DE102010030663B4 - Method for operating a vehicle temperature control device - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugtemperiergeräts (G), bei welchem Verfahren die Temperierleistung (Qzu) des Fahrzeugtemperiergeräts (G) in Abhängigkeit von der Änderungsrate der Temperatur (T) eines Fahrzeuginnenraums als zu temperierender Systembereich (S) und einer Leistungsbilanzgröße (B) des zu temperierenden Systembereichs (S) eingestellt wird, umfassend die Maßnahmen:a) Ermitteln einer Soll-Änderungsrate der Temperatur Tsoll(t) des zu temperierenden Systembereichs (S) für einen Berechnungszyklus (t),b) Ermitteln der Temperierleistung (Qzu(t)) des Fahrzeugtemperiergeräts (G) für einen Berechnungszyklus (t) auf der Grundlage einer Soll-Änderungsrate der Temperatur (Tsoll(t)) des zu temperierenden Systembereichs (S) für diesen Berechnungszyklus (t) und auf der Grundlage der Leistungsbilanzgröße (B(t-1)) des Systembereichs (S) für einen vorangehenden Berechnungszyklus (t-1) und Ermitteln der Leistungsbilanzgröße (B(t-1)) des zu temperierenden Systembereichs (S) für den vorangehenden Berechnungszyklus (t-1) auf der Grundlage der Temperierleistung (Qzu(t-1)) des Fahrzeugtemperiergeräts (G) für den vorangehenden Berechnungszyklus und der Änderungsrate der Temperatur (T(t-1)) des zu temperierenden Systembereichs (S) im vorangehenden Berechnungszyklus (t-1) gemäß den folgenden Zusammenhängen:Qzu(t)=K×Tsoll(t)+B(t−1),B(t−1)=(Qzu(t−1)−K×T(t−1)),wobei:K ein vorbestimmter Faktor ist,Tsoll(t) die Soll-Änderungsrate der Temperatur des zu temperierenden Systembereichs (S) für diesen Berechnungszyklus (t), undB(t-1) die Leistungsbilanzgröße des Systembereichs (S) für den vorangehenden Berechnungszyklus (t-1) ist,c) Betreiben des Fahrzeugtemperiergeräts (G) in dem Berechnungszyklus (t) derart, dass die für diesen Berechnungszyklus (t) ermittelte Temperierleistung (Qzu(t)) bereitgestellt wird.Method for operating a vehicle temperature control device (G), in which method the temperature control output (Qzu) of the vehicle temperature control device (G) as a function of the rate of change of the temperature (T) of a vehicle interior as a system area (S) to be temperature-controlled and a power balance variable (B) of the temperature-controlled system System area (S) is set, comprising the measures: a) determining a target rate of change of the temperature Toll (t) of the system area (S) to be tempered for a calculation cycle (t), b) determining the tempering performance (Qzu (t)) of the Vehicle temperature control device (G) for a calculation cycle (t) on the basis of a target rate of change of the temperature (Toll (t)) of the system area (S) to be tempered for this calculation cycle (t) and on the basis of the power balance variable (B (t-1 )) of the system area (S) for a preceding calculation cycle (t-1) and determining the power budget variable (B (t-1)) of the system area (S) to be tempered for the preceding n the calculation cycle (t-1) based on the temperature control performance (Qzu (t-1)) of the vehicle temperature control device (G) for the previous calculation cycle and the rate of change of the temperature (T (t-1)) of the system area (S) to be temperature controlled in previous calculation cycle (t-1) according to the following relationships: Qzu (t) = K × Tsoll (t) + B (t − 1), B (t − 1) = (Qzu (t − 1) −K × T ( t − 1)), where: K is a predetermined factor, Toll (t) is the target rate of change of the temperature of the system area to be tempered (S) for this calculation cycle (t), and B (t-1) is the power budget variable of the system area (S ) for the previous calculation cycle (t-1), c) operating the vehicle temperature control device (G) in the calculation cycle (t) in such a way that the temperature control performance (Qzu (t)) determined for this calculation cycle (t) is provided.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugtemperiergeräts.The present invention relates to a method for operating a vehicle temperature control device.
