專利名稱：避免在車輛的窗玻璃上形成霧氣的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種避免在機動車輛的窗玻璃上形成霧氣的方法及裝置。
背景技術(shù)：
這樣的方法和這樣的裝置已被EP2202107A1所公開。固定在車輛前窗玻璃的內(nèi)表面的傳感器單元包括空氣濕度傳感器，檢測前窗玻璃的內(nèi)表面的溫度的第一溫度傳感器，以及檢測穿透空氣濕度傳感器的空氣的溫度的第二溫度傳感器，該溫度即為臨近前窗玻璃的內(nèi)表面的空氣的溫度。還包括檢測車輛外的空氣溫度的環(huán)境溫度傳感器以及冷卻劑溫度傳感器。通過測量的值確定露點溫度。當(dāng)前窗玻璃的內(nèi)表面的溫度低于露點溫度時，激活防霧操作。事實表明，避免形成霧氣的公知方法的可靠性仍然不令人滿意因而不可能在安全與舒適之間獲得滿意的折衷
發(fā)明內(nèi)容
本申請的目標(biāo)是通過特別簡單及可靠的方式避免在車輛的前窗玻璃上形成霧氣。該目標(biāo)通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)—種避免車輛，尤其是機動車輛的窗玻璃形成霧氣的方法，本方法基于設(shè)置在車輛內(nèi)部彼此鄰接的空氣濕度傳感器和內(nèi)部溫度傳感器的測量數(shù)值，且基于環(huán)境溫度傳感器測量的車輛周邊的環(huán)境溫度的測量數(shù)值，激活車輛的通風(fēng)系統(tǒng)和/或空調(diào)系統(tǒng)的防霧操作，根據(jù)測量數(shù)值確定露點溫度，其中，當(dāng)露點溫度大于環(huán)境溫度時，激活防霧操作，或者當(dāng)空氣濕度傳感器的測量數(shù)值的時間變化或優(yōu)選露點溫度的時間變化大于預(yù)設(shè)閾值時，激活防霧操作。其中，可以通過空氣濕度傳感器測量得到的車輛內(nèi)部的測量的相對空氣濕度基于內(nèi)部溫度傳感器的測量數(shù)值的預(yù)設(shè)函數(shù)進行修正，可選地，還基于空氣濕度傳感器老化的測量進行修正。也可以采用內(nèi)部溫度傳感器的測量數(shù)值的預(yù)設(shè)函數(shù)和測量的或修正的相對空氣濕度的預(yù)設(shè)函數(shù)來計算露點溫度?？梢曰诃h(huán)境溫度傳感器的測量數(shù)值和內(nèi)部溫度傳感器的測量數(shù)值之差的預(yù)設(shè)函數(shù)來修正露點溫度。當(dāng)在露點溫度的時間變化大于預(yù)設(shè)閾值的情況下激活防霧操作時，閾值可以是大約每分鐘3°C或者更大。其中，空氣濕度傳感器和內(nèi)部溫度傳感器不鄰近車輛的窗玻璃設(shè)置?？諝鉂穸葌鞲衅骱蛢?nèi)部溫度傳感器可以彼此熱接觸。根據(jù)本申請，當(dāng)滿足下面兩種情況的任一種時，激活防霧操作-露點溫度高于環(huán)境溫度；或者-露點溫度的時間變化大于預(yù)設(shè)閾值；可以用將空氣濕度傳感器的測量值的時間變化與不同的閾值進行比較來替換將露點溫度的時間變化與閾值進行優(yōu)選比較。也就是說，本申請不是像上述公知技術(shù)中的將露點溫度與擋風(fēng)玻璃的內(nèi)表面的溫度進行比較，而是與環(huán)境溫度進行比較。同時，觀察露點溫度的時間變化或空氣濕度傳感器 的測量值的時間變化。最后兩種替換的第二種確實同樣已被上述現(xiàn)有技術(shù)所公知，尤其是 現(xiàn)有技術(shù)的說明，然而，為了修正確定窗玻璃是否有霧的數(shù)值，此處使用空氣濕度的變化。 也就是說，根據(jù)本申請所述，激活防霧操作不僅由于空氣濕度的突然變化引起，而且還依賴 于未修正的確定的數(shù)值。
