DE102012201461A1

DE102012201461A1 - Fahrzeug-klimaanlagensteuerung

Info

Publication number: DE102012201461A1
Application number: DE102012201461A
Authority: DE
Inventors: Thomas K. Lockwood
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2012-08-09
Also published as: CN102628608A; CN102628608B; US20120198865A1

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme für das Steuern eines Klimaanlagensystems eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Klimaanlagensystem einen Kondensor-Ventilator besitzt. Eine Umgebungstemperatur wird erhalten. Eine Leistungseinstellung für den Kondensor-Ventilator wird so gesteuert, dass der Energiegebrauch für das Klimaanlagensystem minimiert wird, wobei die Umgebungstemperatur und andere verfügbare Eingabesignale benutzt werden.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Veröffentlichung bezieht sich im Allgemeinen auf den Bereich von Fahrzeugen, und, spezieller ausgedrückt, auf Verfahren und Systeme für das Steuern von Klimaanlagensystemen von Fahrzeugen.
HINTERGRUND
Automobile und verschiedene andere Fahrzeuge benutzen häufig Klimaanlagensysteme für das Kühlen eines Innenraums des Fahrzeugs. Derartige Klimaanlagensysteme beinhalten typischerweise einen mechanischen Kompressor, um das Kühlmittel zu komprimieren, indem sein Zustand von einem kühlen Niedrigdruckgas (wie es aus dem Verdampfer austritt) in ein heißes Hochdruckgas (wie es in den Kondensor eintritt) verändert wird. Für die meisten Fahrzeug- und Leichtnutzfahrzeug-Anwendungen wird ein elektrischer Ventilator benutzt, um die kühlende Luft über den Kondensor zirkulieren zu lassen. Der Ventilator wird typischerweise bei einer von wenigen vorher festgelegten Leistungsstufen (beispielsweise niedrig und hoch) betrieben, abhängig von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Kühlmitteldruck. Jedoch können derartige Klimaanlagensysteme nicht den Energieverbrauch des Klimaanlagensystems optimieren.
Entsprechend ist es wünschenswert, verbesserte Verfahren für das Steuern von Klimaanlagensysteme für Fahrzeuge bereitzustellen, beispielsweise welche einen reduzierten Energieverbrauch für das Klimaanlagensystem liefern. Es ist auch wünschenswert, verbesserte Systeme für derartiges Steuern der Klimaanlagensysteme bereitzustellen. Außerdem werden andere wünschenswerte Merkmale und Charakteristika der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den angehängten Ansprüchen offensichtlich, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und dem vorausgegangenen technischen Bereich und Hintergrund gegeben werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren für das Steuern eines Klimaanlagensystems eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Klimaanlagensystem einen Kondensor-Ventilator besitzt. Das Verfahren weist die Schritte des Erhaltens einer Umgebungstemperatur und das Steuern einer Einstellung für den Kondensor-Ventilator auf, welcher den Energiegebrauch des Klimaanlagensystems basierend wenigstens zum Teil auf der Umgebungstemperatur steuert.
Entsprechend einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren für das Erzeugen einer Kalibrierung für den Gebrauch beim Steuern eines Klimaanlagensystems eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Klimaanlagensystem einen Kondensor-Ventilator besitzt. Das Verfahren weist die Schritte des Einstellens eines Umgebungstemperaturwertes auf eine Umgebungstemperatur und das Betreiben des Kondensor-Ventilators bei einer Vielzahl von Leistungsstufen bei dem Umgebungstemperaturwert auf, wobei ein Betrag an Energie bestimmt wird, welcher von dem Klimaanlagensystem bei jeder aus der Vielzahl von Leistungsstufen benutzt wird, wobei Energiebestimmungen erzeugt werden, und indem ein Prozessor und Energiebestimmungen benutzt werden, wobei eine ausgewählte Leistungsstufe aus der Vielzahl von Leistungsstufen für den Umgebungstemperaturwert für die Kalibrierung bestimmt wird.
Entsprechend einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ein System für das Steuern eines Klimaanlagensystems eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Klimaanlagensystem einen Kondensor-Ventilator besitzt. Das System weist einen Sensor und ein Steuerglied auf. Der Sensor ist konfiguriert, um eine Umgebungstemperatur zu messen. Das Steuerglied ist an den Sensor gekoppelt und ist konfiguriert, um eine Einstellung für den Kondensor-Ventilator zu steuern, welche den Energiegebrauch des Klimaanlagensystems basierend wenigstens zum Teil auf der Umgebungstemperatur steuert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Veröffentlichung wird hier nachfolgend in Verbindung mit den folgenden gezeichneten Figuren beschrieben, wobei gleiche Ziffern gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines Systems eines Klimaanlagen-Steuersystems für ein Fahrzeug ist, wie z. B. ein Automobil, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform;
2 ein Ablaufdiagramm eines Prozesses für das Steuern eines Klimaanlagensystems eines Fahrzeugs ist, und welches in Verbindung mit dem System der 1 benutzt werden kann, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform; und
3 ein Ablaufdiagramm eines Unterprozesses des Prozesses der 2 ist, wobei ein Unterprozess für das Entwickeln einer Klimaanlagen-Steuerkalibrierung für ein Fahrzeug beinhaltet ist, und welches auch in Verbindung mit dem System der 1 benutzt werden kann, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung ist in ihrer Art nur beispielhaft, und es ist nicht beabsichtigt, dass sie die Veröffentlichung oder die Anwendung und den Gebrauch davon begrenzt. Außerdem besteht keine Absicht, durch irgendeine Theorie, welche in dem vorherigen Hintergrund oder der folgenden detaillierten Beschreibung gegeben wird, gebunden zu sein.
1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Systems 100 für den Gebrauch in einem Fahrzeug. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Fahrzeug ein Automobil auf, wie z. B. eine Limousine, ein Fahrzeug für den Sportgebrauch, einen Van oder einen Lastwagen. Jedoch kann die Art des Fahrzeuges bei verschiedenen Ausführungsformen variieren.
Das System 100 beinhaltet ein Klimaanlagensystem 101 für ein Fahrzeug und/oder Komponenten davon (wobei vorzugsweise ein Kondensor-Ventilator 102 und ein Kompressor 104 beinhaltet sind), zusammen mit einer Steuereinheit 106. Wie in 1 dargestellt wird, beinhaltet das Klimaanlagensystem den oben bezeichneten Kompressor 104, einen Kondensor 140 mit dem oben bezeichneten Kondensor-Ventilator 102, ein Empfangsglied/Entwässerungsglied 142, einen Verdampfer 144, ein thermisches Ausdehnungsventil 146 und einen Thermostaten 148. Das Niederdruckgas (Kühlmittel) fließt von dem Verdampfer 144 zu dem Kompressor 104, vorzugsweise über einen Verdampfungsventilator (nicht in 1 dargestellt). Das Niederdruckgas wird in dem Kompressor 104 komprimiert, und Hochdruckgas (Kühlmittel) fließt von dem Kompressor 104 zu dem Kondensor 140. Der Kondensor 140 kondensiert das Hochdruckgas, und die resultierende Hochdruckflüssigkeit (Kühlmittel) fließt von dem Kondensor 140 an das Empfangsglied/Entwässerungsglied 142 über den Kondensor-Ventilator 102. Flüssigkeit/Gas fließt dann von dem Empfangsglied/Entwässerungsglied 142 zu dem Verdampfer 144 über das thermische Ausdehnungsventil 146. Ein Thermostat 148 ist auch an den Verdampfer 144 gekoppelt und misst eine Temperatur des Klimaanlagensystems 101 nahe dem Verdampfer 144.
In bestimmten Ausführungsformen weist das Klimaanlagensystem 101 den Kondensor-Ventilator 102 und den Kompressor 104 auf, und die Steuereinheit 106 ist getrennt von und gekoppelt an das Klimaanlagensystem 101. In anderen Ausführungsformen sind der Kondensor-Ventilator 102, der Kompressor 104 und die Steuereinheit 106 (und/oder eine oder mehrere Komponenten davon) alle Teil des Klimaanlagensystems des Fahrzeugs.
Der Kompressor 104 komprimiert das Kühlmittel, wobei es von einem Niedrigtemperatur-Niedrigdruck-Gas, wenn es den Verdampfer verlässt, in ein Hochtemperatur-Hochdruck-Gas verändert wird, wenn es in den Kondensor eintritt, wodurch der Kühlmittelkreislauf initiiert wird. Der Kondensor-Ventilator 102 ist an das Steuerglied 106 gekoppelt. Der Kondensor-Ventilator 102 lässt Umgebungsluft über den Kondensor zirkulieren, wobei der Zustand des Kühlmittels innerhalb des Kondensors von einem heißen Hochdruckgas in eine Hochdruckflüssigkeit verändert wird. In einer Ausführungsform weist der Kondensor-Ventilator 102 einen hocheffizienten, bürstenlosen, variablen Leistungsventilator auf. Der Kondensor-Ventilator 102 kann vorzugsweise bei einer größeren Anzahl von unterschiedlichen Leistungsstufen betrieben werden, im Vergleich zu herkömmlichen Ventilatoren, welche typischerweise bei einer begrenzten Zahl von Leistungsstufen (z. B. niedrig und hoch) arbeiten. Die verschiedenen Leistungsstufen für den Kondensor-Ventilator 102 sind von ihrer Art her vorzugsweise kontinuierlich.