Aus dem Stand der Technik bekannte Temperiergeräte mit Temperierleistungsregelung sind mit einer Mehrzahl von Temperierleistungsstufen ausgestattet, die eingestellt bzw. zwischen denen umgeschaltet werden kann. Beispielsweise sind Fahrzeugheizgeräte bekannt, die als Standheizung oder als Zuheizer betrieben werden, um vor bzw. während des Betriebs eines Fahrzeugs eine ausreichende Erwärmung beispielsweise des Fahrzeuginnenraums zu gewährleisten. Diese Fahrzeugheizgeräte können brennstoffbetrieben sein und bei ihnen können in Abhängigkeit vom erforderlichen Wärmebedarf verschiedene Heizleistungsstufen eingestellt bzw. zwischen diesen umgeschaltet werden, wobei bei großem Wärmebedarf mit Heizleistungsstufen höherer Heizleistung und bei geringerem Wärmebedarf mit Heizleistungsstufen geringerer Heizleistung gearbeitet werden kann.Temperature control devices known from the prior art with temperature control are equipped with a plurality of temperature control levels which can be set or switched between. For example, vehicle heaters are known which are operated as auxiliary heaters or as auxiliary heaters in order to ensure sufficient heating, for example of the vehicle interior, before or during the operation of a vehicle. These vehicle heaters can be fuel-operated and, depending on the required heat demand, different heat output levels can be set or switched between them, with high heat demand with higher heat output levels and lower heat demand with lower heat output levels.
Insbesondere bei Temperiergeräten mit einer Mehrzahl von Temperierleistungsstufen, aber auch bei Temperiergeräten mit stufenlos einstellbarer Temperierleistung ergibt sich das Problem, dass durch die Temperierleistungsregelung größere Abweichungen zwischen dem gemessenen Wert einer Temperatur und einem Soll-Wert dieser Temperatur oder/und größere Abweichungen zwischen einer ermittelten Änderungsrate der Temperatur und einer Soll-Änderungsrate dieser Temperatur auftreten können. Derartige unerwünschte Abweichungen können beispielsweise während Übergangsphasen zu einem zu erreichenden Temperaturwert (Abkühl- oder Aufheizphase) oder dann, wenn eine Temperatur nach Erreichen eines gewünschten Werts konstant gehalten werden soll, beispielsweise im Anschluss an eine Abkühl- oder Aufheizphase, auftreten.In particular with temperature control devices with a plurality of temperature control power levels, but also with temperature control devices with continuously adjustable temperature control power, the problem arises that the temperature control power control causes larger deviations between the measured value of a temperature and a target value of this temperature and / or larger deviations between a determined rate of change the temperature and a target rate of change of this temperature can occur. Such undesirable deviations can occur, for example, during transition phases to a temperature value to be reached (cooling or heating phase) or when a temperature is to be kept constant after a desired value has been reached, for example following a cooling or heating phase.
Aus der
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugtemperiergeräts bereitzustellen, welches es ermöglicht, die Temperatur in einem Fahrzeuginnenraum als zu temperierender Systembereich in einfacher, genauer und zuverlässiger Weise einzustellen.The object of the present invention is to provide a method for operating a vehicle temperature control device which makes it possible to set the temperature in a vehicle interior as a system area to be temperature controlled in a simple, precise and reliable manner.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugtemperiergeräts gemäß Anspruch 1, bei welchem Verfahren die Temperierleistung des Fahrzeugtemperiergeräts eingestellt wird in Abhängigkeit von der Änderungsrate der Temperatur des zu temperierenden Systembereichs und einer Leistungsbilanzgröße dieses Systembereichs.According to the invention, the object of the present invention is achieved by a method for operating a vehicle temperature control device according to claim 1, in which method the temperature control performance of the vehicle temperature control device is set as a function of the rate of change of the temperature of the system area to be temperature controlled and a power balance variable of this system area.