本申請?zhí)峁┮环N尤其可靠的避免車輛的窗玻璃形成霧氣的方法，且這種方法利用 尤其低成本的傳感器。代替窗玻璃傳感器單元，具體地，可以依賴內(nèi)部溫度傳感器，其設(shè)置 在車輛任何需要的位置，例如，儀表盤內(nèi)，駕駛桿上，空調(diào)控制器內(nèi)，中央控制臺上，B-柱上 等等。一般來說，這樣的內(nèi)部溫度傳感器無路如何都在車輛中出現(xiàn)，類似于環(huán)境溫度傳感 器，因此對于車輛的通風(fēng)系統(tǒng)或空調(diào)系統(tǒng)來說，可以僅通過增加空氣濕度傳感器和通過更 改無論如何都存在的控制模塊的軟件實施本申請。
在優(yōu)選實施例中，通過空氣濕度傳感器測量得到的車輛內(nèi)部的測量的相對空氣濕 度(空氣相對濕度)基于內(nèi)部溫度傳感器的測量數(shù)值的預(yù)設(shè)函數(shù)進行修正。這樣的測量基 于下述發(fā)現(xiàn)空氣濕度傳感器的測量數(shù)值對于溫度的依賴受到它自己的溫度的影響，尤其 是當(dāng)空氣濕度傳感器為電容器類型的時候。電容性濕度測量依賴于溫度的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)被許多 對電容濕度傳感器的響應(yīng)行為的測量進行調(diào)查并得到證實。為特定類型的傳感器確定的溫 度依賴性可以用于本申請的保護范圍內(nèi)以修正測量的相對空氣濕度。
此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)空氣濕度傳感器的測量數(shù)值受老化效應(yīng)影響，出于該原因，基于測 量空氣濕度傳感器的老化優(yōu)選地執(zhí)行修正測量的相對空氣濕度，這種測量例如可以是時間 或包含時間。
眾所周知，露點溫度可以計算為內(nèi)部溫度傳感器的測量數(shù)值的預(yù)設(shè)函數(shù)，以及測 量的或修正的相對空氣濕度的預(yù)設(shè)函數(shù)。
如上所述，本申請不是像公知技術(shù)中的將露點溫度與窗玻璃的內(nèi)表面的溫度進行 比較，而是與環(huán)境溫度，更確切地說是車輛外的空氣溫度進行比較，這樣更容易進行測量。 然而，由于實際上對于霧氣有著決定性作用的是內(nèi)窗表面的溫度，因此在本申請的優(yōu)選實 施例中，在與環(huán)境溫度對比之前，基于環(huán)境溫度傳感器的測量數(shù)值與內(nèi)部溫度傳感器的測 量數(shù)值之間的差異修正露點溫度。窗玻璃的溫度梯度通過該修正函數(shù)形成模式。
對于優(yōu)選的例子，在露點溫度的時間變化大于預(yù)設(shè)閾值的條件下，當(dāng)激活防霧操 作時，出現(xiàn)每分鐘大約3°C或更大的預(yù)設(shè)閾值是有利的。然而，在I至10°C /每分鐘范圍內(nèi) 的測量也是可能的。
空氣濕度傳感器和內(nèi)部溫度傳感器最好遠離車輛的窗玻璃設(shè)置，這樣它們的測量 數(shù)值不會或不會顯著地受到冷的窗表面的影響，且更適于彼此之間的熱接觸。
以下結(jié)合附圖，對示例性實施例進行說明，其中


圖1示出了典型的空氣濕度傳感器的測量數(shù)值作為對于不同傳感器溫度的實際 空氣濕度的函數(shù)；
圖2示出了不同溫度下的露點溫度曲線與相應(yīng)的過高的測量的空氣濕度的露點 溫度曲線的比較；
圖3示出了說明避免車輛窗玻璃形成霧氣的方法的流程圖；以及圖4示出了在變化溫度下試驗測量得到的測量的空氣濕度和實際的空氣濕度的時間特性。
