JP2003514184A - 自動車における熱流の開ループ制御/閉ループ制御方法 - Google Patents

自動車における熱流の開ループ制御/閉ループ制御方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、自動車において熱発生器および熱消費装置が原因で生じる熱流を、少なくとも、自動車機関の瞬時的な負荷状態および瞬時的な車両作動および周囲条件に基づいて開ループ制御/閉ループ制御するための方法および装置に関しかつ次のように特徴付けられている:開ループ制御/閉ループ制御装置(21,22)は、走行状態に重要な量および機関冷却システムの熱的な慣性を考慮するモデルおよびサテライト・ナビゲーションシステム(GPS,24)によって捕捉検出された待ち受けている機関負荷に重要な周囲条件に基づいて機関冷却システムの待ち受けている負荷状態に対する予測を行いかつ殊に機関冷却システムの、自動車におけるあらゆる熱流の相応の開ループ/閉ループ制御を実施する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、熱発生器および熱消費器が原因で生じる、自動車における熱流を、
自動車機関の瞬時の負荷状態および瞬時の車両作動および環境条件に基づいて開
ループ制御/閉ループ制御する方法に関する。
【0002】 この形式の方法は、Technische Akademie Esslingen の講義録“Automatische
Klimasysteme, Elektronik und Ergonomie”(講習Nr.21751/67/
059,1996年12月12および13日、開催場所 Ostfinden(Nellingen
)から公知である。
【0003】 一般に、自動車における熱管理は自動車において生じるすべての熱流の監視お
よび制御を含んでいる。最適な作動条件をできるだけ迅速に調整設定することが
できるようにするために、すべての熱発生装置および熱消費装置は監視または制
御されなければならず並びにその熱流は必要および優先順位に相応してガイドさ
れかつ監視されなければならない。その際目標は、例えば部分負荷作動における
比較的高い冷却媒体温度による燃料消費の低減、排気ガス放出の最小化および例
えば室内暖房のできるだけ高速応答による快適性の改善である。内燃機関および
機関冷却システムの熱的な慣性のために、機関に対して迫ってくる負荷条件を予
測できれば望ましい。
【0004】 上記の講義録から公知の方法では、自動的なエアコンディションは、実時点の
障害量から生成される計算モデルに基づいて行われるようになっている。その際
車両室内に供給される熱エネルギーおよびそこから放出される熱エネルギーおよ
び蒸発器および/または加熱体に供給される熱量およびそこから放出される熱量
は、調整器の上述の計算モデルを考慮して、センサを用いて検出されたその時点
の測定値に基づいてエアコン調整に対する操作量の発生ないし補正によって監視
および制御される。
【0005】 現在のところ、見通す熱管理に対して走行方向において車両の前方にある区間
の例えば道路状態、上り勾配、上り勾配の長さまたはカーブの存在具合のような
目前にある負荷にとって重要な条件、すなわち車両におけるすべての熱流の監視
および制御に使用できるような解決策は公知ではない。
【0006】 従って本発明の課題は、熱発生装置および熱消費装置が原因で自動車中に生じ
る熱流を、殊に機関冷却システムの見通す熱管理によって、消費および/または
放出および/または快適性最適化された、車両機関の作動法が可能になるように
開ループ制御/閉ループ制御するための方法およびこの方法を実施するための装
置を提供することである。
【0007】 この課題は、請求項に記載のように解決される。
【0008】 重要な様相によれば、本発明の方法は次のように特徴付けられている:付加的
に、走行状態にとって重要な量と、機関冷却システムの熱的な慣性を考慮するモ
デルと、前記検出された、走行方向に待ち受けている機関負荷に重要な周囲条件
とに基づいて、機関冷却システムの待ち受けている負荷状態に対する予測を行い
かつ 前記待ち受けている作動状態および周囲条件を考慮して、自動車における例えば
機関冷却システムの熱流の開ループ制御/閉ループ制御を実施する。
【0009】 機関負荷にとって重要な待ち受けている周囲条件を検出するために、複数の個
々の可能性またはこれらの組み合わせも使用することができる。
【0010】 一方において、待ち受けている周囲条件を、GPSシステムによって供給され
る信号から検出することができる。
【0011】 他方において、待ち受けている周囲条件を、記憶されている地図作成周囲モデ