Die Steuereinheit 106 ist an den Kondensor-Ventilator 102 gekoppelt. Die Steuereinheit 106 steuert einen Leistungspegel des Kondensor-Ventilators 102 in einer Weise, welche den Energieverbrauch des Klimaanlagensystems reduziert. In einer Ausführungsform wird die Energie reduziert, um den Energieverbrauch durch den Kondensor-Ventilator zu minimieren. In einer anderen Ausführungsform wird das Benutzen der Energie für das gesamte Klimaanlagensystem minimiert. Vorzugsweise steuert die Steuereinheit 106 die Leistungsstufe des Kondensor-Ventilators 102, basierend auf der Umgebungstemperatur, einer angeforderten Klimaanlagenlast und einer Kalibrierung, welche sich auf die Umgebungstemperatur bezieht, die angeforderte Klimaanlagenlast und die Kondensor-Ventilator-Leistungsstufe. Wie durch diese Anmeldung hindurch Bezug genommen wird, besteht die angeforderte Klimaanlagenlast vorzugsweise aus einer bevorzugten Klimaanlagentemperatur und einer Verdampfer-Gebläseeinstellung, welche durch einen Benutzer des Fahrzeugs gewünscht ist.
Die Steuereinheit 106 steuert vorzugsweise den Kondensor-Ventilator 102 in einer derartigen Weise, welche einen kombinierten Energiegebrauch oder -verbrauch des Kondensor-Ventilators 102 und des Kompressors 104 steuert, um dadurch den Energiegebrauch des Klimaanlagensystems zu steuern und die Kraftstoff-Ökonomie des Fahrzeugs zu maximieren. Vorzugsweise reduziert die Steuereinheit 106 den Energieverbrauch des Klimaanlagensystems durch das Reduzieren des kombinierten Energiegebrauchs des Kondensor-Ventilators 102 und des Kompressors 104, um dadurch die Kraftstoff-Ökonomie bzw. -Wirtschaftlich-keit des Fahrzeugs zu verbessern. Am meisten bevorzugt minimiert die Steuereinheit 106 den Energiegebrauch des Klimaanlagensystems durch Minimieren des gesamten kombinierten Energiegebrauchs des Kondensor-Ventilators 102 und des Kompressors 104, um dadurch die Kraftstoff-Ökonomie für das Fahrzeug zu maximieren. Die Steuereinheit 106 führt vorzugsweise diese Funktionen entsprechend mit den Schritten des Prozesses 200 durch, welcher in 2 und 3 dargelegt ist, und welche weiter unten in Verbindung damit beschrieben werden. In bestimmten Ausführungsformen steuert die Steuereinheit 106 auch den Betrieb des Kompressors 104 und/oder anderer Komponenten des Klimaanlagensystems.
Wie in 1 dargestellt wird, weist die Steuereinheit 106 einen oder mehrere Sensoren 108 und ein Steuerglied 110 auf. Der eine oder mehrere Sensoren 108 beinhalten vorzugsweise einen Umgebungstemperatursensor, welcher auf einem äußeren Teilbereich des Fahrzeugs angeordnet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform sind der eine oder mehrere Sensoren 108 hinter einem Grill des Fahrzeugs (nicht dargestellt in 1) angeordnet und messen eine Außenlufttemperatur (OAT) nahe dem Fahrzeug. Andere Sensoren 108, wie z. B. ein Kraftstoffbrauchsensor für das Fahrzeug, eine oder mehrere andere Sensoren, welche als Anzeigeglied für den Energieverbrauch für das Klimaanlagensystem dienen, und/oder einer oder mehrere Sensoren, welche konfiguriert sind, um ein Eingabesignal von einem Benutzer wie für eine angeforderte Klimaanlagenlast für das Klimaanlagensystem zu detektieren, können auch in bestimmten Ausführungsformen benutzt werden. Die Messungen bzw. Messwerte von den Sensoren 108 und/oder die Information, welche dazu gehört, werden durch die Sensoren 108 für das Steuerglied 110 zum Bearbeiten und für das Steuern des Klimaanlagensystems des Fahrzeugs bereitgestellt. Die Anzahl und/oder Arten der Sensoren 108 können in verschiedenen Ausführungsformen variieren.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuereinheit 106 ferner einen oder mehrere Empfänger 112 und/oder einen oder mehrere andere Fahrzeugmodule 114 aufweisen. Der eine oder mehrere Empfänger 112 sind an das Steuerglied 110 gekoppelt. Die Empfänger 112 empfangen Information für den Gebrauch zum Steuern des Kondensor-Ventilators 102. Speziell empfangen in einer Ausführungsform die Empfänger 112 Daten, welche sich auf eine Umgebungstemperatur außerhalb des Fahrzeugs beziehen. In einer anderen Ausführungsform empfangen die Empfänger 112 Daten, welche sich auf ein Eingabesignal von einem Benutzer, wie z. B. auf eine angeforderte Klimaanlagenlast für das Klimaanlagensystem beziehen. Die Daten von den Empfängern 112 und/oder der Information, welche dazu gehören, werden durch die Empfänger 112 für das Steuerglied 110 zum Bearbeiten und zum Steuern des Klimaanlagensystems des Fahrzeugs bereitgestellt. Die Anzahl und/oder die Arten der Empfänger 112 können in verschiedenen Ausführungsformen variieren.
Auch in bestimmten Ausführungsformen kann die Steuereinheit 106 ferner einen oder mehrere andere Module 114 aufweisen. Der eine oder mehrere andere Module 114 sind an das Steuerglied 110 gekoppelt und stellen Information für das Steuerglied 110 für den Gebrauch beim Steuern des Kondensor-Ventilators 102 bereit. Speziell weist in einer Ausführungsform ein derartiges anderes Modul 114 eine Eingabeeinheit von einem Armaturenbrett des Fahrzeugs auf, welches Information für das Steuerglied 110, wie z. B. für ein Eingabesignal, welches von einem Benutzer, welcher zu einer angeforderten Klimaanlagenlast und/oder Einstellung des Klimaanlagensystems gehört, empfängt. In einer anderen Ausführungsform weist ein derartiges anderes Modul ein vorhandenes Fahrzeug-Erfassungsmodul auf, welches eine Umgebungstemperatur des Fahrzeugs erhält oder misst. Die Daten von den anderen Modulen 110 und/oder Information, welche dazugehört, werden durch die anderen Module 114 für das Steuerglied 110 zur Bearbeitung und zur Steuerung des Klimaanlagensystems des Fahrzeugs bereitgestellt. Die Anzahl und/oder Arten der anderen Module 114 kann in verschiedenen Ausführungsformen variieren.
Das Steuerglied 110 ist an die Sensoren 108 und an den Kondensor-Ventilator 102 und den Kompressor 104 gekoppelt. In bestimmten Ausführungsformen ist das Steuerglied 110 auch an einen oder mehrere Empfänger 112 und/oder einen oder mehrere andere Fahrzeugmodule 114 gekoppelt. Das Steuerglied 110 verarbeitet die Daten und Information von den Sensoren 108 (und, in einigen Ausführungsformen, von dem Empfänger 112 und/oder anderen Modulen 114) für den Gebrauch beim Steuern des Kondensor-Ventilators 102 in einer Weise, welche den Energieverbrauch des Klimaanlagensystems minimiert und dadurch vorzugsweise die Kraftstoff-Ökonomie für das Fahrzeug maximiert. Das Steuerglied 110 führt vorzugsweise diese Funktionen entsprechend den Schritten des Prozesses 200 durch, welche in 2 und 3 dargestellt sind und welche weiter unten in Verbindung damit beschrieben werden.
In der dargestellten Ausführungsform weist das Steuerglied 110 ein Computersystem 111 auf. In bestimmten Ausführungsformen kann das Steuerglied 110 auch einen oder mehrere der Sensoren 108, der Empfänger 112 und/oder der anderen Fahrzeugmodule 114, neben anderen möglichen Variationen, beinhalten. Zusätzlich wird gewürdigt werden, dass das Steuerglied 110 sich in anderer Weise von der in 1 dargestellten Ausführungsform unterscheiden kann, beispielsweise darin, dass das Steuerglied 110 an ein oder an mehrere entfernte Rechnersysteme und/oder andere Steuersysteme gekoppelt wird oder diese auf andere Weise nutzen kann.
