DE112016006192T5

DE112016006192T5 - Fahrzeug-Klimaanlage

Info

Publication number: DE112016006192T5
Application number: DE112016006192.7T
Authority: DE
Inventors: Yuji Igarashi; Masahiko Ikawa; Yuko Ota; Kazushi Shirasawa; Takashi Irie
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-01-07
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2018-09-27
Also published as: US10486489B2; CN108473022A; CN108473022B; JP6184621B1; WO2017119150A1; US20180361823A1; JPWO2017119150A1

Abstract

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeugklimaanlage zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, den Energieverbrauch während der Fahrt zu reduzieren und zugleich eine signifikante Unbequemlichkeit für den Benutzer zu vermeiden. Eine Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit (51) berechnet unter Verwendung von Fahrzeuginnenraumsensor-Informationen und Fahrzeugaußensensor-Informationen, die von einem Umgebungssensor (4) und einer vorausgesagten Fahrzeit, die von einer vorausgesagten Reiseinformations-Erfassungseinheit (53) erfasst worden sind, ausgegeben werden, mindestens eine vorausgesagte Umweltkenngröße, die eine Umweltkenngröße innerhalb eines Fahrzeuges (900) nach einer vorausgesagten Fahrzeit ist, unter der Annahme, dass in jeder von mindestens einer Kandidatenbetriebsart eine Klimagerät (3) betrieben wird, die unter mehreren Arbeitsbetriebsarten eine geringere Intensität als die Intensität einer Auswahlbetriebsart aufweist. Eine Betriebsart-Steuerung (52) setzt die Auswahlbetriebsart auf eine der mindestens einen Kandidatenbetriebsarten zurück, bei der die im zulässigen Bereich befindliche, vorausgesagte Umweltkenngröße durch die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit (51) berechnet wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugklimaanlage.
STAND DER TECHNIK
In jüngerer Zeit hat man Elektroautos, bei denen ein Elektromotor (im Folgenden nur „Motor“ genannt) als Antriebsquelle eingesetzt wird, z.B. unter dem Gesichtspunkt der Reduzierung des (Stickstoff-) Dioxidausstoßes und einer effizienten Energienutzung in die Praxis umgesetzt. Der Motor nutzt dabei die in einer Speicherbatterie (nachfolgend nur „Batterie“ genannt) gespeicherte elektrische Energie als Stromquelle. Die Energiedichte in der Batterie ist beim Elektroauto im Vergleich zu Kraftstoff gering. Dementsprechend kurz ist die Fahrstrecke des Elektroautos, etwa 100 km bis 200 km. Die Fahrstrecke wird entsprechend der Leistungsaufnahme durch die elektrische Belastung einer im Elektroauto vorgesehenen Klimamaschine (Klimaanlage) weiter reduziert.
Als einer der Ansätze zur Lösung des oben genannten Problems wird ein Verfahren zur Montage eines Wärmespeichers aus einem Wärmespeichermaterial in der Klimaanlage angesehen. Wird der Wärmespeicher vorab beheizt, kann mit dem Wärmespeicher eine Lufterwärmung erreicht werden. Wird der Wärmespeicher dagegen vorab gekühlt, fungiert der Wärmespeicher als Kühlspeichermaterial und ermöglicht so eine Luftkühlung mit dem Wärmespeicher. Dadurch kann der Stromverbrauch in der Klimaanlage während der Fahrt reduziert werden.
Gemäß der Technik des Patentdokuments 1 wird bei der Erzeugung von Regenerationsleistung, die eine Batteriekapazität übersteigt, das kühlende Speichermaterial mit Hilfe der Regenerationsleistung gekühlt. Dementsprechend wird die elektrische Energie, die nicht in der Batterie gespeichert werden kann, effektiv genutzt. Die während der Fahrt verbrauchte elektrische Leistung wird dadurch reduziert.
Diese Technik ist in einem Elektro-Hybrid-Auto wirksam, das sowohl einen Motor als auch eine Brennkraftmaschine als Energiequelle verwendet. Der Grund dafür ist, dass im Elektro-Hybridauto die Batterie durch die Erzeugung der elektrischen Energie über die Brennkraftmaschine während der Fahrt aufgeladen wird, so dass nicht immer genug Platz für die Speicherung der Regenerationsleistung in der Batterie gesichert ist.