Dabei wird hier, wie auch vorstehend und nachfolgend, unter der Änderungsrate einer Größe die Ableitung dieser Größe nach der Zeit, also annähernd die absolute Änderung dieser Größe pro Zeiteinheit, verstanden. Durch Berücksichtigung der Änderungsrate der Temperatur des zu temperierenden Systembereichs und einer Leistungsbilanzgröße dieses Systembereichs ist eine Temperierleistungsregelung für den Systembereich möglich, durch die unerwünschte Abweichungen zwischen einer gemessenen Temperatur des zu temperierenden Systembereichs und einer Soll-Temperatur des zu temperierenden Systembereichs in einfacher, genauer und zuverlässiger Weise weitgehend vermeidbar sind.Here, as above and below, the rate of change of a variable is understood to mean the derivation of this variable with respect to time, that is to say approximately the absolute change in this variable per unit of time. By taking into account the rate of change of the temperature of the system area to be temperature-controlled and a power balance variable of this system area, temperature control output control for the system area is possible, through which undesired deviations between a measured temperature of the system area to be temperature-controlled and a setpoint temperature of the system area to be temperature-controlled are easier, more precise and more reliable Way are largely avoidable.
Die Leistungsbilanzgröße des zu temperierenden Systembereichs ist bestimmt durch nicht durch Betreiben des Temperiergeräts in den Systembereich eingetragene Leistung oder/und aus dem Systembereich ausgetragene Leistung.The power balance of the system area to be temperature-controlled is determined by the power not entered in the system area and / or from the system area by operating the temperature control unit.
Zur Leistungsbilanzgröße des zu temperierenden Systembereichs tragen die nicht durch Betreiben des Temperiergeräts in den Systembereich eingetragene Leistung oder/und eine durch einen Medienstrom aus dem Systembereich ausgetragene Leistung oder/und eine Verlustleistung des Systembereichs bei.The power that is not entered into the system area by operating the temperature control device and / or a power discharged from the system area by a media flow and / or a power loss in the system area contribute to the power balance of the system area to be temperature-controlled.
Die Leistungsbilanzgröße des zu temperierenden Systembereichs für einen jeweils betrachteten Berechnungszyklus wird auf der Grundlage der Temperierleistung des Fahrzeugtemperiergeräts für diesen Berechnungszyklus und der Änderungsrate der Temperatur des zu temperierenden Systembereichs für diesen Berechnungszyklus ermittelt. Durch die zusätzliche Berücksichtigung der Änderungsrate der Temperatur des zu temperierenden Systembereichs in einem jeweiligen Berechnungszyklus, welche leicht beispielsweise durch eine mindestens einen Temperatursensor, einen Speicher und eine Berechnungseinheit umfassende Anordnung ermittelt werden kann, ist die Leistungsbilanzgröße des Systembereichs noch genauer ermittelbar und somit die Temperierleistung des Temperiergeräts noch genauer einstellbar.The power balance of the system area to be temperature-controlled for a respective calculation cycle is determined on the basis of the temperature control performance of the vehicle temperature control device for this calculation cycle and the rate of change of the temperature of the system area to be temperature-controlled for this calculation cycle. By additionally taking into account the rate of change of the temperature of the system area to be tempered in a respective calculation cycle, which can easily be determined, for example, by an arrangement comprising at least one temperature sensor, a memory and a calculation unit, the power balance variable of the system area can be determined even more precisely and thus the temperature control performance of the Temperature control unit can be set even more precisely.