In der dargestellten Ausführungsform ist das Computersystem 111 an die Sensoren 108, die Empfänger 112 und die anderen Fahrzeugmodule 114 gekoppelt. Das Computersystem 111 führt die Funktionen des Steuergliedes 110 durch, z. B. indem die Signale oder Information von den verschiedenen Sensoren 108, den Empfängern 112 und den anderen Fahrzeugmodulen 114 empfangen werden, welche zu der Umgebungstemperatur und der angeforderten Klimaanlagenlast gehören, wobei diese Signale oder Information bearbeitet werden und das Klimaanlagensystem des Fahrzeugs gesteuert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform werden diese und andere Funktionen entsprechend zu dem Prozess 200 durchgeführt, welcher in 2 und 3 dargestellt ist und weiter unten in Verbindung damit beschrieben wird.
In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet das Computersystem 111 einen Prozessor 116, einen Speicher 118, eine Schnittstelle 120, eine Speichereinrichtung 122 und einen Bus 124. Der Prozessor 116 führt die Berechnung und die Steuerfunktionen des Computersystems 111 und des Steuergliedes 110 durch und kann irgendeine Art von Prozessor oder viele Prozessoren, einzeln integrierte Schaltungen, wie z. B. einen Mikroprozessor, oder irgendeine geeignete Anzahl von integrierten Schalteinrichtungen und/oder Schaltplatinen aufweisen, welche in Zusammenarbeit arbeiten, um die Funktionen einer Bearbeitungseinheit zu erfüllen. Während des Betriebes führt der Prozessor 116 ein oder mehrere Programme 130 aus, welche in dem Speicher 118 enthalten sind, und demnach steuert er den allgemeinen Betrieb des Steuergliedes 110 und des Computersystems 111 vorzugsweise durch das Ausführen der Schritte der Prozesse, welche hier beschrieben sind, wie z. B. des Prozesses 200, welcher in 2 und 3 dargestellt ist und welcher weiter unten in Verbindung damit beschrieben wird.
Der Speicher 118 kann irgendeine Art eines geeigneten Speichers sein. Dies würde die verschiedenen Typen von dynamischen Zugriffsspeicher (DRAM), wie z. B. SDRAM, verschiedenen Typen von statischen RAM (SRAM) und die verschiedenen Typen von flüchtigem Speicher (PROM, EPROM und Flash) beinhalten. Der Bus 124 dient dazu, Programme, Daten, Zustände und andere Information oder Signale zwischen den verschiedenen Komponenten des Computersystems 111 zu übertragen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform speichert der Speicher 118 das oben bezeichnete Programm 130 zusammen mit einer oder mehreren Look-up- bzw. Verweistabellen 132. Die eine oder mehrere Look-up-Tabellen 132 weisen vorzugsweise eine Kalibrierung auf, welche sich auf die Umgebungstemperatur, die angeforderte Klimaanlagenlast und eine ausgewählte Betriebsstufe für den Kondensor-Ventilator 102 in einer Weise beziehen, welche den Energieverbrauch für das Klimaanlagensystem optimiert. Die Look-up-Tabellen 132 werden vorzugsweise für das Steuern des Klimaanlagensystems benutzt, entsprechend zu den Schritten des Prozesses 200, welcher in 2 und 3 dargestellt ist und weiter unten in Verbindung damit beschrieben wird. In bestimmten Beispielen ist der Speicher 118 auf und/oder zusammen auf dem gleichen Computerchip wie der Prozessor 116 platziert.
Die Schnittstelle 120 gestattet die Kommunikation zu dem Rechnersystem 111, beispielsweise von einem Systemtreiber und/oder einem anderen Computersystem, und kann implementiert werden, indem irgendein geeignetes Verfahren und Gerät benutzt wird. Dies kann eine oder mehrere Netzschnittstellen beinhalten, um mit anderen Systemen oder Komponenten zu kommunizieren. Die Schnittstelle 120 kann auch eine oder mehrere Netzschnittstellen beinhalten, um mit Technikern zu kommunizieren, und/oder eine oder mehrere Speicherschnittstellen, um Speichergeräte anzuschließen, wie z. B. die Speichereinrichtung 122.
Die Speichereinrichtung 122 kann irgendeine geeignete Art von Speichergerät sein, wobei Direktzugriffsspeichereinrichtungen, wie z. B. Plattenlaufwerke, Flash-Systeme, Floppy-Disk-Laufwerke und optische Disk-Laufwerke, beinhaltet sind. Bei einer beispielhaften Ausführungsformen weist die Speichereinrichtung 122 ein Programmprodukt auf, von welchem der Speicher 118 ein Programm 130 empfangen kann, welches eine oder mehrere Ausführungsformen eines oder mehrerer Prozesse der vorliegenden Veröffentlichung ausführt, wie z. B. den Prozess 200 der 2 oder Teile davon. Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das Programmprodukt direkt in und/oder auf andere Weise in dem Speicher 118 und/oder einer Disk (z. B. Disk 134) gespeichert oder auf diese zugegriffen werden, worauf nachfolgend Bezug genommen wird.
Der Bus 124 kann irgendeine physikalische oder logische Einrichtung für das Verbinden von Computersystemen und -komponenten sein. Dies beinhaltet, ist jedoch nicht begrenzt auf direkte festverdrahtete Verbindungen, Faseroptiken, Infrarot- und drahtlose Bus-Technologien. während des Betriebes wird das Programm 130 in dem Speicher 118 gespeichert und durch den Prozessor 116 ausgeführt.
Es wird gewürdigt werden, während diese beispielhafte Ausführungsform im Kontext eines voll funktionierenden Computersystems beschrieben ist, dass Fachleute erkennen werden, dass die Mechanismen der vorliegenden Erfindung in der Lage sind, als ein Programmprodukt verteilt zu werden, mit einem oder mehreren Typen von nicht-transitorischen, Computer-lesbaren, signaltragenden Medien, welche benutzt werden, das Programm und die Instruktionen davon zu speichern und die Verteilung davon auszuführen, wie z. B. ein nicht-transitorisches, von einem Computer lesbares Medium, welches das Programm trägt und welches Computerinstruktionen enthält, welche darin gespeichert sind, um einen Computerprozessor zu veranlassen (wie z. B. den Prozessor 116), das Programm durchzuführen und auszuführen. Ein derartiges Programmprodukt kann eine Vielzahl von Formen annehmen, und die vorliegende Veröffentlichung wendet sie in gleicher Weise an, ungeachtet des speziellen Typs des vom Computer lesbaren, signaltragenden Mediums, welches benutzt wird, um die Verteilung auszuführen. Beispiele der signaltragenden Medien beinhalten: aufzeichenbare Medien, wie z. B. Floppy-Disks, Festplatten, Speicherkarten und optische Disks, und Übertragungsmedien, wie z. B. digitale und analoge Kommunikationsverbindungen. Es wird in ähnlicher Weise gewürdigt werden, dass das Computersystem 111 sich auch in anderer Weise von der in 1 dargestellten Ausführungsform unterscheiden kann, z. B. darin, dass das Computersystem 111 an ein oder mehrere entfernte Computersysteme und/oder andere Steuersysteme gekoppelt werden kann oder diese auf andere Weise nutzen kann.
2 ist ein Ablaufdiagramm eines Prozesses 200 für das Steuern eines Klimaanlagensystems eines Fahrzeugs entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform. Der Prozess 200 kann vorzugsweise in Verbindung mit dem System 100 der 1, dem Steuerglied 110 und/oder dem Computersystem 111 der 1 benutzt werden, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform.
Wie in 2 dargestellt wird, beinhaltet der Prozess 200 den Schritt des Entwickelns einer Kalibrierung für das Steuern eines Kondensor-Ventilators für das Klimaanlagensystem (Schritt 201). Während des Schrittes 201 wird vorzugsweise eine Kalibrierung erzeugt, welche sich auf eine Umgebungstemperatur, eine angeforderte Klimaanlagenlast und eine Kondensor-Ventilator-Leistungseinstellung für das Klimaanlagensystem bezieht. In einer Ausführungsform stellt die Kalibrierung eine optimale (oder bevorzugte) Ventilator-Leistungseinstellung (als eine abhängige Variable) unter verschiedenen kombinierten Zuständen der Umgebungstemperatur und der angeforderten Klimaanlagenlast (als unabhängige Variable) bereit. Der Ventilator entspricht vorzugsweise dem Kondensor-Ventilator 102 der 1. Die Kalibrierung wird vorzugsweise durch die Steuereinheit 106 der 1 entwickelt bzw. erbracht.
Wendet man sich nun der 3 zu, wird ein Ablaufdiagramm bereitgestellt, welches eine beispielhafte Ausführungsform eines Unterprozesses für den Schritt 201 des Prozesses der 2 darstellt, nämlich das Erbringen der Kalibrierung. Wie in 3 dargestellt wird, beginnt der Unterprozess 201 mit dem Aufstellen des Fahrzeugs in einer gesteuerten Umgebung (Schritt 302). Während des Schrittes 302 wird ein Fahrzeug vorzugsweise innerhalb eines Windkanals platziert. In einer Ausführungsform werden eines oder mehrere ausgewählte Fahrzeuge eines speziellen Modells in dem Windkanal während des Unterprozesses 201 getestet, so dass geeignete Werte in die Fahrzeuge dieses Modelltyps vorher geladen werden können. Entsprechend kann sich das aktuelle Fahrzeug, welches für den Unterprozess 201 der 1 benutzt wurde, gegenüber dem Fahrzeug unterscheiden (jedoch ist es vorzugsweise das gleiche Modell und der Typ wie dieses), welches in den verbleibenden Schritten des Prozesses 200 der 2 benutzt wird.