ルから供給される信号から検出される信号から検出することができる。
【0012】 第3に、待ち受けている周囲条件を、定置または移動の地上局の無線を介して
自動車に伝送することもできる。
【0013】 陸上車両に対するナビゲーション技術から、例えば道路の経過、上り勾配など
に関する記憶されている地図作成データを、定置または移動の地上局からまたは
DPSシステムからサテライトを介して受信されるデータによって更新すること
は既に公知である。
【0014】 本発明にとって重要な待ち受けている機関負荷にとって重要な周囲条件は例え
ば、上り勾配、下り勾配、カーブの多い区間、平坦な区間および尤もらしい車両
停止状況を含んでいる。
【0015】 この方法を実施するために適している、自動車における少なくとも機関冷却シ
ステムの熱管理のための装置は本発明によれば、本発明の方法を実施するように
構成されている開ループ制御/閉ループ制御装置を有している。
【0016】 勿論本発明の方法は、機関冷却システムの熱管理のみならず、エアコンディシ
ョニング装置に供給されるまたはそこから放出される熱流を含めておよび例えば
潜熱蓄え装置または冷気蓄え装置のような熱蓄積器に蓄えられるもしくはそこか
ら取り出されるすべての熱流を含む、自動車におけるすべての熱流の監視および
制御を含んでいる。
【0017】 従って自動車エアコンディショニング装置は、本発明の方法を実施するように
構成されている開ループ制御/閉ループ制御装置との機能的な接続によって、そ
の都度の作動点が最適な作動条件に対して迅速に調整設定されるように監視され
かつ制御される。
【0018】 この形式のエアコンディショニング装置は、例えば自動車の計器板において、
運転者の希望を入力しかつエアコンディショニング装置の作動状態を指示するた
の入出力装置を使用することができる。
【0019】 本発明の方法を実施するように構成されている開ループ制御/閉ループ制御装
置とエアコンディショニング装置との上述した機能的な接続は、センサおよび自
動車における別の自動車制御装置、例えばGPS受信機との接続も形成すること
ができる車体バス接続部によって行うことができる。
【0020】 この形式の車体バス接続部は例えば周知のCANバスシステムである。
【0021】 本発明の方法およびそれを実施する装置によって、予測的に生じる走行状態に
関する情報が、機関冷却システムの熱慣性と関連付けられて、機関冷却システム
のみならず、自動車における熱発生装置および熱消費装置のそれぞれの時点での
最適な熱管理のために利用される。
【0022】 唯一の図にはブロック回路図の形において車両バスアーキテクチャを介して作
用接続されている複数の制御装置が示されている。
【0023】 CANバス20を介して(本発明には含まれていない)、機関、変速機、走行
ユニットおよび安全性管理課題に対する制御装置11,12,13が接続されて
いる。CANバス20はゲートウェイノード15を介して一方においてB−CA
Nバス30に接続されておりかつ他方において診断インタフェース16に接続さ
れている。
【0024】 B−CANバス30は、例えば、機関冷却システムの熱管理のための本発明の
方法を実施するために用いられる制御装置21,エアコンディショニング装置に
対する制御装置22,座席電子装置に対する制御装置23およびGPS受信機か
ら供給されるデータを処理するために用いられる制御装置24を接続している。
別のCANバス40は中央画像クリーン45を入出力構成要素41,ラジオ受信
機42、テレビジョン受信機43および記憶されている地図作成データに基づい
ているナビゲーションシステム44に接続するために設けることができるもので
ある。
【0025】 既述のように、GPS受信機および/またはナビゲーションシステム44から
、例えば上り勾配、上り勾配の長さまたはカーブが沢山あるかのような目前に迫
る道路状況についての情報を捕捉検出しかつ少なくとも制御装置21にB−CA
Nバス30を介して供給することができるので、制御装置21は車両機関の消費
、放出および快適性最適化された作動法を考慮して機関冷却システムの予測的な
熱管理を実施することができる。
【0026】 ラジオ受信機42および/またはテレビジョン受信機43からも、例えば道路
状況、カーブが沢山あるか、道路の上り区間および下り区間のような待ち受けて
いる、負荷にとって重要な周囲状態に対する情報を受信しかつ少なくとも制御装
置21に供給することができる。この制御装置は、センサで検出された瞬時的な
、自動車機関の負荷状態および瞬時的な車両作動および周囲条件に基づく他に、
更に付加的に、機関冷却システムの待ち受けている負荷状態に対する予測および
機関冷却システムの相応の開ループ制御/閉ループ制御のための、機関冷却シス