Die Temperierleistung des Temperiergeräts für einen Berechnungszyklus wird auf der Grundlage der Leistungsbilanzgröße des zu temperierenden Systembereichs für einen vorangehenden Berechnungszyklus ermittelt. Durch die Berücksichtigung der Leistungsbilanzgröße für einen vorangehenden Berechnungszyklus wird die Temperierleistung des Fahrzeugtemperiergeräts für einen Berechnungszyklus mit verbesserter Genauigkeit ermittelt und werden auch die übrigen Vorteile der Erfindung noch besser erreicht.The temperature control performance of the temperature control device for a calculation cycle is based on the performance balance of the system area to be temperature controlled for a previous one Calculation cycle determined. By taking into account the power balance variable for a preceding calculation cycle, the temperature control performance of the vehicle temperature control device for a calculation cycle is determined with improved accuracy and the other advantages of the invention are also achieved even better.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Temperierleistung des Temperiergeräts für einen Berechnungszyklus ermittelt auf der Grundlage einer Soll-Änderungsrate der Temperatur des zu temperierenden Systembereichs für diesen Berechnungszyklus. Durch die Berücksichtigung einer Soll-Änderungsrate der Temperatur für des zu temperierenden Systembereichs für den Berechnungszyklus ist die Temperierleistung des Temperiergeräts für den Berechnungszyklus mit weiter verbesserter Genauigkeit ermittelbar und werden die übrigen Vorteile der Erfindung noch besser erreicht.In the method according to the invention, the temperature control performance of the temperature control device for a calculation cycle is determined on the basis of a target rate of change of the temperature of the system area to be temperature controlled for this calculation cycle. By taking into account a target rate of change of the temperature for the system area to be tempered for the calculation cycle, the temperature control performance of the temperature control device for the calculation cycle can be determined with further improved accuracy and the other advantages of the invention are achieved even better.
Bei dem Verfahren wird die Temperierleistung des Temperiergeräts für einen Berechnungszyklus auf der Grundlage des Zusammenhangs
Die Leistungsbilanzgröße für den vorangehenden Berechnungszyklus setzt sich grundsätzlich wie folgt zusammen:
Dadurch ist eine Änderungsrate der Temperatur des zu temperierenden Systembereichs durch Ermittlung der zu ihrer Herbeiführung nötigen Temperierleistung des Temperiergeräts unter Berücksichtigung der relevanten in den Systembereich eingetragenen und aus diesem ausgetragenen Wärmeleistungskomponenten in dem Systembereich realisierbar.As a result, a rate of change in the temperature of the system area to be tempered can be achieved in the system area by determining the temperature control output of the temperature control device necessary to bring it about, taking into account the relevant heat output components entered in the system area and discharged from it.
Um zu verhindern, dass bei einer Temperierleistungsregelung in einem Systembereich unerwünschte Abweichungen von einer Soll-Temperatur oder/und von einer Soll-Änderungsrate der Temperatur auftreten, ist es nötig, in den Systembereich eingetragene und aus dem Systembereich ausgetragene Wärmeleistungen zu betrachten. Dabei sind insbesondere folgende Leistungen von Bedeutung: In den Systembereich durch Betreiben eines Temperiergeräts eingetragene oder aus dem Systembereich durch Betreiben des Temperiergeräts ausgetragene Wärmeleistung, in den Systembereich durch einen Medienstrom eingetragene oder aus dem Systembereich durch einen Medienstrom ausgetragene Wärmeleistung sowie Wärmeleistungseinträge in den Systembereich und Wärmeleistungsausträge aus dem Systembereich, die weder durch Betreiben eines Temperiergeräts, noch durch einen Medienstrom verursacht sind, wie z. B. durch Strahlung aus der Umgebung des Systembereichs aufgenommene oder an diese Umgebung abgegebene Wärmeleistung. Je genauer diese Wärmeleistungskomponenten gemessen oder abgeschätzt werden können, desto genauer lässt sich die insgesamt während eines bestimmten Zeitraums aufgetretene Änderung der inneren Energie in dem Systembereich ermitteln. Wenn darüber hinaus die Wärmekapazitäten und Massen der in dem Systembereich vorhandenen Materialien bekannt sind, lässt sich so die resultierende