Die Fahrzeugeinstellung wird vorzugsweise durch die Steuereinheit 106 der 1 (vorzugsweise durch den Prozessor 116 derselben) und/oder durch einen Benutzer und/oder ein anderes System, welches an die Steuereinheit 106 gekoppelt ist, durchgeführt oder erleichtert. Das Fahrzeug ist vorzugsweise während des Unterprozesses 201 in einem gesteuerten Windkanal angeordnet.
Eine Klimaanlagenlast wird eingestellt (Schritt 303). Vorzugsweise wird die Klimaanlagenlast durch die Steuereinheit 106 der 1 (vorzugsweise durch den Prozessor 116 derselben) eingestellt, basierend auf einer angeforderten Lufttemperatur und/oder einer anderen Klimaanlagen-Einstellung von einem Fahrer oder einem anderen Benutzer des Fahrzeugs. In einer beispielhaften Ausführungsform wird die Klimaanlagenlast auf einen Wert eingestellt, welcher ungefähr gleich der vollen Verdampfergebläse- oder (Innenventilator-)Leistungseinstellung ist, mit einer Temperatur, welche auf maximal kalt oder eine maximale Kühlungseinstellung für das Klimaanlagensystem eingestellt ist.
Eine Umgebungstemperatur wird auch eingestellt (Schritt 304). Vorzugsweise wird die Umgebungstemperatur für den Windkanal, welcher das Fahrzeug umgibt, eingestellt. Die Umgebungstemperatur wird vorzugsweise durch die Steuereinheit 106 der 1 (vorzugsweise durch den Prozessor 116 derselben) eingestellt, und/oder durch einen Benutzer und/oder ein anderes System, welches an die Steuereinheit 106 gekoppelt ist. In einer beispielhaften Ausführungsform wird die Umgebungstemperatur anfangs auf einhundertzwanzig Grad Fahrenheit (120°F) eingestellt.
Zusätzlich wird auch eine Kondensor-Ventilator-Leistungsstufe eingestellt (Schritt 306). Vorzugsweise wird eine Leistungsstufe mit Bezug auf den Kondensor-Ventilator 102 der 1 eingestellt. Die Ventilator-Leistungsstufe wird vorzugsweise durch die Steuereinheit 106 der 1 (vorzugsweise durch den Prozessor 116 derselben) eingestellt, und/oder durch einen Benutzer und/oder ein anderes System, welches an die Steuereinheit 106 gekoppelt ist. In einer beispielhaften Ausführungsform wird die Umgebungstemperatur anfangs auf zehn Prozent (10%) ihrer vollen Leistungskapazität eingestellt.
Ein Motor des Fahrzeugs wird laufen gelassen (Schritt 308). In bestimmten Ausführungsformen kann der Motor vor oder gleichzeitig zu den Schritten 303–306 laufen gelassen werden, beispielsweise während der Einstellung des Fahrzeugs des Schrittes 302. Dennoch wird der Motorbetrieb vorzugsweise in einem Leerlaufzustand im Schritt 308 eingestellt und verbleibt vorzugsweise in einem Leerlaufzustand während des Restes des Unterprozesses 201. Der Motor wird vorzugsweise durch die Steuereinheit 106 der 1 (vorzugsweise durch den Prozessor 116 derselben) und/oder durch einen Benutzer und/oder ein anderes System gestartet, welches an die Steuereinheit 106 gekoppelt ist.
Ein Betrag an Energiegebrauch wird bestimmt (Schritt 310). Der Betrag an Energiegebrauch weist vorzugsweise einen gesamten kombinierten Energiegebrauch des Kondensor-Ventilators 102 der 1 und des Kompressors 104 der 1 auf. In einer Ausführungsform wird der relative Energiegebrauch für das Klimaanlagensystem durch das Messen eines Betrages an Kraftstoff bestimmt, welcher durch das Fahrzeug in dem Windkanal verbraucht wird. In einer derartigen Ausführungsform wird der relative Kraftstoffverbrauch durch einen der Sensoren 108 der 1 gemessen, und Information, die sich darauf bezieht, wird für das Steuerglied 110 der 1 bereitgestellt, um den relativen Energiegebrauch zu bestimmen. Die relativen Energiegebrauchswerte werden nachfolgend benutzt, um optimale (oder bevorzugte Ventilatoreinstellungen unter verschiedenen Zuständen der Umgebungstemperatur und der angeforderten Klimaanlagenlasten zu bestimmen, wie dies weiter unten dargelegt wird.
Eine Bestimmung wird durchgeführt, ob irgendwelche zusätzlichen Einstellungen für die Kondensor-Ventilator-Leistungseinstellung notwendig sind (Schritt 312). Vorzugsweise weist der Schritt 312 eine Bestimmung auf, ob irgendwelche zusätzlichen relativen Energiebestimmungen erforderlich sind, für irgendwelche zusätzliche Ventilator-Leistungseinstellungen bei der aktuellen Umgebungstemperatur und der Klimaanlagenlast für das Fahrzeug in dem Windkanal. Diese Bestimmung wird vorzugsweise durch die Steuereinheit 106 der 1 durchgeführt, am meisten bevorzugt durch den Prozessor 116 derselben.
Wenn im Schritt 312 bestimmt ist, dass zusätzliche Einstellungen für die Kondensor-Ventilator-Leistungseinstellung erforderlich sind, dann wird entsprechend die Ventilator-Leistungseinstellung eingestellt (Schritt 314). Die Ventilator-Lasteinstellungs-Justierungen werden vorzugsweise durch die Steuereinheit 106 der 1 durchgeführt, am meisten bevorzugt durch den Prozessor 116 derselben. Der Prozess kehrt dann zum Schritt 308 zurück. Die Schritte 308–314 wiederholen sich in verschiedenen Iterationen, bis es eine Bestimmung in dem Schritt 312 gibt, dass zusätzliche Justierungen nicht für die Ventilator-Lasteinstellung erforderlich sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Kondensor-Ventilator-Lasteinstellung in Inkrementen von zehn Prozent (10%) der Maximal-Leistungseinstellung für den Ventilator für jede Iteration des Schrittes 314 nach oben einjustiert, bis die Ventilator-Leistungseinstellung gleich zu einhundert Prozent (100%) der maximalen Leistungseinstellung für den Ventilator eingestellt ist. Speziell wird in einer ersten Iteration des Schrittes 314 die Ventilator-Leistungseinstellung bevorzugt von zehn Prozent (10%) der maximalen Leistungseinstellung für den Ventilator auf zwanzig Prozent (20%) der maximalen Leistungseinstellung für den Ventilator erhöht. In einer zweiten Iteration des Schrittes 314 wird die Ventilator-Leistungseinstellung vorzugsweise von zwanzig Prozent (20%) der maximalen Leistungseinstellung für den Ventilator auf dreißig Prozent (30%) der maximalen Leistungseinstellung für den Ventilator erhöht und so weiter, bis die Ventilator-Leistungseinstellung gleich zu einhundert Prozent (100%) der maximalen Leistungseinstellung für den Ventilator eingestellt ist. Wenn die Ventilator-Leistungseinstellung hundert Prozent (100%) der maximalen Leistungseinstellung für den Ventilator erreicht hat, bestimmt die Steuereinheit 106 der 1 vorzugsweise in der nächsten Iteration des Schrittes 312, dass zusätzliche Ventilator-Leistungseinstellungs-Justierungen nicht notwendig sind.
Sobald in einer Iteration des Schrittes 312 bestimmt ist, dass keine zusätzlichen Ventilator-Leistungseinstellungen notwendig sind, wird eine Bestimmung bezüglich der niedrigsten Energielösung (Schritt 316) durchgeführt. Die niedrigste Energielösung weist eine Kondensor-Ventilator-Leistungsstufeneinstellung auf, welche den Energiegebrauch des Klimaanlagensystems bei der aktuellen Umgebungstemperatur und der Klimaanlagenlast für das Fahrzeug in dem Windkanal minimiert (und damit die Energieeffizienz für das Fahrzeug maximiert). Speziell beinhaltet die niedrigste Energielösung eine optimale (oder bevorzugte) Ventilator-Leistungseinstellung für die aktuelle Umgebungstemperatur und die Klimaanlagenlast für das Fahrzeug in dem Windkanal, wie sie bestimmt wird, indem die Messungen des Schrittes 310 für die verschiedenen Ventilator-Leistungseinstellungen für diese Bedingungen benützt werden. Die niedrigste Energielösung weist vorzugsweise eine Ventilator-Leistungseinstellung für diese Zustände auf, welche den gesamten kombinierten Energiegebrauch des Kondensor-Ventilators 102 der 1 und des Kompressors 104 der 1 minimiert. Die niedrigste Energielösung wird vorzugsweise durch die Steuereinheit 106 der 1 bestimmt, am meisten bevorzugt durch den Prozessor 116 derselben.