具體實施例方式使用空氣濕度傳感器確定機動車輛內(nèi)窗玻璃形成霧氣的可能性。此處使用由控制模塊測量的相對空氣濕度及另外的測量數(shù)值確定車輛內(nèi)部的空氣露點溫度，并由此確定窗玻璃形成霧氣的可能性。如果有窗玻璃形成霧氣的風(fēng)險，則控制模塊促使執(zhí)行針對通風(fēng)系統(tǒng)和/或空調(diào)系統(tǒng)的防霧操作，例如，通過將空氣，或更多空氣，或較熱空氣送到窗玻璃的內(nèi)表面，以此避免形成霧氣。在一些情況下，例如，當(dāng)冷啟動后仍然沒有可用的暖空氣時，這會減少車輛乘客的熱舒適度。因此，在冬天，當(dāng)窗玻璃有形成霧氣的風(fēng)險時，使用循環(huán)操作以使車輛內(nèi)部更快地變暖通常是不可能的，因為在乘客廂中循環(huán)操作會增加空氣濕度。因此，在舒適與形成霧氣之間獲得好的折衷是很重要的。為了實現(xiàn)這些，必須精確測量乘客廂的空氣濕度。傳統(tǒng)的空氣濕度傳感器的測量信號，其對于確定露點溫度來說非常重要，然而是非常不精確的。這些誤差基于1)由于制造原因具有多種設(shè)計的傳感器元件(大部分是電容器)，以及為了獲取和放大傳感器信號的電子電路的組件，2)傳感器元件的老化效應(yīng)，及3)傳感器元件和相關(guān)的組件的溫度依賴。圖1示出了在10°C、25°C和46°C的溫度下，典型的空氣濕度傳感器的測量數(shù)值對傳感器溫度的依賴?？梢钥闯?該傳感器提供的25°C時針對相對空氣濕度的測量數(shù)值，且這些數(shù)值對應(yīng)于由精確測量參考傳感器提供的相對空氣濕度。對于更低或更高的溫度，測量的相對空氣濕度典型地偏離實際的相對空氣濕度大約±5%。測量的相對空氣濕度有如此這樣大的偏離會導(dǎo)致計算的露點溫度偏離實際露點溫度的范圍在±3°C，對于較低的相對空氣濕度實際上背離的更大。這從圖2可以看出，其顯示了計算的露點溫度曲線，也就是說，對于在10°C和20°C的空氣，作為相對空氣濕度的函數(shù)的露點溫度與對于I (TC和2 (TC的空氣的相應(yīng)的露點溫度曲線相比，測量的相對空氣濕度(RH)大約高5%。如果使用這樣的誤差計算的露點溫度，為了確定車輛內(nèi)窗玻璃上形成霧氣是否是預(yù)期的，這種方法是不精確的，且還有不可靠地預(yù)測窗玻璃形成霧氣的風(fēng)險或車輛乘客熱舒適度不必要地減少的風(fēng)險。通過激活車輛的通風(fēng)系統(tǒng)和/或空調(diào)系統(tǒng)的防霧氣操作得到的改進的避免機動車輛的窗玻璃形成霧氣的方法將結(jié)合圖3的流程圖進行闡述。機動車輛包含空氣濕度傳感器和內(nèi)部溫度傳感器，兩者彼此鄰接設(shè)置但不近鄰窗戶，都在車輛內(nèi)部，例如，在儀表盤內(nèi)，駕駛桿上，空調(diào)控制器內(nèi)，中央控制臺上，B-柱上等。此外，機動車輛包含可以設(shè)置在例如前擋泥板后面的環(huán)境溫度傳感器，以及執(zhí)行下述解釋的方法步驟的控制器。在步驟SI，讀取空氣濕度傳感器對于相對空氣濕度的測量數(shù)值RHftsS。在步驟2檢查關(guān)于是否傳感器老化效應(yīng)納入考慮。如果空氣濕度傳感器沒有老化，測量的相對空氣濕度RHftss保持不變，并且如果空氣濕度傳感器已經(jīng)老化，在步驟S3將老化修正值RHftss,^^與測量的相對空氣濕度相加。在步驟S4讀取內(nèi)部溫度感器測量的數(shù)值，其表示臨近空氣濕度傳感器的空氣溫度T
隨后，在步驟5基于測量的相對空氣濕度RHftss計算修正的相對空氣濕度RHte 在，如果適用的話，加上老化修正值和臨近空氣濕度傳感器的空氣溫度τ￥ 。為此目的可以使用3D修正表，通過它可以讀出作為RHftss和的函數(shù)的RHte。可以通過這種方式來補償測量的相對空氣濕度于溫度的依賴，且這些內(nèi)容在圖1也得到了闡述?？傮w上講，在步驟S5，通過空氣濕度傳感器測量到的車輛內(nèi)部的相對空氣濕度基于內(nèi)部溫度傳感器的測量數(shù)值的預(yù)設(shè)函數(shù)進行修正，如果適用的話，還可以基于空氣濕度傳感器老化的測量。值得一提的是，該修正與下述事實無關(guān)在不同溫度下恒定的絕對空氣濕度導(dǎo)致不同的相對空氣濕度。
