CN104943693A - 用于运行机动车的蓄热器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行机动车的蓄热器的方法。其中在起动（21）所述机动车之后求取或者估计（221）有待由所述机动车经过的线路的长度和/或持续时间。根据所述长度和/或持续时间来判定（23）：是否对所述蓄热器实施排空（24）。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车的蓄热器的方法。此外，本发明涉及一种设计用于实施按本发明的方法的每个步骤的计算机程序，并且涉及一种机器可读的存储介质，在该存储介质上保存了按本发明的计算机程序。最后，本发明涉及一种电子控制器，该电子控制器设计用于借助于按本发明的方法来运行机动车的蓄热器。
背景技术
为了对机动车的热机运转进行优化，将蓄热器装在所述机动车中。所述蓄热器能够在起动机动车的内燃机之后使液态介质、比如冷却水、机油和变速器油快速变热。这能够将二氧化碳排放降低到最低限度并且能够通过加热装置的快速的可用性而提高车内乘员的舒适性。还已知借助于蓄热器来对机动车的排气歧管进行快速的加热，用于降低有害物质排放。
原则上在行驶开始时要将蓄热器排空，也就是说将所储存的热量由所述蓄热器排放出去。在行车结束时，又储存热量，也就是重新填充所述蓄热器。不过，这一点只有在行驶线路足够长时才发挥功能，以便对于所述蓄热器来说存在着足够的热量以及足够高的温度。对于短程行车来说就不是这种情况。在这样的情况中，所述存储器或者说蓄热器虽然已经吸收了一定的热能，但是出于化学的原因还不能持久地将其储存，并且因此在紧接在行车之后的停车阶段中将其排放给环境。为了能够持久地、也就是说按存储器的类型在超过-10℃的环境温度下能够无限制地长时间地储存所述热能，则必须完全填充所述蓄热器，也就是在足够长的时间间隔里必须向其供给足够大的热流。
除了在短程行车中不能再次完全填充被排空的蓄热器的缺点之外，通过所述存储器获得的优点在短程行车中有时候只能使用很短的时间。由此，所述热能的使用率较差。
发明内容
按本发明的、用于运行机动车的蓄热器的方法包括在起动机动车之后求取或者估计有待由所述机动车经过的线路的长度和/或持续时间这个步骤。根据所述长度和/或持续时间来判定：是否对所述蓄热器实施排空。通过这种方式能够实现这一点：在短程行车中不使用所述蓄热器。
尤其在由机动车的导航仪提供的信息的基础上来求取或者估计有待由所述机动车经过的线路的长度和/或持续时间。所述信息要么通过由驾驶员输入行驶目的地这种方式要么通过所保存的、关于驾驶员的通常的行驶态度的信息来提供。线路数据尤其能够通过电子水平线来提供。电子水平线是下述数据的汇总，所述数据尤其代表着车辆环境中的拓扑的及地理的情况。所述电子水平线从数字的导航地图的数据中产生。所述数据由所谓的水平线提供装置（Horizon Provider）在利用所定义的协议的情况下通过车辆总线、比如CAN来发送给其它的控制器，其中所述水平线提供装置比如能够是所述导航仪。能够按本发明用于传输电子水平线的协议尤其是ADASIS（Advanced Driver Assistant
System Interface Specification，高级驾驶员辅助系统接口规范）。所述水平线提供装置以简单的格式向所述机动车的其它控制器提供所述数字的导航地图的、较小的截取部分。它检测驾驶员预计会选择的线路。这种线路被称为Most Probable Path（MPP，最可能线路）。只要驾驶员已经将目的地输入到所述导航仪中，那就能够将相应的线路用作MPP。如果不是这种情况，则能够借助于简单的启发学（Heuristik）来确定所述MPP。比如认为优选跟随主干道。也能够借助于关于驾驶员在过去已经选择的线路的统计学来确定所述MPP。所述水平线提供装置提供沿着所述MPP的属性（Attribut）。这样的属性比如能够是沿着所述MPP的车行道的、预计可能的速度-、坡度-或者转弯特性曲线或者是关于沿着所述MPP的交叉口的信息。
在按本发明的方法的一种优选的实施方式中，只有在所述长度和/或持续时间预计足以用于在所述机动车的行驶过程中再次完全填充所述蓄热器时才对所述蓄热器实施排空。由此避免在所述机动车的停止状态中给所述蓄热器卸载。