Die niedrigste Energielösung wird dann aufgezeichnet und/oder gespeichert (Schritt 318). Speziell werden (i) die aktuelle Umgebungstemperatur, (ii) die aktuelle Klimaanlagenlast und (iii) die optimale (oder bevorzugte) Ventilator-Leistungseinstellung entsprechend zu der aktuellen Umgebungstemperatur und der aktuellen Klimaanlagenlast bevorzugt zusammen als einzelne, gepaarte Drei-Variable-Werte als Teil einer Kalibrierung gespeichert, welche sich auf die Umgebungstemperatur, die angeforderte Klimaanlagenlast und die Kondensor-Ventilator-Leistungsstufe bezieht. Der Wert wird vorzugsweise als Teil der Kalibrierung in der Form einer Look-up-Tabelle 132 in dem Speicher 118 der 1 durch den Prozessor 116 der 1 für zukünftigen Gebrauch bei der Steuerung des Klimaanlagensystems des Fahrzeugs gespeichert, wie dies in weiteren Schritten des Prozesses 200 dargelegt wird, welcher in 2 dargelegt ist und weiter unten in Verbindung damit beschrieben wird.
Eine Bestimmung wird durchgeführt, ob irgendwelche zusätzlichen Justierungen für die Umgebungstemperatur erforderlich sind (Schritt 320). Vorzugsweise weist der Schritt 320 eine Bestimmung auf, ob irgendwelche zusätzlichen relativen Energiebestimmungen für irgendwelche zusätzlichen Umgebungstemperaturstufen für die aktuelle Klimaanlagenlast erforderlich sind. Diese Bestimmung wird vorzugsweise durch die Steuereinheit 106 der 1 durchgeführt, am meisten bevorzugt durch den Prozessor 116 derselben.
Falls im Schritt 320 bestimmt wird, dass zusätzliche Justierungen für die Umgebungstemperatur erforderlich sind, dann wird die Umgebungstemperatur entsprechend einjustiert (Schritt 322). Vorzugsweise wird während des Schrittes 322 die Umgebungstemperatur, welche das Fahrzeug umgibt, innerhalb des Windkanals eingestellt. Die Umgebungstemperatur-Justierungen werden vorzugsweise durch die Steuereinheit 106 der 1 durchgeführt, am meisten bevorzugt durch den Prozessor 116 derselben. Der Prozess kehrt dann zum Schritt 308 zurück. Die Schritte 308 bis 322 wiederholen sich in verschiedenen Iterationen, bis es eine Bestimmung im Schritt 320 gibt, dass zusätzliche Justierungen nicht für die Umgebungstemperatur erforderlich sind. Für jede der einjustierten Umgebungstemperaturen wird eine optimale (oder bevorzugte) Ventilator-Leistungsstufe für jede spezielle Umgebungstemperatur bestimmt, welche durch die aktuelle Klimaanlagenbelastung in einer jeweiligen Iteration des Schrittes 316 gegeben ist, und ein zusätzlicher Drei-Variable-Datenpunkt der jeweiligen optimalen (oder bevorzugten) Ventilator-Leistungsstufe und der aktuellen Umgebungstemperatur und der Klimaanlagenlast werden in der Kalibrierung in einer jeweiligen Iteration des Schrittes 318 gespeichert.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Umgebungstemperatur abwärts in Zehn-Grad-Fahrenheit-Inkrementen für jede Iteration des Schrittes 322 einjustiert, bis die Umgebungstemperatur gleich zu sechzig Grad Fahrenheit (60°F) einjustiert ist. Speziell wird in einer ersten Iteration des Schrittes 322 die Umgebungstemperatur vorzugsweise von einhundertzwanzig Grad Fahrenheit (120°F) auf einhundertzehn Grad Fahrenheit (110°F) vermindert. In einer zweiten Iteration des Schrittes 322 wird die Umgebungstemperatur vorzugsweise von einhundertzehn Grad Fahrenheit (110°F) auf einhundert Grad Fahrenheit (100°F) vermindert, und so weiter, bis die Umgebungstemperatur sechzig Fahrenheit (60°F) erreicht. Nachdem die Umgebungstemperatur sechzig Fahrenheit (60°F) erreicht hat, bestimmt die Steuereinheit 106 der 1 vorzugsweise in der nächsten Iteration de Schrittes 320, dass zusätzliche Umgebungstemperatur-Einjustierungen nicht notwendig sind.
Sobald in einer Iteration des Schrittes 320 bestimmt ist, dass keine zusätzlichen Umgebungstemperatur-Einjustierungen notwendig sind, wird eine Bestimmung durchgeführt, ob irgendwelche zusätzlichen Justierungen für die Klimaanlagenlast notwendig sind (Schritt 324). Vorzugsweise weist der Schritt 324 eine Bestimmung auf, ob irgendwelche zusätzlichen relativen Energiebestimmungen für irgendwelche zusätzlichen Klimaanlage-Laststufen erforderlich sind. Diese Bestimmung wird vorzugsweise durch die Steuereinheit 106 der 1 durchgeführt, am meisten bevorzugt durch den Prozessor 116 derselben.
Falls im Schritt 324 bestimmt wird, dass zusätzliche Justierungen für die Klimaanlagenlast erforderlich sind, dann wird die Klimaanlagenlast entsprechend einjustiert (Schritt 326). Die Klimaanlagenlast-Justierungen werden vorzugsweise durch die Steuereinheit 106 der 1 durchgeführt, am meisten bevorzugt durch den Prozessor 116 derselben. Der Prozess kehrt dann zum Schritt 308 zurück. Die Schritte 308–326 werden in verschiedenen Iterationen wiederholt, bis es eine Bestimmung im Schritt 324 gibt, dass zusätzliche Einjustierungen für die Klimaanlagenlast nicht erforderlich sind. Für jede der justierten Klimaanlagelasten wird eine optimale (oder bevorzugte) Kondensor-Ventilator-Leistungsstufe für jede spezielle Klimaanlagelast bestimmt, welche der aktuellen Umgebungstemperatur in einer jeweiligen Iteration des Schrittes 316 gegeben ist, und ein zusätzlicher Drei-Variable-Datenpunkt der jeweiligen optimalen (oder bevorzugten) Ventilator-Leistungsstufe und die aktuelle Klimaanlagenlast und die Klimaanlagenlast werden in der Kalibrierung in einer jeweiligen Iteration des Schrittes 318 gespeichert.
In einer Ausführungsform wird die Klimaanlagenlast abwärts entsprechend einem vorher festgelegten Inkrement während jeder Iteration einjustiert, bis die Steuereinheit 106 von 1 vorzugsweise in der nächsten Iteration des Schrittes 324 bestimmt, dass zusätzliche Klimaanlagenlast-Justierungen nicht notwendig sind. Jedoch kann dies in bestimmten Ausführungsformen nicht notwendig sein. Beispielsweise muss in bestimmten Ausführungsformen die Klimaanlagenlast nicht für die Kalibrierung des Kondensor-Ventilators 102 variiert werden. Im Allgemeinen ist die Klimaanlagenlast eine Funktion des Fahrzustandes (in diesem Fall haben wir den Fahrzustand auf Leerlauf begrenzt, in welchem das Fahrzeug gestoppt ist) und der Umgebungslufttemperatur. Feuchtigkeit und Sonnenbelastung können auch eine Rolle spielen. Die Verdampfer-Gebläsegeschwindigkeit, welche durch den Fahrer eingestellt werden kann oder durch das Programmieren für ein automatisches Klimaanlagensystem bestimmt werden kann, ist auch ein Faktor beim Bestimmen der Klimaanlagenlast. Der Klimaanlagen-Kühlmitteldruck ist ein direktes Anzeigemittel oder eine Rückantwort auf die Klimaanlagelast und ist Teil des Steueralgorithmus. Das Klimaanlagen-Kühlmittel oder der ”Kopf”-Druck kann benutzt werden, um die Kondensor-Ventilator-Geschwindigkeit (wie z. B. Aus/Niedrig/Hoch) zu steuern. Jedoch beziehen die Verfahren und Systeme, welche hier beschrieben werden, vorzugsweise eine Umgebungstemperatur und einen Klimaanlagen-Kühlmitteldruck auf ein Kondensor-Ventilator-Leistungsausgangssignal, wie z. B. einen ”Klimaanlagen-Kopfdruck = 1650 kPa, eine Umgebungstemperatur = 30°C, eine Ventilatorleistung = 22%”. Diese Beziehung oder Kalibrierung würde ein Ergebnis des Testens sein, welches bestimmt, dass für den zuvor erwähnten Fahrzeugbetriebszustand 22% Ventilatorleistung zu dem geringsten Fahrzeug-Energieverbrauch (bester Kraftstoffverbrauch) geführt hat, wobei das Kompressordrehmoment gegenüber der Ventilatorleistung ausgeglichen wird. Entsprechend ist, während die spezielle Look-up-Tabelle in dem Motorsteuermodul (ECM) (und/oder den Verfahren und Systemen, welche hier beschrieben sind) den Ventilator-Leistungsbefehl auf eine Klimaanlagenlast (Kühlmittel- oder Kopfdruck) und die Umgebungstemperatur beziehen kann, wird die Klimaanlagenlast im Leerlauf genau durch den Klimaanlagen-Kopfdruck angezeigt und muss nicht in sich selbst als eine unabhängige Variable für das Definieren einer besten Kalibrierung in bestimmten Ausführungsformen benutzt werden.