Temperaturänderung in dem Systembereich berechnen. Weiterhin ermöglicht es diese Betrachtung, die durch das Temperiergerät eingetragene oder durch das Temperiergerät ausgetragene Wärmeenergie so einzustellen, dass eine gewünschte Temperaturänderung oder/und Temperaturänderungsrate innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht wird.In order to prevent undesired deviations from a setpoint temperature and / or from a setpoint rate of change of the temperature in a system area during temperature control, it is necessary to consider heat outputs entered in the system area and discharged from the system area. The following services are of particular importance: Heat output entered into the system area by operating a temperature control unit or removed from the system area by operating the temperature control unit, heat output entered into the system area through a media flow or removed from the system area through a media flow, as well as heat output entries into the system area and heat output outputs from the system area, which are neither caused by the operation of a temperature control unit nor by a media flow, such as B. absorbed by radiation from the environment of the system area or emitted to this environment heat output. The more precisely these heat output components can be measured or estimated, the more precisely the change in the internal energy that has occurred in the system area during a certain period of time can be determined. If, in addition, the heat capacities and masses of the materials present in the system area are known, the resulting temperature change in the system area can be calculated. Furthermore, this consideration makes it possible to adjust the thermal energy entered by the temperature control device or discharged by the temperature control device in such a way that a desired temperature change and / or temperature change rate is achieved within a certain period of time.
Zu erwähnen ist, dass das Erreichen einer gewünschten Temperaturänderung oder/und Temperaturänderungsrate in dem Systembereich innerhalb eines bestimmten Zeitraums voraussetzt, dass in diesem Zeitraum jede angestrebte Wärmemenge zu- oder abgeführt werden kann, dass also die zuzuführende angestrebte Wärmemenge kontinuierlich einstellbar ist. Dies lässt sich idealerweise durch ein Temperiergerät mit stufenlos oder zumindest fein abgestuft einstellbarer Temperierleistung erreichen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch vorteilhaft zum Betrieb von Fahrzeugtemperiergeräten mit einer Mehrzahl von Temperierleistungsstufen eingesetzt werden. Wenn keine der einstellbaren Temperierleistungsstufen die gewünschte Temperierleistung bereitstellen kann, ermöglicht es das Verfahren beispielsweise, die Temperierleistung für einen Berechnungszyklus auf eine Stufe zu regeln, deren Temperierleistung nur wenig kleiner als die zur Realisierung einer bestimmten Temperatur oder/und Änderungsrate der Temperatur des zu temperierenden Systembereichs erforderliche Temperierleistung des Fahrzeugtemperiergeräts ist, und dadurch die erfindungsgemä-ßen Vorteile zu erreichen. Dies gelingt um so besser, je kleiner der Abstand zwischen benachbarten Temperaturleistungsstufen ist.It should be mentioned that achieving a desired temperature change and / or rate of temperature change in the system area within a certain period requires that any desired amount of heat can be supplied or removed during this period, i.e. that the desired amount of heat to be supplied is continuously adjustable. This can ideally be achieved by a temperature control device with continuously or at least finely adjustable temperature control. The method according to the invention can also be advantageous for operating vehicle temperature control devices with a plurality of temperature control power levels can be used. If none of the adjustable temperature control power levels can provide the desired temperature control power, the method makes it possible, for example, to regulate the temperature control power for a calculation cycle to a level whose temperature control power is only slightly lower than that for realizing a certain temperature and / or the rate of change in the temperature of the system area to be controlled is the required temperature control performance of the vehicle temperature control device, and thereby to achieve the advantages according to the invention. This succeeds all the better, the smaller the distance between adjacent temperature power levels is.