隨后，在步驟S6基于空氣溫度T #和修正的相對空氣濕度RHte計算露點溫度T ，得到圖2所示的露點溫度曲線。也可以將存儲的3D表用于此目的?？偟脕碇v，步驟S6中計算的露點溫度作為內(nèi)部溫度傳感器的測量數(shù)值和測量的或修正的相對空氣濕度的預(yù)設(shè)函數(shù)。
然后在步驟S7讀取環(huán)境溫度傳感器測量的車輛周邊環(huán)境的空氣的溫度Tiw的數(shù)值。
如果計算的露點溫度Tg大于測量的環(huán)境溫度Tiw，這可以作為窗形成霧氣的指示。然而，實際上是要與露點溫度進行比較的窗玻璃的內(nèi)表面的溫度。為了不直接測量這個，在步驟S8對計算的露點溫度也進行修正。最后，利用存儲的3D修正表是可能的， 這樣可以讀出修正的露點溫度丁胃^^，其代表露點溫度！^#與函數(shù)(Τ￥ -Τ )的總和。 也就是說，基于環(huán)境溫度傳感器的測量數(shù)值與內(nèi)部溫度傳感器的測量數(shù)值之差的預(yù)設(shè)函數(shù)的差異修正露點溫度。該方式下將沿窗玻璃的垂直溫度梯度考慮在內(nèi)，而無需直接測量窗玻璃的內(nèi)表面的溫度。
只有現(xiàn)在，在步驟S9，將修正的露點溫度T 與環(huán)境溫度Tiw進行比較，如果T 大于Ti ，則方法前進至步驟S11，其中假設(shè)窗玻璃存在形成霧氣的風(fēng)險，且啟動防霧操作。
然而，如果小于Tamb，則不確保窗玻璃沒有形成霧氣的風(fēng)險。在這種情況下，在步驟SlO進一步檢測關(guān)于是否修正的露點的時間變化大于例如每分鐘3°C的預(yù)設(shè)閾值。如果Tg,_大于該限定，則方法繼續(xù)至步驟S11，啟動防霧操作，否則，為了從開始運行，線路回到步驟SI。
在特定情況下，已經(jīng)顯示出步驟SlO的檢測標(biāo)準(zhǔn)是用于評價窗玻璃形成霧氣風(fēng)險的精確標(biāo)準(zhǔn)。(修正的)露點溫度快速升高預(yù)示窗戶形成霧氣，即使不滿足步驟S9的檢測標(biāo)準(zhǔn)。例如，當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)與循環(huán)操作一起工作且車輛內(nèi)產(chǎn)生大量濕氣時,乘客的乎吸本質(zhì)上滿足時，發(fā)生這種情況。當(dāng)環(huán)境溫度傳感器錯誤地測量過高的環(huán)境溫度Tiw時，例如，對于車輛緩慢驅(qū)動或車輛停止，當(dāng)冷卻風(fēng)扇在環(huán)境溫度傳感器方向驅(qū)動較暖空氣時，此種情況也會發(fā)生。當(dāng)然也可能嘗試防止這樣的測量誤差，例如通過僅使用低于上升的一定速率的環(huán)境溫度測量數(shù)值，和/或通過僅當(dāng)車輛被驅(qū)動時測量環(huán)境溫度，和/或通過當(dāng)車輛停止而發(fā)動機仍熱(war m engine)時保持其數(shù)值，但是環(huán)境溫度的測量誤差不能完全避免。
圖4顯示在人工氣候室中，實驗測量空氣濕度傳感器的過程中測量的和實際的相對空氣濕度的時間特性，空氣溫度在_20°C和64°C之間變化，且空氣濕度也是變化的，如圖1所示。從圖4可以得出，首先，使用的空氣濕度傳感器具有依賴于溫度的誤差，然而，其次，通過傳感器的空氣濕度測量的時間變化主要對應(yīng)于參考值。接下來，借助于傳感器測量數(shù)值計算的露點溫度的時間變化對依賴于溫度的誤差和其他傳感器公差具有穩(wěn)健性。大量風(fēng)洞實驗和道路測試已經(jīng)表明，執(zhí)行圖3的步驟SlO實質(zhì)上改善了檢測霧氣的可靠性。起始于露點溫度的某一上升速率，可以可靠地假設(shè)車輛內(nèi)的濕度的產(chǎn)生構(gòu)成問題且威脅窗玻璃的霧氣?？梢孕薷牟襟E圖3的S10，事實在于監(jiān)控相對空氣濕度RHftss或冊_的時間變化，而非超過閾值的露點溫度Tg的時間變化或的時間變化，圖3的路線可能需要輕微修改。然而，應(yīng)在步驟SlO更好的使用露點溫度，因為相對空氣濕度與溫度相關(guān)，且相對空氣濕度隨車內(nèi)溫度的上升而下降，這一點也將被考慮，如果適用的話。