Sobald im Schritt 324 bestimmt ist, dass keine zusätzlichen Klimaanlagenlast-Justierungen notwendig sind, wird die Kalibrierung beendet (Schritt 328). Speziell wird jeder der Drei-Variable-Datenpunkte der jeweiligen Iterationen der Schritt 316 und 318 zusammen in der Kalibrierung gespeichert. Jeder der Drei-Variable-Datenpunkte stellt eine optimale (oder bevorzugte) Ventilator-Leistungsstufe (als eine abhängige Variable) für eine spezielle Kombination der Umgebungstemperatur und der erforderten Klimaanlagenlast (als die abhängigen Variablen) bereit. Die Kalibrierung kann damit benutzt werden, die Ventilator-Lasteinstellungen in Antwort auf eine spezielle Umgebungstemperatur und die erforderte Klimaanlagenlast während des Betriebes des Fahrzeugs zu optimieren, wie dies weiter unten mit Bezug auf 2 dargelegt wird. Die zu Ende geführte Kalibrierung weist vorzugsweise eine Look-up-Tabelle 132 der 1 auf, welche in dem Speicher 118 der 1 gespeichert wird. Der Unterprozess 201 ist damit vollendet.
Zurückkehrend nun auf 2 fährt der Prozess 200 mit den Schritten 202–210 fort, wie unten beschrieben. Die Schritte 202–210 werden durchgeführt, nachdem der Motor des Fahrzeugs durch einen Bediener in einer Fahrumgebung eingeschaltet ist, wie z. B. eher auf einer Straße oder einem Fahrweg als im Windkanal oder einer anderen Testumgebung. Die Schritte 202–219 werden vorzugsweise jeweils durchgeführt, wenn der Motor des Fahrzeugs in einem Leerlaufzustand in einer derartigen Fahrumgebung im Betrieb ist.
Unter diesen Bedingungen wird eine Umgebungstemperatur erhalten (Schritt 202). In einer Ausführungsform gehört die Umgebungstemperatur bevorzugt zu einer aktuellen Umgebungstemperatur außerhalb und direkt in der Umgebung des Fahrzeugs in der Fahrumgebung. In einer Ausführungsform wird die Umgebungstemperatur durch einen Umgebungstemperatursensor 108 der 1 gemessen, bevorzugt durch einen Sensor außerhalb des Fahrzeugs, wie z. B. hinter dem Grill des Fahrzeugs. In einer anderen Ausführungsform wird die Umgebungstemperatur über einen Empfänger 112 der 1 erhalten, z. B. von einem Wetterdienst. In noch einer anderen Ausführungsform wird die Umgebungstemperatur durch ein anderes Fahrzeugmodul 114 der 1 erhalten, wie z. B. dem Motorsteuersystem und/oder einem anderen Fahrzeugsystem, welches die Umgebungstemperaturwerte benutzt. In jedem Fall wird die Umgebungstemperatur bevorzugt dem Prozessor 116 der 1 für die Bearbeitung und für den Gebrauch in dem Klimaanlagensystem des Fahrzeugs bereitgestellt.
Eine angeforderte Klimaanlagenlast für das Klimaanlagensystem wird auch erhalten (Schritt 204). Die angeforderte Klimaanlagenlast gehört bevorzugt zu einer bevorzugten Klimaanlagen-Temperatureinstellung, welche durch einen Benutzer des Fahrzeugs gewünscht ist. In einer Ausführungsform wird die Klimaanlagenlast durch einen Eingabesensor 108 der 1 gemessen. In einer anderen Ausführungsform wird die erforderte Klimaanlagenlast über einen Empfänger 112 der 1 erhalten, z. B. von einer Funkkommunikation mit dem Benutzer, welche z. B. über einen Schlüsselanhänger, welcher durch Benutzer als Teil einer Fahrzeug-Fernstarteinrichtung betrieben wird, gesendet wird. In noch einer anderen Ausführungsform wird die Umgebungstemperatur durch ein anderes Fahrzeugmodul 114 der 1 erhalten, wie z. B. einem Armaturenbrett-Eingabemodul, welches Eingabesignale von dem Benutzer empfängt. In jedem Fall wird die Umgebungstemperatur für die angeforderte Klimaanlagenlast vorzugsweise dem Prozessor 116 der 1 für das Bearbeiten und für den Gebrauch beim Steuern des Klimaanlagensystems des Fahrzeugs bereitgestellt.
Eine Kalibrierung wird dann erhalten (Schritt 206). Die Kalibrierung entspricht vorzugsweise der Kalibrierung, welche erzeugt wurde, indem die Schritte des Unterprozesses 201 der 3 benutzt wurden. Die Kalibrierung weist vorzugsweise eine Look-up-Tabelle 312 der 1 auf, welche sich auf eine optimale (oder bevorzugte) Kodensor-Ventilator-Leistungsstufe des Kondensor-Ventilators 102 der 1 bezieht, mit der Umgebungstemperatur und der erforderten Klimaanlagenlast. Speziell, wie oben erwähnt, weist die Kalibrierung vorzugsweise eine Look-up-Tabelle auf, welche eine optimale (oder bevorzugte) Ventilator-Laststufeneinstellung (als die abhängige Variable) für verschiedene spezielle Kombinationen der Umgebungstemperatur und der geforderten Klimaanlagenlast (als die unabhängigen Variablen) bereitstellt. Die Kalibrierung wird vorzugsweise durch den Prozessor 116 der 1 aus dem Speicher 118 der 1 erlangt.
Die optimale (oder bevorzugte) Kondensor-Ventilator-Leistungsstufe wird dann für die aktuellen Zustände bestimmt (Schritt 208). Die optimale (oder bevorzugte) Ventilator-Leistungsstufe entspricht einer Leistungsstufe des Ventilators, welcher die Energie minimiert, welche für das Klimaanlagensystem unter den aktuellen Zuständen benutzt wird. Speziell wird in einer bevorzugten Ausführungsform die optimale (oder bevorzugte) Ventilator-Leistungsstufe für den Kondensorventilator 102 der 1 durch den Prozessor 116 der 1 bestimmt, welchem die aktuelle Umgebungstemperatur und die geforderte Klimaanlagenlast gegeben wurden, wobei die Kalibrierung benutzt wird, welche im Schritt 208 erlangt wurde.
Der Ventilator wird dann auf die optimale (oder bevorzugte) Ventilator-Leistungsstufe eingestellt (Schritt 210). Vorzugsweise wird der Kondensor-Ventilator 102 der 1 auf die Ventilator-Leistungsstufeneinstellung eingestellt, welche den Energiegebrauch durch das Klimaanlagensystem minimiert, wie dies im Schritt 208 bestimmt wurde. Der Kondensor-Ventilator 102 der 1 wird vorzugsweise auf die optimale (oder bevorzugte) Ventilator-Leistungsstufe durch Instruktionen eingestellt, welche dem Kondensor-Ventilator 102 durch den Prozessor 116 der 1 bereitgestellt wurden.
Entsprechend werden verbesserte Verfahren und Systeme für das Steuern der Klimaanlagensysteme von Fahrzeugen bereitgestellt. Die verbesserten Verfahren und Systeme steuern die Leistungseinstellung für einen Kondensor-Ventilator des Klimaanlagensystems, wobei eine vorher gespeicherte Kalibrierung benutzt wird, welche den Energiegebrauch durch das Klimaanlagensystem optimiert, welchem die aktuelle Umgebungstemperatur, welche das Fahrzeug umgibt, und die aktuelle geforderte Klimaanlagenlast gegeben ist, z. B. wie sie durch einen Benutzer des Fahrzeugs ausgedrückt wird. Die verbesserten Verfahren und Systeme können damit helfen, die Energieeffizienz des Klimaanlagensystems zu verbessern und dadurch die Kraftstoff-Wirtschaftlichkeit für das Fahrzeug zu verbessern.
