namiТруды НАМИTrudy NAMI0135-3152ФГУП «НАМИ»10.51187/0135-3152-2023-1-37-45nami-265Research ArticleАВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЕAUTOMOBILE DEVELOPMENTПредупреждение запотевания ветрового стекла автомобиля во время движения средствами автоматического климат-контроляPrevention of vehicle windscreen fogging by means of automatic climate control when drivingИгнатьевВ. В.Ignat’evV. V.

Игнатьев Василий Васильевич – инженер-исследователь

г. Москва 125438

Ignat’ev V.V. – research engineer

Moscow 125438

vaskos63i@gmail.comСемикинС. Н.SemikinS. N.

Семикин Сергей Николаевич – канд. техн. наук, начальник управления «Системы, узлы и агрегат

г. Москва 125438

Semikin S.N. – PhD (Eng), head of department “Systems, components and assemblies”

Moscow 125438

ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ»РоссияFederal State Unitary Enterprise “Central Scientifi c Research Automobile and Automotive Engines Institute” (FSUE “NAMI”)Russian Federation202307042023013745Copyright © Игнатьев В.В., Семикин С.Н., 20232023Игнатьев В.В., Семикин С.Н.Ignat’ev V.V., Semikin S.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nami.elpub.ru/jour/article/view/265

Введение (постановка задачи и актуальность). Проблеме повышения эффективности автоматического контроля запотевания остекления уделяется большое внимание. В рамках этой тематики проведены сотни исследований, опубликована масса статей американских, японских, корейских, европейских, китайских, иранских и других авторов. Способность климатической системы автомобиля автоматически обнаруживать потенциальную возможность запотевания ветрового стекла и предупреждать возникновение запотевания повышает безопасность. Менее очевидно, что это позволяет снизить энергозатраты (предупредить запотевание энергетически выгоднее, чем удалить конденсат), а также более широко применять имеющиеся в автомобиле средства, использование которых обычно приводит к проблемам с запотеванием. В статье изложены принципы автоматического предупреждения запотевания ветрового стекла системой климат-контроля автомобиля во время движения. Рассмотрены стратегии раннего прогнозирования запотевания и автоматического предотвращения образования конденсата, комфортные для водителя и пассажиров.Цель исследования – повышение эффективности автоматического контроля запотевания ветрового стекла средствами климатической системы автомобиля.Методология и методы. Изучение способов оценки риска запотевания остекления автомобиля и его автоматического предотвращения. Анализ научной литературы, технической документации и материалов по указанному направлению, опубликованных в открытых источниках; стендовые эксперименты и натурные испытания.Результаты и научная новизна. Рассмотрена автоматическая работа климатической системы в режиме предупреждения запотевания ветрового стекла автомобиля во время движения. Научная новизна заключается в предложенном способе прогнозирования риска запотевания и упреждающего регулирования, включающем упрощённый расчёт точки росы воздуха в кабине, цифровую экстраполяцию уровня риска и соответствующую поэтапную упреждающую коррекцию сигналов управления исполнительными устройствами климатической системы, обеспечивающую предотвращение возможного запотевания.Практическая значимость. Предварительная проверка в условиях зимних натурных испытаний показала эффективность предложенного способа предупреждения запотевания ветрового стекла по сравнению с типовым способом контроля риска запотевания. Планируется проведение дальнейших исследований для получения количественных показателей эффективности и экономичности предложенного способа.

Introduction (problem statement and relevance). A great deal of attention is paid to the problem of increasing the effi ciency of automatic control of glass fogging. Hundreds of research and studies have been carried out, and a great deal of papers by American, Japanese, Korean, European, Chinese, Iranian and other authors have been published within this topic. The ability of the vehicle HVAC system to automatically detect and prevent potential windscreen fogging improves safety. Less obvious is that it allows reduction of energy costs (prevention of fogging is more energy saving than removal of condensate) and also wider use of the means available in the vehicle, the usage of which usually leads to fogging problems. The paper describes the principles of automatic prevention of windscreen fogging by means of the vehicle HVAC system when driving. It also considers the strategies of early forecasting of fogging and automatic prevention of condensation that are comfortable for the driver and passengers.The purpose of the study is to increase the efficiency of automatic control of windscreen fogging by means of the vehicle HVAC system.Methodology and research methods. Study of methods to assess the risk of vehicle glass fogging and to prevent it automatically. Analysis of the related scientifi c literature, technical documentation and materials published in open sources; bench experiments and fi eld tests.Scientific novelty and results. Automatic operation of the HVAC system in the vehicle windscreen fogging prevention mode when driving was considered. The scientific novelty consists in the suggested method of forecasting the risk of fogging and advanced control including simplifi ed calculation of the air dew point in the cabin, digital extrapolation of the risk level and corresponding advanced stage-by-stage correction of the HVAC system actuator control signals ensuring prevention of possible fogging.Practical signifi cance. Preliminary checking under the winter field test conditions has shown the efficiency of the proposed method of windscreen fogging prevention compared to the typical way of controlling the risk of fogging. Further research is planned to obtain quantitative indicators of efficiency and economy of the proposed method.