Zu erwähnen ist weiterhin, dass die durch ein Fahrzeugtemperiergerät in den Systembereich eingetragene oder durch das Temperiergerät aus diesem ausgetragene Wärmeleistung ebenso wie die durch einen geregelten Medienstrom in den Systembereich eingetragene oder durch den Medienstrom aus diesem ausgetragene Wärmeleistung einfach und relativ genau ermittelbar sind, wohingegen Wärmeleistungen, die in einem bestimmten Zeitraum durch Wärmeleitung, -strahlung oder Konvektion, die nicht durch ein Temperiergerät oder einen geregelten Medienstrom verursacht werden, in das System eingetragen oder aus dem System ausgetragen werden, nur mit großem technischem Aufwand oder/und nur sehr ungenau durch Schätzungen ermittelt werden können. Es ist daher ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugtemperiergeräts, dass dabei die Temperierleistung des Temperiergeräts in Abhängigkeit von der Änderungsrate der Temperatur des zu temperierenden Systembereichs und einer Leistungsbilanzgröße dieses Systembereichs eingestellt wird, ohne dass derartiger technischer Aufwand oder/und Schätzungen erforderlich sind.It should also be mentioned that the heat output entered into the system area by a vehicle temperature control device or discharged from it by the temperature control device, as well as the heat output entered into the system area by a regulated media flow or discharged from the system area by the media flow, can be determined easily and relatively precisely, whereas heat outputs that are entered into the system or discharged from the system during a certain period of time through thermal conduction, radiation or convection, which are not caused by a temperature control device or a regulated media flow, only with great technical effort and / and only very imprecisely through estimates can be determined. It is therefore an advantage of the method according to the invention for operating a vehicle temperature control device that the temperature control output of the temperature control device is set as a function of the rate of change in the temperature of the system area to be temperature controlled and a power balance variable of this system area, without such technical effort and / or estimates being required.
Das Verfahren ist nicht nur in einem Frischluftbetrieb, sondern auch in einem Umluftbetrieb vorteilhaft anwendbar. In diesem Fall entfallen in der obigen Betrachtung die dem Frischluft-Medienstrom zugeordneten Komponenten bzw. sind durch entsprechende dem Umluft-Medienstrom zugeordnete Komponenten zu ersetzen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere auch dann vorteilhaft einsetzbar, wenn plötzliche Wärmeleistungszuströme in den zu temperierenden Systembereich oder plötzliche Wärmeleistungsabströme aus diesem auftreten. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn das Temperiergerät sowohl zum Temperieren eines Innenraums eines Fahrzeugs als auch zum Temperieren eines in dem Fahrzeug vorhandenen Motors verwendet wird. Für derartige Fahrzeugtemperiergeräte kann, beispielsweise wenn diese zum Heizen des Fahrzeuginnenraums eingesetzt werden, ein durch das Vorheizen des Fahrzeugmotors verursachtes vorübergehendes Absinken der tatsächlichen Temperaturkurve beobachtet werden.The method can advantageously be used not only in a fresh air mode, but also in a recirculation mode. In this case, in the above consideration, the components assigned to the fresh air media flow are omitted or have to be replaced by corresponding components assigned to the circulating air media flow. The method according to the invention can also be used advantageously in particular when sudden heat power inflows into the system area to be tempered or sudden heat power outflows from this occur. This is the case, for example, when the temperature control device is used both for temperature control of an interior of a vehicle and for temperature control of an engine present in the vehicle. For such vehicle temperature control devices, for example when they are used to heat the vehicle interior, a temporary drop in the actual temperature curve caused by the preheating of the vehicle engine can be observed.