Mittlerweile ist die oben beschriebene Technik für ein Elektroauto nicht mehr geeignet. Der Grund dafür ist, dass der Strom, der größer als die Regenerationsleistung ist, bereits aus einer Batterie des Elektroautos entnommen wird, bevor die Regenerationsleistung erzeugt wird. Das Patentdokument 2 zeigt eine Technik im Zusammenhang mit einem Elektroauto. Gemäß dieser Technik kann eine Einstellung zur Erhöhung des Stromverbrauchs in elektrischen Geräten, wie etwa einer Klimaanlage und einem Audiogerät unterdrückt werden, so dass die für die Fahrt des Elektroautos zu einer Ladeeinrichtung erforderliche elektrische Leistung sichergestellt ist. Dementsprechend wird der Stromverbrauch reduziert, wenn die elektrische Leistung für die Fahrt zur Ladeeinrichtung fast nicht mehr ausreicht.
STAND DER TECHNIK

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2012-020 597 A
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2012-139 026 A

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Wie oben beschrieben, kann die Technik des Patentdokuments 1 den Energieverbrauch während der Fahrt bis zu einem gewissen Grad reduzieren. Es ist jedoch eine weitere Reduzierung des Verbrauchs an Energie im Bereich von Fahrzeugen ist immer erforderlich.
Die Technik gemäß dem Patentdokument 2 ist nur dann wirksam, wenn die elektrische Leistung für die Fahrt zur Ladeeinrichtung nahezu unzureichend ist. So kann es weniger Gelegenheiten geben, dass der Stromverbrauch tatsächlich reduziert wird. Außerdem kann diese Technik den Betrieb des Klimagerätes übermäßig unterdrücken. In dem obigen Fall kann die Unbequemlichkeit für den Benutzer zunehmen.
Die vorliegende Erfindung wurde daher zur Lösung der oben beschriebenen Probleme konzipiert, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugklimaanlage anzugeben, die in der Lage ist, den Energieverbrauch während der Fahrt zu reduzieren und zugleich eine signifikante Unbequemlichkeit für den Benutzer zu vermeiden.
Mittel zum Lösen der Probleme
Eine Fahrzeugklimaanlage gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt ein Klimagerät, einen Umgebungssensor, ein Klimaparameter-Einstellgerät und ein Klimamanagementgerät. Das Klimagerät führt die Klimatisierung in einem Fahrzeug in einer Auswahlbetriebsart durch, die eine von mehreren Arbeitsbetriebsarten ist, wenn eine Meldung über die Klimaausgangsanzeige, welche die Auswahlbetriebsart anzeigt, an das Klimagerät übermittelt wird.
Der Umgebungssensor gibt Fahrzeuginnenraumsensor-Informationen, die ein Erkennungsergebnis einer Umweltkenngröße innerhalb des Fahrzeugs anzeigen, und Fahrzeugaußensensor-Informationen aus, die ein Erkennungsergebnis einer Umweltkenngröße außerhalb des Fahrzeugs anzeigen. Das Klimaparameter-Einstellgerät gibt angestrebte Umweltkenndaten aus, die ein Ziel der Umweltkenngröße im Fahrzeug anzeigen.
Das Klimamanagementgerät besitzt eine Einstelleinheit für den zulässigen Bereich, eine vorausgesagte Reiseinformationserfassungseinheit, eine Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit und eine Betriebsart-Steuerung. Die Einstelleinheit für den zulässigen Bereich legt einen zulässigen Bereich der Umweltkenngröße im Fahrzeug fest, basierend auf den vom Klimaparameter-Einstellgerät ausgegebenen Umweltkenndaten. Die vorausgesagte Reiseinformationserfassungseinheit erfasst vorausgesagte Fahrzeitinformationen, die eine vorausgesagte Fahrzeit angeben, bis das Fahrzeug das Ziel erreicht.
Die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit berechnet unter Verwendung der vom Umgebungssensor und der von der vorausgesagten Reiseinformationserfassungseinheit ermittelten Fahrzeuginnenraumsensor-Informationen und der vorausgesagten Fahrzeit mindestens eine vorausgesagte Umweltkenngröße, die eine Umweltkenngröße innerhalb des Fahrzeugs nach der vorausgesagten Fahrzeit ist, unter der Annahme, dass das Klimagerät in jeder der mindestens einen Kandidatenbetriebsart betrieben wird, die eine geringere Intensität als die Intensität der Auswahlbetriebsart aus der Vielzahl von Arbeitsbetriebsarten aufweist.