ветровое стеклозапотеваниеконденсатклимат-контрольwindscreenfoggingcondensateclimate control (HVAC)ReferencesMueller A., Trick L. Driving in fog: The eff ects of driving experience and visibility on speed compensation and hazard avoidance // Accident Analysis & Prevention. – 2012. – V. 48. – P. 472–479.Mueller A., Trick L. Driving in fog: The eff ects of driving experience and visibility on speed compensation and hazard avoidance. Accident Analysis & Prevention, 2012, vol. 48, pp. 472–479.Митин М.В., Пчелинцев Н.И. Климатическая система в современном автомобиле. – М.: Солон-Пресс, 2013. – 72 с.Mitin M.V., Pchelintsev N.I. [Climate system in a modern vehicle]. Moscow, Solon-Press Publ., 2013. 72 p. (In Russian)Urbank T., Kelly S., King T.O., Archibald C.A. Development and application of an integrated dew point temperature sensor // SAE Paper. – 2001. – No. 2001-01-0585.Urbank T., Kelly S., King T.O., Archibald C.A. Development and application of an integrated dew point temperature sensor. SAE Paper, 2001, no. 2001-01-0585.Wang M., Urbank T., Sangwan K. “CLEAR VISION” Automatic Windshield Defogging System // SAE Technical Paper. – 2004. – No. 2004-01-1373.Wang M., Urbank T., Sangwan K. “CLEAR VISION” Automatic Windshield Defogging System. SAE Technical Paper, 2004, no. 2004-01-1373.ГОСТ 33992-2016. Автомобили легковые. Системы очистки ветрового стекла от обледенения и запотевания. Технические требования и методы испытаний. – Введ. 2018–02–01. – М.: Стандартинформ, 2017. – 11 с.[GOST 33992-2016. Passenger cars. Windscreen defrosting and demisting systems. Technical requirements and test methods]. Moscow, Standartinform Publ., 2017. 11 p. (In Russian)Council Directive 78/317/EEC of 21 December 1977 on the approximation of the laws of the Member States relating to the defrosting and demisting systems of glazed surfaces of motor vehicles. – 1977.Council Directive 78/317/EEC of 21 December 1977 on the approximation of the laws of the Member States relating to the defrosting and demisting systems of glazed surfaces of motor vehicles. 1977.TP-103-13 June 26, 1996. Safety Assurance. Windshield Defrosting and Defogging Systems. Laboratory Test Procedure For FMVSS 103. U.S. Department Of Transportation National Highway Traffi c Safety Administration. Offi ce of Vehicle Safety Compliance. – 1996.TP-103-13 June 26, 1996. Safety Assurance. Windshield Defrosting and Defogging Systems. Laboratory Test Procedure For FMVSS 103. U.S. Department Of Transportation National Highway Traffi c Safety Administration. Offi ce of Vehicle Safety Compliance. 1996.Vehicle Standard (Australian Design Rule 8/01 – Safety Glazing Material). – 2005.Vehicle Standard (Australian Design Rule 8/01 – Safety Glazing Material). 2005.JIS D 4502-94. Passenger Cars – Windshield Demisting System / Japanese Standards Association. – 2010.JIS D 4502-94. Passenger Cars – Windshield Demisting System / Japanese Standards Association. 2010.Description: Rain-Light-Solar-Humidity-Display- Sensor. System Requirements. Specifi cations / Hella KGaA Hueck & Co. – Lippstadt, 2011-07-15.Description: Rain-Light-Solar-Humidity-Display- Sensor. System Requirements. Specifi cations / Hella KGaA Hueck & Co. Lippstadt, 2011-07-15.ASHRAE Handbook. Fundamentals / American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc. – Atlanta, 2001. – Chap. 6.ASHRAE Handbook. Fundamentals / American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc. Atlanta, 2001. Chap. 6.Alduchov O.A., Eskridge R.E. Improved Magnus form approximation of saturation vapor pressure // Environmental Science. Journal of Applied Meteorology. – 1996. – V. 15. – P. 601–609.Alduchov O.A., Eskridge R.E. Improved Magnus form approximation of saturation vapor pressure. Environmental Science. Journal of Applied Meteorology, 1996, vol. 15, pp. 601–609.Игнатьев В.В., Семикин С.Н. Автоматический контроль запотевания ветрового стекла автомобиля / Безопасность колёсных транспортных средств в условиях эксплуатации: сб. материалов 110 междунар. н.-т. конф. – Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2021. – Т. 1. – С. 111–119.Ignat’ev V.V., Semikin S.N. [Automatic fogging control of the windshield of the vehicle]. [Safety of wheeled vehicles in operation: collection of materials of the 110th International scientifi c and technical conference]. Irkutsk, IRNITU Publ., 2021, vol. 1, pp. 111–119. (In Russian)Бесекерский В.А. Цифровые автоматические системы. – М.: Наука, 1976. – 576 с.Besekerskiy V.A. [Digital automatic systems]. Moscow, Nauka Publ., 1976. 576 p. (In Russian)Оценка текущего статуса калибровок системы микроклимата автомобиля AURUS SENAT 412300 в зимних условиях / Технический отчёт НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ», ТО № 700-20-08/6. – 2022[Assessment of the current calibration status of the AURUS SENAT 412300 microclimate system in winter conditions]. [Technical report of “NAMI” Testing Center, TO no. 700-20-08/6]. 2022. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.