Ferner ist zu bemerken, dass es eine Mehrzahl von im Rahmen der Erfindung vorteilhaft anwendbaren Verfahren zum Ermitteln einer tatsächlichen Änderungsrate der Temperatur auf Grundlage von Temperatursensorwerten gibt. So lässt sich beispielsweise eine Änderungsrate T(t) der Temperatur O(t) des zu temperierenden Systembereichs für einen Berechnungszyklus t annähernd ermitteln als Quotient aus einer in Bezug auf den vorangehenden Berechnungszyklus ermittelten Temperaturdifferenz Θ(t)-Θ(t-1) und dem zeitlichen Abstand t-(t-1) zwischen beiden Berechnungszyklen.It should also be noted that there are a plurality of methods that can advantageously be used within the scope of the invention for determining an actual rate of change of the temperature on the basis of temperature sensor values. For example, a rate of change T (t) of the temperature O (t) of the system area to be tempered can be approximately determined for a calculation cycle t as the quotient of a temperature difference Θ (t) -Θ (t-1) and determined in relation to the previous calculation cycle the time interval t- (t-1) between the two calculation cycles.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegende
Die
In
In dem an Hand von
Die Soll-Temperatur oder/und Soll-Änderungsrate der Temperatur wird vorzugsweise aus vor Beginn des Verfahrens durch einen Benutzer des Temperiergeräts dem Temperiergerät bereitgestellten Informationen bestimmt.The setpoint temperature and / or setpoint rate of change of the temperature is preferably determined from information provided to the temperature control device by a user of the temperature control device before the start of the method.
Als Zusammenhang zwischen der in dem Berechnungszyklus t dem Fahrzeuginnenraum durch das Heizgerät zugeführten Wärmeleistung Qzu(t) und dem im Fahrzeuginnenraum resultierenden Temperaturgradienten T(t) liegt vorzugsweise
Er kann alternativ beispielsweise berechnet werden als (0(t)-0(t-2))/(t-(t-2)), wobei O(t-2) die durch den Temperatursensor in einem dem Berechnungszyklus t-1 vorangehenden Berechnungszyklus t-2 gemessene Temperatur des Systembereichs ist, oder beispielsweise als gewichteter Durchschnitt einer Mehrzahl von, möglicherweise in unterschiedlichen Berechnungszyklen ermittelten, Temperaturgradienten.Alternatively, it can be calculated, for example, as (0 (t) -0 (t-2)) / (t- (t-2)), where O (t-2) is the value determined by the temperature sensor in a calculation cycle t-1 preceding Calculation cycle t-2 is the temperature of the system area measured, or, for example, as a weighted average of a plurality of temperature gradients, possibly determined in different calculation cycles.
Das Verfahren zum Betreiben eines Temperiergeräts kann vorzugsweise folgende Schritte umfassen: In einem Berechnungszyklus t wird durch den Temperatursensor die Temperatur O(t) eines zu temperierenden Systembereichs, vorzugsweise eines zu beheizenden Fahrzeuginnenraums, gemessen und dieser Wert gespeichert. Die Änderungsrate der Temperatur des vorangehenden Berechnungszyklus t-1 wird im Berechnungszyklus t vorzugsweise durch Auslesen der gespeicherten Temperaturmesswerte Θ(t-1) und Θ(t-2) des Fahrzeuginnenraums für vorangehende Berechnungszyklen t-1 bzw. t-2 bestimmt als
Durch Multiplikation der Änderungsrate der Temperatur T(t-1) für den Berechnungszyklus t-1 mit dem vorbestimmten Faktor K wird die Änderungsrate der inneren Energie U(t-1) für den Berechnungszyklus t-1 berechnet. Diese Änderungsrate U(t-1) wird anschließend von der Heizleistung Qzu(t-1) des Heizgeräts für den Berechnungszyklus t-1 subtrahiert, die im Berechnungszyklus t-1 aus den Einstellungen des Heizgeräts ermittelt und gespeichert wurde. Das Ergebnis ist die Leistungsbilanzgröße B(t-1) = Qzu(t-1)-U(t-1) des Berechnungszyklus t-1. Dann werden die Leistungsbilanzgröße B(t-1) und das Produkt aus der vorbestimmten Soll-Änderungsrate Tsoll(t) der Temperatur des Berechnungszyklus t und dem Faktor K addiert. Das Ergebnis K x Tsoll(t)+B(t-1) gibt die in dem Berechnungszyklus t zum Erreichen der Soll-Änderungsrate Tsoll(t) der Temperatur zuzuführende Heizleistung Qzu(t) des