Die Betriebsart-Steuerung übermittelt dem Klimagerät eine Meldung der Klimaausgangsanzeigeninformation. Die Betriebsart-Steuerung setzt die Auswahlbetriebsart auf eine der mindestens einen Kandidatenbetriebsarten zurück, in der die vorausgesagte Umweltkenngröße im zulässigen Bereich durch die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit berechnet wird.
Die oben beschriebene „Intensität“ kann Null sein. In der Arbeitsbetriebsart mit der Intensität Null befindet sich das Klimagerät im Wesentlichen im Stillstand.
Effekt der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung setzt die Betriebsart-Steuerung die Auswahlbetriebsart auf eine der mindestens einen Kandidatenbetriebsarten zurück, in der die vorausgesagte Umweltkenngröße im zulässigen Bereich durch die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit berechnet wird. Dementsprechend erfolgt die Klimatisierung in der Arbeitsbetriebsart, die die geringere Intensität aufweist, wobei die Umweltkenngrößen im Fahrzeug zum Zeitpunkt der Zielankunft im zulässigen Bereich gehalten werden. So wird unterdrückt, dass eine im Vergleich zum zulässigen Bereich überhöhte Klimatisierung bereits zum Zeitpunkt der Ankunft am Zielort durchgeführt wurde. Dadurch kann der Energieverbrauch während der Fahrt reduziert werden.
Diese und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Figuren noch deutlicher.
Figurenliste
Nachfolgend zeigen

1 ein Funktionsblockschaltbild, das eine Konfiguration einer Fahrzeugklimaanlage gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
2 eine schematische Darstellung einer Fahrzeugkonfiguration, in der die Fahrzeugklimaanlage gemäß 1 angebracht ist;
3 ein Flussdiagramm, das schematisch die Konfiguration eines Verfahrens zur Steuerung eines Klimagerätes gemäß der Fahrzeugklimaanlage bei der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4 ein Flussdiagramm, das ein erstes Beispiel für einen Schritt zum Zurücksetzen einer Auswahlbetriebsart gemäß 3 zeigt;
5 eine Grafik zur Beschreibung einer Berechnung einer vorausgesagten Umweltkenngröße gemäß 4;
6 ein Flussdiagramm für ein zweites Beispiel für den Schritt des Zurücksetzens der Auswahlbetriebsart gemäß 3;
7 ein Funktionsblockschaltbild, das eine Konfiguration einer Fahrzeugklimaanlage gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
8 ein Flussdiagramm, das schematisch die Konfiguration eines Verfahrens zur Steuerung eines Klimageräts entsprechend der Fahrzeugklimaanlage bei der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
9 ein Funktionsblockschaltbild, das eine Konfiguration einer Fahrzeugklimaanlage gemäß einer Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
10 ein Flussdiagramm, das schematisch die Konfiguration eines Verfahrens zur Steuerung eines Klimagerätes gemäß der Fahrzeugklimaanlage bei der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
11 ein Funktionsblockschaltbild, das eine Konfiguration einer Fahrzeugklimaanlage gemäß einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
12 ein Flussdiagramm, das schematisch die Konfiguration eines Verfahrens zur Steuerung eines Klimagerätes gemäß der Fahrzeugklimaanlage bei der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
13 ein Funktionsblockschaltbild, das eine Konfiguration einer Fahrzeugklimaanlage gemäß einer Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
14 ein Flussdiagramm, das schematisch die Konfiguration eines Verfahrens zur Steuerung eines Klimagerätes gemäß der Fahrzeugklimaanlage bei der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
15 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Berechnung eines Energiespareffekts gemäß 14;
16 ein Blockschaltbild, das ein Beispiel einer Hardwarekonfiguration eines Klimamanagementgerätes zeigt und
17 ein Blockschaltbild, das ein Beispiel einer Hardwarekonfiguration eines Klimamanagementgerätes zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren beschrieben. Die gleichen Bezugsziffern, wie im Zusammenhang mit den nachfolgenden Figuren beschrieben, werden den gleichen oder entsprechenden Elementen zugeordnet und eine sich wiederholende Beschreibung wird dabei weggelassen.