特别优选对由所述机动车的内燃机产生的热流的时间上的曲线进行估计，并且此外在考虑到所述机动车的环境温度的情况下来估计：在所述机动车的行车过程中能够将这种热流的多少份额输送给所述蓄热器。为此尤其首先对在所述机动车的预计要经过的线路上的、预计可能的驱动负荷进行估计。这在按本发明的方法的一种实施方式中借助于一种统计表进行，在该统计表中包含了过去的用于已经驶过的线路的行车的、平均的驱动负荷。尤其要连续地对这种统计表进行更新。作为替代方案，在按本发明的方法的一种实施方式中，所述驱动负荷也能够借助于行驶阻力等式来估计。在此，要事先确定相应的车辆参数并且将其保存在车辆内部的数据库中。所述线路参数、比如行驶线路的坡度和沿着所述行驶线路的预计可能的速度要从所述电子水平线中获知。尤其借助于关于所述内燃机的、取决于负荷的放热情况的模型，来对由所述内燃机产生的热流的时间上的曲线进行估计。尤其借助于另一种模型来估计：在所述机动车的行驶过程中能够将所述热流的多少份额输送给所述蓄热器。为了判定是否对所述蓄热器实施排空，特别优选将预计可能产生的热流曲线与为了使所述蓄热器再生而需要的热流曲线进行比较，其中在对预计可能产生的热流曲线进行比较之前要扣除恒定的偏移量。由此对可能的过度估计或者说过高估计（Überschätzung）进行补偿。由此，为了安全起见在一些情况中不将所述蓄热器排空，在这些情况中所需要的热流与预计可能产生的热流彼此靠得很近。
此外，在按本发明的方法的这种实施方式中，特别优选的是，用统计的方法来检测：所述机动车平均必须在何种长度和/或持续时间里运动，直至完全将所述蓄热器装载。借助于这种数值和所预测的行驶线路的长度和/或持续时间来判定：是否在行车开始时将所述蓄热器排空。
在按本发明的方法的另一种优选的实施方式中，检测在所述机动车的所预测的行驶线路范围内再次完全填充所述蓄热器的可能性，并且只有这种可能性高于可能性阈值时才对所述蓄热器实施排空。优选连续地重新计算所述可能性。这一点尤其在一些情况中有意义，在这些情况中在行车开始时还不能足够精确地预测预计的行驶线路。通过对于在当前的行驶过程中所经过的线路的考虑，在后来的时刻能够对行驶持续时间进行可能不足够精确的预测。
在按本发明的方法的这种实施方式中，特别优选的是，如果所述内燃机的温度超过温度阈值，则不对所述蓄热器实施排空。由此，只有在所述内燃机的温度还如此之低，从而值得对所述蓄热器排空时，才对所述蓄热器实施排空。
在按本发明的方法的所有实施方式中，优选的是，在每次将所述蓄热器排空之后在所述机动车的数据库中记录：随后由所述机动车经过的线路的长度和/或持续时间是否足以用于再次完全填充所述蓄热器。随后在判定是否对所述蓄热器实施排空时对在所述数据库中所记录的信息加以考虑。通过这种方式来防止：在特定的、由所述机动车有规律地经过的线路上、比如在去车主的工作场所的行车途中每次都将所述蓄热器排空并且随后又完全填充所述蓄热器。
此外，优选的是，根据有待由所述机动车经过的线路的长度和/或持续时间来选择再次填充所述蓄热器的时刻。通过这种方式，也将为实施按本发明的方法所需要的、对于行驶线路的预测用于所述蓄热器的再次填充过程。如果已知：所述蓄热器的填充过程要持续特定的时间间隔，那就能够尤其在行驶结束之前刚好以这个时间间隔开始所述蓄热器的填充过程。
按本发明的计算机程序设计用于实施按本发明的方法的每个步骤。它能够在计算器或者控制器上实施按本发明的方法，而不必对其进行结构上的改动。为此，按本发明的计算机程序被保存在按本发明的、机器可读的存储介质上。通过将按本发明的计算机程序装载到电子控制器上这种方式，来得到按本发明的电子控制器。这种电子控制器设计用于借助于按本发明的方法来运行机动车的蓄热器。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中进行详细解释。
图1示出了在长时间行驶时机动车中的介质温度及存储器温度的时间上的曲线；
图2示出了在短时间行驶时机动车中的介质温度及存储器温度的时间上的曲线；
图3示出了按照本发明的一种实施例的方法的流程图；并且
图4示出了按照本发明的另一种实施例的方法的流程图。
具体实施方式