Es wird gewürdigt werden, dass die veröffentlichten Verfahren und Systeme von jenen abweichen können, welche in den Figuren und hier beschrieben sind. Beispielsweise kann, wie oben erwähnt, das Steuerglied 110 der 1 insgesamt oder zum Teil in einem oder in mehreren einer Anzahl von unterschiedlichen Fahrzeugeinheiten, Einrichtungen und/oder Systemen angeordnet sein. Zusätzlich wird gewürdigt werden, dass bestimmte Schritte des Prozesses 200 und/oder des Unterprozesses 201 davon gegenüber jenen in den 2 und 3 dargestellten und/oder oben in Verbindung mit diesen beschriebenen variieren können. Es wird in ähnlicher Weise gewürdigt werden, dass bestimmte Schritte des Prozesses 200 und/oder des Unterprozesses 201 davon gleichzeitig oder in einer unterschiedlichen Reihenfolge auftreten können als die, welche in den 2 und 3 dargestellt ist und/oder oben in Verbindung damit beschrieben ist. Es wird in ähnlicher Weise gewürdigt werden, dass die veröffentlichten Verfahren und Systeme mit irgendeiner Anzahl von unterschiedlichen Typen von Automobilen, Limousinen, Fahrzeugen für den Sportgebrauch, Lastwagen und/oder irgendeiner Anzahl von anderen unterschiedlichen Typen von Fahrzeugen und für das Steuern irgendeines oder von mehreren aus einer Anzahl von unterschiedlichen Typen von Klimaanlagensystemen in Fahrzeugen implementiert werden können.
Während wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorausgegangenen detaillierten Beschreibung präsentiert wurde, sollte gewürdigt werden, dass eine große Anzahl von Variationen existiert. Es sollte gewürdigt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und es nicht beabsichtigt ist, dass diese den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Erfindung in irgendeiner Weise begrenzen. Vielmehr wird die vorausgegangene detaillierte Beschreibung Fachleuten eine bequeme Anleitung für das Implementieren der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen bereitstellen. Es sollte davon ausgegangen werden, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und in der Anordnung der Elemente durchgeführt werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den angehängten Ansprüchen und den rechtlichen Äquivalenten davon dargelegt ist.
WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN

1. Verfahren zum Steuern eines Klimaanlagensystems eines Fahrzeugs, wobei das Klimaanlagensystem einen Kondensor-Ventilator und das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erhalten einer Umgebungstemperatur; und Steuern einer Einstellung für den Kondensor-Ventilator, welcher den Energiegebrauch des Klimaanlagensystems steuert, basierend wenigstens zum Teil auf der Umgebungstemperatur.
2. Verfahren nach Ausführungsform 1, welches ferner den folgenden Schritt aufweist: Erhalten einer gewünschten Last für das Klimaanlagensystem, wobei der Schritt des Steuerns des Einstellens für den Kondensor-Ventilator den Schritt des Steuerns der Einstellung für den Kondensor-Ventilator aufweist, welcher den Energiegebrauch des Klimaanlagensystems steuert, basierend wenigstens zum Teil auf der Umgebungstemperatur und der gewünschten Last.
3. Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei das Fahrzeug einen Motor beinhaltet, und der Motor in einem Leerlaufzustand arbeitet, wenn die Einstellung für den Kondensor-Ventilator gesteuert wird.
4. Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei: das Klimaanlagensystem ferner einen Kompressor aufweist; und der Schritt des Steuerns der Einstellung für den Kondensor-Ventilator den Schritt des Steuerns der Einstellung für den Kondensor-Ventilator aufweist, welcher einen gesamten kombinierten Energiegebrauch für den Kondensor-Ventilator und den Kompressor minimiert.
5. Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei der Schritt des Steuerns des Einstellens für den Kondensor-Ventilator den Schritt des Steuerns des Einstellens für den Kondensor-Ventilator aufweist, wobei eine Kalibrierung benutzt wird, welche die Einstellung des Kondensor-Ventilators auf die Umgebungstemperatur bezieht.
6. Verfahren nach Ausführungsform 5, welches ferner die folgenden Schritte aufweist: Betreiben des Kondensor-Ventilators bei einer Vielzahl von Leistungsstufen für jeden aus einer Vielzahl von Temperaturwerten der Umgebungstemperatur; Bestimmen eines Betrages an Energie, welcher durch das Klimaanlagensystem bei jeder aus der Vielzahl der Leistungsstufen für jede der Vielzahl von Temperaturwerten benutzt wird, wobei Energiebestimmungen erzeugt werden; und Erzeugen der Kalibrierung, wobei die Energiebestimmungen benutzt werden.
7. Verfahren nach Ausführungsform 5, welches ferner die folgenden Schritte aufweist: Betreiben des Kondensor-Ventilators bei einer Vielzahl von Leistungsstufen für jeden aus einer Vielzahl von Temperaturwerten der Umgebungstemperatur bei jeder aus einer Vielzahl von gewünschten Lasten für das Klimaanlagensystem; Bestimmen eines Betrages an Energie, welcher durch das Klimaanlagensystem bei jeder der Vielzahl von Leistungsstufen für jede aus der Vielzahl der Temperaturwerte für jede aus der Vielzahl der gewünschten Lasten für das Klimaanlagensystem benutzt wird, wobei Energiebestimmungen erzeugt werden; und Erzeugen der Kalibrierung, wobei die Energiebestimmungen benutzt werden.
8. Verfahren für das Erzeugen einer Kalibrierung für den Gebrauch beim Steuern eines Klimaanlagensystems eines Fahrzeugs, wobei das Klimaanlagensystem einen Kondensor-Ventilator besitzt und das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Einstellen einer Umgebungstemperatur für einen Umgebungstemperaturwert; Betreiben des Kondensor-Ventilators bei einer Vielzahl von Leistungsstufen bei dem Umgebungstemperaturwert; Bestimmen eines Betrages an Energie, welcher durch das Klimaanlagensystem bei jedem aus der Vielzahl von Leistungsstufen benutzt wird, wobei Energiebestimmungen erzeugt werden; und Bestimmen, indem ein Prozessor und die Energiebestimmungen benutzt werden, einer ausgewählten Leistungsstufe aus der Vielzahl der Leistungsstufen für den Umgebungstemperaturwert für die Kalibrierung.
9. Verfahren nach Ausführungsform 8, welches ferner die folgenden Schritte aufweist: Einstellen der Umgebungstemperatur auf einen oder mehrere zusätzliche Umgebungstemperaturwerte; Betreiben des Kondensor-Ventilators bei einer Vielzahl von Leistungsstufen bei jedem des einen oder mehrerer zusätzlicher Umgebungstemperaturwerte; Bestimmen des Betrages an Energie, welcher durch das Klimaanlagensystem bei jeder aus der Vielzahl von Leistungsstufen für jeden des einen oder mehrerer zusätzlicher Umgebungstemperaturwerte benutzt wird, wobei eine oder mehrere zusätzliche Energiebestimmungen erzeugt werden; und Bestimmen, wobei der Prozessor und der eine oder mehrere zusätzliche Energiebestimmungen benutzt werden, einer oder mehrerer zusätzlich ausgewählter Energiestufen aus der Vielzahl der Energiestufen für jeden des einen oder mehrerer zusätzlicher Umgebungstemperaturwerte, für die Kalibrierung.
10. Verfahren nach Ausführungsform 8, wobei: der Schritt des Betreibens des Kondensor-Ventilators den Schritt des Betreibens des Kondensor-Ventilators bei der Vielzahl von Leistungsstufen für jede aus einer Vielzahl von Klimaanlagenlasten bei dem Umgebungstemperaturwert aufweist; der Schritt des Bestimmens des Betrages an Energie den Schritt des Bestimmens des Betrages an Energie aufweist, welcher durch das Klimaanlagensystem bei jeder aus der Vielzahl der Leistungsstufen für jede aus der Vielzahl der Klimaanlagenlasten benutzt wird, wobei die Energiebestimmungen erzeugt werden; und der Schritt des Bestimmens der ausgewählten Leistungsstufe den Schritt des Bestimmens, wobei der Prozessor und die Energiebestimmungen benutzt werden, einer bevorzugten Leistungsstufe aus der Vielzahl der Leistungsstufen für jede aus der Vielzahl der Klimaanlagenlasten für die Umgebungstemperatur aufweist, für die Kalibrierung.
11. Verfahren nach Ausführungsform 10, welches ferner die folgenden Schritte aufweist: Einstellen der Umgebungstemperatur auf einen oder mehrere zusätzliche Umgebungstemperaturwerte; Betreiben des Kondensor-Ventilators bei einer Vielzahl von Leistungsstufen für jede aus der Vielzahl von Klimaanlagenlasten bei jedem des einen oder mehrerer zusätzlicher Umgebungstemperaturwerte; Bestimmen des Betrages an Energie, welcher durch das Klimaanlagensystem für jede aus der Vielzahl von Leistungsstufen für jede aus der Vielzahl von Klimaanlagenlasten bei jeder der einen oder mehreren zusätzlichen Umgebungstemperaturwerte benutzt wird, wobei eine oder mehrere zusätzliche Energiebestimmungen erzeugt werden; und Bestimmen, wobei der Prozessor und die eine oder mehrere zusätzliche Energiebestimmungen benutzt werden, einer oder mehrerer zusätzlich ausgewählter Leistungsstufen der Vielzahl der Leistungsstufen für den Kondensor-Ventilator für jeden des einen oder mehrerer zusätzlicher Umgebungstemperaturwerte für jede aus der Vielzahl der Klimaanlagenlasten, für den Gebrauch in der Kalibrierung.