テムに作用接続されている操作部材の調整設定を行う。その際予測は、走行状態
にとって重要な量と、熱的な慣性を考慮する、機関冷却システムのモデルとに基
づいて行われるが、更に、捕捉検出された、待ち受けている機関負荷にとって重
要な周囲条件に基づいて行われる。
【0027】 車両エアコンディショニング装置の開ループ制御/閉ループ制御のために用い
られる開ループ制御/閉ループ制御装置22は、例えばGPSシステムおよび/
またはナビゲーションシステム44から供給される情報を表すような待ち受けて
いる周囲条件も受信しかつ付加的に、エアコンディショニング装置によって調節
される、自動車における熱流を上述した予測熱管理の意味において監視もしくは
制御することができる。
【0028】 運転者の特性を考慮する適応形の(図示されていない)運転者モデルも、少な
くとも機関冷却システムおよび任意選択的にエアコンディショニング装置をもの
予測する熱管理に対する影響を及ぼすことができることを更に述べておく。
【図面の簡単な説明】
【図1】 車両バスアーキテクチャを介して作用接続されている複数の制御装置が示され
ているブロック線図である。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動車において熱発生器および熱消費装置が原因で生じる熱
    流を、少なくとも、自動車機関の瞬時的な負荷状態および瞬時的な車両作動およ
    び周囲条件に基づいて開ループ制御/閉ループ制御するための方法において、 付加的に、走行状態にとって重要な量と機関冷却システムの熱的な慣性を考慮す
    るモデルと、前記検出された、走行方向に待ち受けている、機関負荷にとって重
    要な周囲条件とに基づいて、機関冷却システムの待ち受けている負荷状態に対す
    る予測を行いかつ 前記待ち受けている作動状態および周囲条件を考慮して、自動車における例えば
    機関冷却システムの熱流の開ループ制御/閉ループ制御を実施する ことを特徴とする開ループ制御/閉ループ制御方法。
  2. 【請求項2】 待ち受けている周囲条件を、GPSシステムによって供給さ
    れる信号から検出する 請求項1記載の開ループ制御/閉ループ制御方法。
  3. 【請求項3】 待ち受けている周囲条件を、記憶されている地図作成周囲モ
    デルから供給される信号から検出する 請求項1記載の開ループ制御/閉ループ制御方法。
  4. 【請求項4】 待ち受けている周囲条件を、定置または移動の地上局の無線
    を介して伝送しかつ自動車において受信する 請求項1記載の開ループ制御/閉ループ制御方法。
  5. 【請求項5】 請求項2から4までの少なくとも2つに記載の特徴の組み合
    わせを備えている 請求項1から4までのいずれか1項記載の開ループ制御/閉ループ制御方法。
  6. 【請求項6】 待ち受けている周囲条件は例えば、上り勾配、下り勾配、カ
    ーブの多い区間、平坦な区間および尤もらしい車両停止状態を含んでいる 請求項1から5までのいずれか1項記載の開ループ制御/閉ループ制御方法。
  7. 【請求項7】 機関冷却システムの開ループ制御/閉ループ制御は、車両機
    関に対する消費量および/または放出および/または快適性最適化パラメータを
    考慮する 請求項1から6までのいずれか1項記載の開ループ制御/閉ループ制御方法。
  8. 【請求項8】 自動車における、例えば機関冷却システムの熱流の熱管理装
    置において、 開ループ制御/閉ループ制御装置が請求項1から7までのいずれか1項記載の開
    ループ制御/閉ループ制御方法を実施するように構成されている ことを特徴とする装置。
  9. 【請求項9】 エアコンディショニング装置にとって機能的に重要なセンサ
    および操作部材が請求項8に記載の装置に機能的に接続されている ことを特徴とする自動車エアコンディショニング装置。
  10. 【請求項10】 当該装置は、運転者の希望を入力しかつエアコンディショ
    ニング装置の作動状態を指示するための入出力装置を有しており、該入出力装置
    は計器板に設けられている 請求項9記載の自動車エアコンディショニング装置。
  11. 【請求項11】 開ループ制御/閉ループ制御装置、エアコンディショニン
    グ装置およびセンサおよび自動車における別の制御装置を接続するための車体バ
    ス接続部が設けられている 請求項9または10記載の自動車エアコンディショニング装置。
  12. 【請求項12】 車体バス接続部はCANバスである 請求項11記載のエアコンディショニング装置。
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