配备有完全装载好的蓄热器的机动车在冷起动时处于一种状态中，在该状态中所述机动车的液态介质比如冷却水、变速器油、机油等的介质温度TM处于较低的数值上，而所述机动车的蓄热器的存储器温度TS则处于很高的数值上。如果起动所述机动车，则如在图1中示出的那样随着时间t出现这些温度TM、TS的变化。在第一时间间隔11中所述蓄热器被完全装载。在紧接着在所述机动车的内燃机的起动之后开始的第二时间间隔12里，给所述蓄热器卸载。由此出现了所述介质温度TM的剧烈的上升，而所述存储器温度TS则下降到其最小值。在第三时间间隔13里，由于所述内燃机的运行而出现所述介质温度TM的进一步的上升，而被卸载的蓄热器的温度则保持不变。如果所述介质温度TM已经达到足够高的数值，则在第四时间间隔14里又给所述蓄热器装载，这又导致所述存储器温度TS重又升高到其起始值。在此出现所述介质温度TM的暂时的降低，该介质温度TM在对于所述蓄热器的装载结束时重又升高。在第五时间间隔15里，所述蓄热器被完全装载，并且准备好在重新进行发动机起动时重新进行卸载。
在所述机动车的仅短时间的行驶中，出现所述温度TM、TS的在图2中示出的曲线。首先，在这种情况中，在第一时间间隔11里所述蓄热器被完全装载，并且所述介质温度TM处于其最小值上。由于在所述第二时间间隔12里所述蓄热器被卸载，所述存储器温度TS下降到其最小值，而所述介质温度TM则升高。不过，在所述第三时间间隔13里就已经切断所述内燃机。由此所述介质温度TM基本上保持这样一个数值上，所述介质温度由于对所述蓄热器的排空而已经具有该数值，从而没有重新填充所述蓄热器。在所述机动车的下一个行驶周期中，所述蓄热器由此没有用于提高所述介质温度TM。这一点通过按本发明的方法的、接下来所描述的实施例来得到避免。
按本发明的方法的、示意性地在图3中示出的第一种实施例通过对配备了蓄热器的机动车的内燃机的起动21来开始。根据所述机动车的导航仪的数据来求取有待由所述机动车经过的线路的长度并且估计221所述行驶持续时间。从这些数据中来估计在所述线路范围内预计的驱动负荷，其中从比如由EP 1 775 552 A2公开的电子水平线中得知线路参数、比如线路的坡度和沿着所述线路的预计的速度。借助于关于所述内燃机的取决于负荷的放热的模型，在利用所预测的负荷分布（Lastprofil）的情况下对由内燃机产生的热流进行估计222。随后估计223：在所述机动车的行驶过程中能够将这种热流的多少份额输送给所述蓄热器。这通过另一种模型来进行，所述另一种模型对所述机动车的环境温度224加以考虑。将所述预计产生的热流曲线与为了完全装载所述蓄热器所需要的热流曲线进行比较。如果所述机动车的行车的长度和持续时间不足以用于产生能够完全再次填充蓄热器的热流曲线，则在没有将所述蓄热器排空的情况下结束按本发明的方法。否则，就将所述蓄热器排空24。在这样一种时刻来重新填充25所述蓄热器，该时刻在使用在步骤221中所求取的关于行驶线路和持续时间的数据的情况下确定。如果所述蓄热器的填充过程比如持续两分钟，则在行车结束前两分钟开始所述填充过程。
在机动车行车结束时，记录261以下信息262：是否在过去的行驶线路及持续时间范围内实际上能够再次完全填充所述蓄热器。在将来对所产生的热流进行估计222并且对输送给所述蓄热器的热流进行估计223时对这种信息262加以考虑。在记录261这种信息262之后，结束27按本发明的方法。
按本发明的方法的第二实施例的流程在图4中示意性地示出，该第二实施例同样以所述机动车的内燃机的起动31为开始。将所述发动机温度与温度阈值进行比较32。如果已经超过这个温度阈值，对于所述机动车的蓄热器的排空就会不值得并且立即结束按本发明的方法。否则在过去的行车的基础上对预计由车辆的驾驶员所选择的行驶目的地以及相应的行驶线路进行预测33。
为此，考虑使用像比如由US 2008/0027639 A1、US 8,229,666 B2和US 7,418,342 B1中所公开的那样的方法。根据如此求取的行驶线路来求取34在所预测的行驶线路的范围内再次完全填充所述蓄热器的可能性。随后将这种可能性与可能性阈值进行比较35。如果低于所述可能性阈值，则返回到所述方法的步骤32并且重新检查：发动机温度是否在此期间超过所述温度阈值。否则，也就是说如果存在着足够高的关于成功地再次填充所述蓄热器的可能性，则对所述蓄热器进行排空36。随后根据在步骤33中所预测的线路数据在所述机动车行车结束之前及时地再次填充37所述蓄热器。在结束行车之后，记录381以下信息382：是否在这种所经过的行驶线路及持续时间的范围内实际上成功地完全填充所述蓄热器。在将来进行可能性计算34时要对这种信息382加以考虑。在结束所述记录381之后，结束39按本发明的方法。