12. Verfahren nach Ausführungsform 8, wobei das Fahrzeug einen Motor beinhaltet, und der Motor in einem Leerlaufzustand betrieben wird, wenn der Kondensor-Ventilator betrieben wird.
13. System zum Steuern eines Klimaanlagensystems eines Fahrzeugs, wobei das Klimaanlagensystem einen Kondensor-Ventilator besitzt und das System aufweist: einen Sensor, welcher konfiguriert ist, um eine Umgebungstemperatur zu messen; und ein Steuerglied, welches an den Sensor gekoppelt ist und welches konfiguriert ist, um eine Einstellung für den Kondensor-Ventilator zu steuern, welcher den Energieverbrauch des Klimaanlagensystems steuert, basierend, wenigstens zum Teil, auf der Umgebungstemperatur.
14. System nach Ausführungsform 13, wobei das Steuerglied ferner konfiguriert ist, um: eine gewünschte Last für das Klimaanlagensystem zu erhalten; und die Einstellung für den Kondensor-Ventilator zu steuern, welcher den Energiegebrauch des Klimaanlagensystems steuert, basierend, wenigstens zum Teil, auf der Umgebungstemperatur und der gewünschten Last.
15. System nach Ausführungsform 13, wobei das Fahrzeug einen Motor beinhaltet, und der Motor bei einem Leerlaufzustand betrieben wird, wenn die Einstellung für den Kondensor-Ventilator gesteuert wird.
16. System nach Ausführungsform 13, wobei: das Klimaanlagensystem ferner einen Kompressor aufweist; und das Steuerglied ferner konfiguriert ist, um die Einstellung für den Kondensor-Ventilator zu steuern, welcher einen gesamten kombinierten Energiegebrauch für den Kondensor-Ventilator und den Kompressor minimiert.
17. System nach Ausführungsform 13, wobei das Steuerglied ferner konfiguriert ist, um: die Einstellung für den Kondensor-Ventilator zu steuern, wobei eine Kalibrierung benutzt wird, welche die Einstellung des Kondensor-Ventilators auf die Umgebungstemperatur bezieht.
18. System nach Ausführungsform 17, wobei das Steuerglied aufweist: einen Speicher, welcher konfiguriert ist, um die Kalibrierung zu speichern; und einen Prozessor, welcher an den Speicher gekoppelt ist und konfiguriert ist, um: Kalibrierung aus dem Speicher zu erlangen; und die Einstellung für den Kondensor-Ventilator zu steuern, wobei die Kalibrierung benutzt wird.
19. System nach Ausführungsform 17, wobei: das Steuerglied ferner konfiguriert ist, um den Kondensor-Ventilator bei einer Vielzahl von Leistungsstufen für jede aus einer Vielzahl von Temperaturwerten der Umgebungstemperatur laufen zu lassen; das System ferner einen zweiten Sensor aufweist, welcher konfiguriert ist, um einen Betrag an Kraftstoff zu messen, welcher durch das Fahrzeug bei jedem aus der Vielzahl von Leistungsstufen für jeden aus der Vielzahl der Temperaturwerte benutzt wird, wobei Kraftstoffmessungen erzeugt werden; und das Steuerglied ferner konfiguriert ist, um die Kalibrierung zu erzeugen, wobei die Kraftstoffmessungen benutzt werden.
20. System nach Ausführungsform 17, wobei: das Steuerglied ferner konfiguriert ist, um den Kondensor-Ventilator bei einer Vielzahl von Leistungsstufen für jeden aus der Vielzahl von Temperaturwerten der Umgebungstemperatur bei jeder aus einer Vielzahl von gewünschten Lasten für das Klimaanlagensystem laufen zu lassen; das System ferner einen zweiten Sensor aufweist, welcher konfiguriert ist, um einen Betrag an Kraftstoff zu messen, welcher durch das Fahrzeug bei jedem aus der Vielzahl von Leistungsstufen für jede aus der Vielzahl von Temperaturwerten für jede aus der Vielzahl von gewünschten Lasten für das Klimaanlagensystem benutzt wird, wobei Kraftstoffmessungen erzeugt werden; und das Steuerglied ferner konfiguriert ist, um die Kalibrierung zu erzeugen, wobei die Kraftstoffmessungen benutzt werden.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Klimaanlagensystems eines Fahrzeugs, wobei das Klimaanlagensystem einen Kondensor-Ventilator und das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erhalten einer Umgebungstemperatur; und Steuern einer Einstellung für den Kondensor-Ventilator, welcher den Energiegebrauch des Klimaanlagensystems steuert, basierend wenigstens zum Teil auf der Umgebungstemperatur.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner den folgenden Schritt aufweist: Erhalten einer gewünschten Last für das Klimaanlagensystem, wobei der Schritt des Steuerns des Einstellens für den Kondensor-Ventilator den Schritt des Steuerns der Einstellung für den Kondensor-Ventilator aufweist, welcher den Energiegebrauch des Klimaanlagensystems steuert, basierend wenigstens zum Teil auf der Umgebungstemperatur und der gewünschten Last.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug einen Motor beinhaltet, und der Motor in einem Leerlaufzustand arbeitet, wenn die Einstellung für den Kondensor-Ventilator gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei: das Klimaanlagensystem ferner einen Kompressor aufweist; und der Schritt des Steuerns der Einstellung für den Kondensor-Ventilator den Schritt des Steuerns der Einstellung für den Kondensor-Ventilator aufweist, welcher einen gesamten kombinierten Energiegebrauch für den Kondensor-Ventilator und den Kompressor minimiert.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Steuerns des Einstellens für den Kondensor-Ventilator den Schritt des Steuerns des Einstellens für den Kondensor-Ventilator aufweist, wobei eine Kalibrierung benutzt wird, welche die Einstellung des Kondensor-Ventilators auf die Umgebungstemperatur bezieht.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, welches ferner die folgenden Schritte aufweist: Betreiben des Kondensor-Ventilators bei einer Vielzahl von Leistungsstufen für jeden aus einer Vielzahl von Temperaturwerten der Umgebungstemperatur; Bestimmen eines Betrages an Energie, welcher durch das Klimaanlagensystem bei jeder aus der Vielzahl der Leistungsstufen für jede der Vielzahl von Temperaturwerten benutzt wird, wobei Energiebestimmungen erzeugt werden; und Erzeugen der Kalibrierung, wobei die Energiebestimmungen benutzt werden.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, welches ferner die folgenden Schritte aufweist: Betreiben des Kondensor-Ventilators bei einer Vielzahl von Leistungsstufen für jeden aus einer Vielzahl von Temperaturwerten der Umgebungstemperatur bei jeder aus einer Vielzahl von gewünschten Lasten für das Klimaanlagensystem; Bestimmen eines Betrages an Energie, welcher durch das Klimaanlagensystem bei jeder der Vielzahl von Leistungsstufen für jede aus der Vielzahl der Temperaturwerte für jede aus der Vielzahl der gewünschten Lasten für das Klimaanlagensystem benutzt wird, wobei Energiebestimmungen erzeugt werden; und Erzeugen der Kalibrierung, wobei die Energiebestimmungen benutzt werden.
Verfahren für das Erzeugen einer Kalibrierung für den Gebrauch beim Steuern eines Klimaanlagensystems eines Fahrzeugs, wobei das Klimaanlagensystem einen Kondensor-Ventilator besitzt und das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Einstellen einer Umgebungstemperatur für einen Umgebungstemperaturwert; Betreiben des Kondensor-Ventilators bei einer Vielzahl von Leistungsstufen bei dem Umgebungstemperaturwert; Bestimmen eines Betrages an Energie, welcher durch das Klimaanlagensystem bei jedem aus der Vielzahl von Leistungsstufen benutzt wird, wobei Energiebestimmungen erzeugt werden; und Bestimmen, indem ein Prozessor und die Energiebestimmungen benutzt werden, einer ausgewählten Leistungsstufe aus der Vielzahl der Leistungsstufen für den Umgebungstemperaturwert für die Kalibrierung.
System zum Steuern eines Klimaanlagensystems eines Fahrzeugs, wobei das Klimaanlagensystem einen Kondensor-Ventilator besitzt und das System aufweist: einen Sensor, welcher konfiguriert ist, um eine Umgebungstemperatur zu messen; und ein Steuerglied, welches an den Sensor gekoppelt ist und welches konfiguriert ist, um eine Einstellung für den Kondensor-Ventilator zu steuern, welcher den Energieverbrauch des Klimaanlagensystems steuert, basierend, wenigstens zum Teil, auf der Umgebungstemperatur.
System nach Anspruch 9, wobei das Steuerglied ferner konfiguriert ist, um: eine gewünschte Last für das Klimaanlagensystem zu erhalten; und die Einstellung für den Kondensor-Ventilator zu steuern, welcher den Energiegebrauch des Klimaanlagensystems steuert, basierend, wenigstens zum Teil, auf der Umgebungstemperatur und der gewünschten Last.