Heizgeräts an. Wenn das Heizgerät eine stufenlose Heizleistungsregelung ermöglicht, wird diese Heizleistung Qzu(t) in einem nächsten Schritt in dem Berechnungszyklus t zugeführt und ihr Wert gespeichert. Wenn das Heizgerät keine stufenlose Heizleistungsregelung ermöglicht, wird vorzugsweise diejenige der einstellbaren Heizleistungsstufen aktiviert, die im Vergleich zu der Heizleistung Qzu(t) die nächstkleinere Heizleistung bereitstellt, und die zu dieser Heizleistungsstufe korrespondierende Heizleistung wird dem Fahrzeuginnenraum zugeführt und ihr Wert gespeichert. Alternativ kann, wenn keine stufenlose Heizleistungsregelung möglich ist, beispielsweise auch auf die nächsthöhere Heizleistungsstufe geregelt werden.By multiplying the rate of change of the temperature T (t-1) for the calculation cycle t-1 by the predetermined factor K, the rate of change of the internal energy U (t-1) for the calculation cycle t-1 is calculated. This rate of change U (t-1) is then subtracted from the heating power Qzu (t-1) of the heater for calculation cycle t-1, which was determined and stored in calculation cycle t-1 from the settings of the heater. The result is the power balance variable B (t-1) = Qzu (t-1) -U (t-1) of the calculation cycle t-1. Then the power balance variable B (t-1) and the product of the predetermined target rate of change T soll (t) of the temperature of the calculation cycle t and the factor K are added. The result K x T soll (t) + B (t-1) indicates the heating power Qzu (t) of the heater to be supplied to the temperature in the calculation cycle t in order to achieve the desired rate of change T soll (t). If the heater enables stepless heating power control, this heating power Qzu (t) is supplied in a next step in the calculation cycle t and its value is saved. If the heater does not allow infinitely variable heating output control, that of the adjustable heating output levels is preferably activated which provides the next lower heating output compared to the heating output Qzu (t), and the heating output corresponding to this heating output level is supplied to the vehicle interior and its value is stored. Alternatively, if stepless heating power control is not possible, it can also be regulated to the next higher heating power level, for example.
Die Soll-Temperatur oder/und Soll-Änderungsraten der Temperatur des Fahrzeuginnenraums können aus einer vorbestimmten Soll-Temperaturkurve ermittelt werden. Eine einen gewünschten Aufheizvorgang in einem Fahrzeuginnenraum abbildende Soll-Temperaturkurve weist beispielsweise einen ersten Abschnitt steigender Temperatur und einen zweiten Abschnitt konstanter Temperatur auf, wobei die Temperatur im zweiten Abschnitt gleich dem benutzerdefinierten Zielwert ist, auf den die Temperatur in dem Fahrzeuginnenraums zu regeln ist. Wenn die Temperatur in dem Fahrzeuginnenraum diesen Zielwert erreicht hat, ist die Soll-Änderungsrate der Temperatur für nachfolgende Berechnungszyklen Null, so dass ab Erreichen dieses Zielwerts der Wert der zuzuführende Heizleistung eines Berechnungszyklus vorzugsweise gleich dem Wert der Leistungsbilanzgröße des vorangehenden Berechnungszyklus ist.The setpoint temperature and / or setpoint rates of change in the temperature of the vehicle interior can be determined from a predetermined setpoint temperature curve. A target temperature curve depicting a desired heating process in a vehicle interior has, for example, a first section of increasing temperature and a second section of constant temperature, the temperature in the second section being equal to the user-defined target value to which the temperature in the vehicle interior is to be regulated. When the temperature in the vehicle interior has reached this target value, the target rate of change of the temperature for subsequent calculation cycles is zero, so that once this target value has been reached, the value of the heating power to be supplied in a calculation cycle is preferably equal to the value of the power balance variable of the previous calculation cycle.
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