再循环空气模式之间进行选择。两个门中的一个提供再循环和新鲜空气之间的选择。两个门中的另一个选择再循环。旋转门可以是壳门或翻盖门。

进气系统基于外部和内部空气条件以及冷却和加热负载以及车厢起雾概率来管理门以逐渐地移动到任何位置。随着冷却和加热负荷的增加，系统朝着完全再循环模式移动。相反，随着表面起雾的增加，系统朝向全新鲜空气模式移动。