Ausführungsform 1
Eine Fahrzeugklimaanlage 901 der vorliegenden Ausführungsform weist gemäß 1 ein Fahrzeug-Navigationsgerät 1, ein Klimaparameter-Einstellgerät 2, eine Klimagerät 3, einen Umgebungssensor 4 und ein Klimamanagementgerät 5 auf. Gemäß 2 ist die Fahrzeugklimaanlage 901 in einem Fahrzeug 900 zur Klimatisierung des Fahrzeugs 900 vorgesehen. Obwohl die Details im Folgenden beschrieben werden, kann ein Teil der Fahrzeugklimaanlage auch außerhalb des Fahrzeugs angebracht werden.
Die Fahrzeugklimaanlage 901 sagt eine Umweltkenngröße im Fahrzeug 900 zum Zeitpunkt der Zielerreichung voraus. Beispiele für die Umweltkenngröße sind typischerweise die Temperatur, aber auch die Luftfeuchtigkeit und die Intensität des Sonnenlichts können berücksichtigt werden. Ein Fall, in dem die Umweltkenngröße die Temperatur ist, wird im Folgenden zur Vereinfachung der Beschreibung detailliert beschrieben.
Die Fahrzeugklimaanlage 901 setzt eine Arbeitsbetriebsart des Klimagerätes 3 auf eine geringere Intensität in einem Bereich zurück, in dem die vorausgesagte Umweltkenngröße im Fahrzeug 900 in einem zulässigen Bereich liegt. Dadurch kann der Energieverbrauch während der Fahrt reduziert werden, während eine signifikante Unbequemlichkeit für den Benutzer vermieden wird.
Das Fahrzeug-Navigationsgerät 1 besitzt eine Zieleingabeeinheit 11 und eine Fahrzeit-Voraussageeinheit 12. Die Zieleingabeeinheit 11 erhält vom Benutzer eine Eingabe eines Zielortes des Fahrzeuges 900. Die Fahrzeit-Voraussageeinheit 12 berechnet vorausgesagte Fahrzeitinformationen, die eine vorausgesagte Fahrzeit angibt, bis das Fahrzeug 900 das Ziel erreicht, und gibt dann ein Berechnungsergebnis aus.
Das Klimaparameter-Einstellgerät 2 gibt angestrebte Umweltkenndaten aus, die ein Ziel der Umweltkenngröße im Fahrzeug 900 angeben. Mit anderen Worten, eine Zieltemperatur, die ein Ziel der Umweltkenngröße im Fahrzeug 900 ist, wird durch das Klimaparameter-Einstellgerät 2 eingestellt. Das Klimaparameter-Einstellgerät 2 verfügt vorzugsweise über einen Mechanismus zur Eingabe der Zieltemperatur oder einer der Zieltemperatur entsprechenden Information vom Benutzer.
Als ein solcher Mechanismus wird z.B. eine Taste, ein Hebel oder ein Eingabegerät verwendet, mit dem ein Zahlenwert wie etwa „23,5 °C“ eingegeben werden kann. Eine Einstelleinheit 54 für den zulässigen Bereich legt den zulässigen Bereich vorzugsweise unter Verwendung neuester angestrebter Umweltkenndaten fest. Dazu setzt die Einstelleinheit 54 für den zulässigen Bereich bei Änderung der Einstellung des Klimaparameter-Einstellgerätes 2 vorzugsweise den zulässigen Bereich unter Verwendung der geänderten Informationen zurück.
Das Klimagerät 3 besitzt einen Wärmespeicher 33, eine Heizungssteuerung 32 und einen Ventilator 31. Der Wärmespeicher 33 besteht vorzugsweise aus einem Wärmespeicher-Material mit großer spezifischer Wärme. Als Wärmespeicher-Material werden beispielsweise mehrere Liter Wasser verwendet. Wird der Wärmespeicher 33 vorab beheizt, so kann, wie oben beschrieben, eine Lufterwärmung mit dem Wärmespeicher 33 erreicht werden. Wird der Wärmespeicher 33 dagegen vorab gekühlt, fungiert der Wärmespeicher als Kühlspeicher und ermöglicht so die Luftkühlung mit dem Wärmespeicher 33.