将按本发明的、按照前面所描述的两种实施例的方法尤其有利地用在一些使用场合中，在这些使用场合中机动车交替地经过较短路程和较长路程。在没有按本发明的方法的情况下，在短程的一开始将所述蓄热器排空。这仅仅节省了少量的燃料消耗，因为所述机动车仅仅以相对于冷的发动机降低了的消耗经过较短路程。因为所述路程较短，所以在行驶过程中不能完全使所述蓄热器再生。出于这个原因，所述蓄热器在所述机动车的接下来的停车阶段中在极为不利的情况中失去其全部热能。所述蓄热器而后没有供随后的较长时间的行车所用。所述机动车的消耗而后相当于无蓄热器的机动车的消耗。但是，在较长时间的行车过程中所述蓄热器能够被完全装载，并且由此在下一次行车开始时又可供使用。在行车开始时，将所述蓄热器排空。如果下一次行车又是较短路程，则如上面所描述的那样，所节省的燃料消耗较少。在未使用按本发明的方法的情况下，所述蓄热器在经常在较短路程与较长路程之间转换的情况下相对于无蓄热器的机动车没有得到明显的消耗方面的优点。这也适用于下述使用场合，在该使用场合中在每次长距离行车之后以一定的时间间隔先后进行多次短程行车。通过按本发明的方法的使用，则在短程行车中没有将所述蓄热器排空。然而为此所述蓄热器在每次较长路程上可供使用，并且在那里引起相应的消耗舒适性优点。
Claims (10)
1. 用于运行机动车的蓄热器的方法，其特征在于，在起动（21、31）所述机动车之后求取或者估计（221、33）有待由所述机动车经过的线路的长度和/或持续时间，并且根据所述长度和/或持续时间来判定（23、35）：是否对所述蓄热器实施排空（24、36）。
2. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，只有在所述长度和/或持续时间预计足以用于在所述机动车的行驶过程中再次完全填充所述蓄热器时，才对所述蓄热器实施排空（24、36）。
3. 按权利要求2所述的方法，其特征在于，对由所述机动车的内燃机产生的热流的时间上的曲线进行估计（222），并且在考虑到所述机动车的环境温度（224）的情况下来估计（223）：在所述机动车的行驶过程中能够将所述热流的多少份额输送给所述蓄热器。
4. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，求取（34）在所述机动车的所预测的行驶线路的范围内再次完全填充所述蓄热器的可能性，并且只有在所述可能性高于可能性阈值时才对所述蓄热器实施排空（36）。
5. 按权利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述内燃机的温度超过（32）温度阈值，则不对所述蓄热器实施排空（36）。
6. 按权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，在每次将所述蓄热器排空之后在所述机动车的数据库中记录（261、381）：随后由所述机动车经过的线路的长度和/或持续时间是否足以用于再次完全填充所述蓄热器，其中在判定是否对所述蓄热器实施排空时对在所述数据库中所记录的信息（262、382）加以考虑。
7. 按权利要求1到6中任一项所述的方法，其特征在于，根据有待由所述机动车经过的线路的长度和/或持续时间来选择（25、37）再次填充所述蓄热器的时刻。
8. 计算机程序，所述计算机程序设计用于实施按权利要求1到7中任一项所述的方法的每个步骤。
9. 机器可读的存储介质，在所述机器可读的存储介质上保存了按权利要求8所述的计算机程序。
10. 电子控制器，所述电子控制器设计用于借助于按权利要求1到7中任一项所述的方法来运行机动车的蓄热器。
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