權(quán)利要求
1.一種避免車輛，尤其是機動車輛的窗玻璃形成霧氣的方法，其特征在于，基于設(shè)置在車輛內(nèi)部彼此鄰接的空氣濕度傳感器和內(nèi)部溫度傳感器的測量數(shù)值(SI，S4)，且基于環(huán)境溫度傳感器測量的車輛周邊的環(huán)境溫度的測量數(shù)值(S7)，激活車輛的通風(fēng)系統(tǒng)和/或空調(diào)系統(tǒng)的防霧操作(Sll)，根據(jù)測量數(shù)值(S6，S8)確定露點溫度， 其中，當(dāng)露點溫度大于環(huán)境溫度時(S9)，激活防霧操作，或者當(dāng)空氣濕度傳感器的測量數(shù)值的時間變化或優(yōu)選露點溫度的時間變化大于預(yù)設(shè)閾值時(SlO)，激活防霧操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 通過空氣濕度傳感器測量得到的車輛內(nèi)部的測量的相對空氣濕度基于內(nèi)部溫度傳感器的測量數(shù)值的預(yù)設(shè)函數(shù)進行修正，可選地，還基于空氣濕度傳感器老化的測量(S5)進行修正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于， 采用內(nèi)部溫度傳感器的測量數(shù)值的預(yù)設(shè)函數(shù)和測量的或修正的相對空氣濕度的預(yù)設(shè)函數(shù)來計算露點溫度(S6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于， 基于環(huán)境溫度傳感器的測量數(shù)值和內(nèi)部溫度傳感器的測量數(shù)值之差的預(yù)設(shè)函數(shù)來修正露點溫度(S8)。
5.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于， 當(dāng)在露點溫度的時間變化大于預(yù)設(shè)閾值的情況下激活防霧操作時，閾值是大約每分鐘3 °C或者更大。
6.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于， 空氣濕度傳感器和內(nèi)部溫度傳感器不鄰近車輛的窗玻璃設(shè)置。
7.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，空氣濕度傳感器和內(nèi)部溫度傳感器彼此熱接觸。
8.避免車輛的窗玻璃形成霧氣的裝置，其特征在于， 該裝置設(shè)置成執(zhí)行上述任一權(quán)利要求所述的方法。
全文摘要
本申請涉及一種避免車輛，尤其是機動車輛的窗玻璃形成霧氣的方法，基于設(shè)置在車輛內(nèi)部彼此鄰接的空氣濕度傳感器和內(nèi)部溫度傳感器的測量數(shù)值(S1，S4)，且基于環(huán)境溫度傳感器測量的車輛周邊的環(huán)境溫度的測量數(shù)值(S7)，激活車輛的通風(fēng)系統(tǒng)和/或空調(diào)系統(tǒng)的防霧操作(S11)，根據(jù)測量數(shù)值(S6，S8)確定露點溫度。根據(jù)本申請，當(dāng)露點溫度大于環(huán)境溫度時(S9)，激活防霧操作，或者當(dāng)空氣濕度傳感器的測量數(shù)值的時間變化或優(yōu)選露點溫度的時間變化大于預(yù)時閾值時(S10)，激活防霧操作。
文檔編號B60H1/00GK103057380SQ20121042235
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者馬庫斯·馬科維茨, 沃爾特·邁爾, 迪特瑪·費舍爾 申請人:福特全球技術(shù)公司