Die Heizungssteuerung 32 führt mindestens eine Funktion von Heizung und Kühlung des Wärmespeichers 33 durch. Die Heizungssteuerung 32 ist beispielsweise eine elektrische Heizung oder eine Wärmepumpe. Der Ventilator 31 schickt in einen Fahrzeuginnenraum des Fahrzeuges 900 Luft, bei der ein Wärmeaustausch mit dem Wärmespeicher 33 durchgeführt worden ist. Der Ventilator 31 ist z.B. ein von einem Motor angetriebener Ventilator.
Wenn eine Meldung über die Klimaausgangsanzeigeninformation einer Auswahlbetriebsart, die eine von mehreren Arbeitsbetriebsarten ist, an das Klimagerät 3 übermittelt wird, übernimmt das Klimagerät 3 die Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums des Fahrzeuges 900 in der Auswahlbetriebsart. Die Vielzahl der Arbeitsbetriebsarten kann eine Arbeitsbetriebsart für den Betrieb des Ventilators 31 beim Anhalten der Heizungssteuerung 32 enthalten. Obwohl gemäß den Vorgaben des Klimageräts 3 verschiedene Betriebsarten auf die Arbeitsbetriebsart angewendet werden können, umfasst die Arbeitsbetriebsart zum besseren Verständnis eine Betriebsart „Stopp“, eine Betriebsart „Niedrig“, eine Betriebsart „Mittel“ und eine Betriebsart „Hoch“ in aufsteigender Reihenfolge der Intensität (also in aufsteigender Reihenfolge des Energieverbrauchs).
In der Betriebsart „Stopp“ werden sowohl der Ventilator 31 als auch die Heizungssteuerung 32 gestoppt. In der Betriebsart „Niedrig“ wird die Heizungssteuerung 32 gestoppt und der Ventilator 31 betrieben. In der Betriebsart „Mittel“ und der Betriebsart „Hoch“ werden sowohl die Heizungssteuerung 32 als auch der Ventilator 31 betrieben. Die Betriebsintensität der Heizungssteuerung 32 (z.B. elektrische Leistung einer elektrischen Heizung) ist in der Betriebsart „Mittel“ relativ gering und in der Betriebsart „Hoch“ relativ hoch.
Der Umgebungssensor 4 hat einen Fahrzeuginnenraumsensor 41 und einen Fahrzeugaußensensor 42. Mit diesen Sensoren gibt der Umgebungssensor 4 Fahrzeuginnenraumsensorinformationen aus, die ein Erkennungsergebnis der Umweltkenngröße im Fahrzeug 900 anzeigen, und gibt Fahrzeugaußensensorinformationen aus, die ein Erkennungsergebnis der Umweltkenngröße außerhalb des Fahrzeugs 900 anzeigen. Der Fahrzeuginnenraumsensor 41 und der Fahrzeugaußensensor 42 haben jeweils einen Temperatursensor.
Das Klimamanagementgerät 5 besitzt die Einstelleinheit 54 für den zulässigen Bereich, eine vorausgesagte Reiseinformations-Erfassungseinheit 53, eine Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 und eine Betriebsart-Steuerung 52. Das Klimamanagementgerät 5 kann eine elektrische Schaltung als Verarbeitungsschaltung 91 bilden (16). An die Verarbeitungsschaltung 91 kann eine eigene Hardware angeschlossen werden, eine CPU (Central Processing Unit) 92 (17) zur Ausführung eines in einem Speicher 93 (17) gespeicherten Programms oder eine Kombination davon. Software wird als Programm beschrieben und im Speicher 93 abgelegt. Die CPU 92 liest das im Speicher 93 gespeicherte Programm aus und führt es aus, um eine Funktion jedes Gerätes im Klimamanagementgerät 5 zu erreichen.
Ein nicht-flüchtiger oder flüchtiger Halbleiterspeicher, wie ein RAM (Random Access Memory), ein ROM (Read Only Memory), ein Flash-Speicher, ein EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) oder ein EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), eine Festplatte (Hard Disk Drive), eine Magnetplatte, eine flexible Platte, eine optische Platte, eine Compact Disc, eine Mini-Disc, eine DVD (Digital Versatile Disc) oder ein Laufwerk von ihnen fallen beispielsweise unter den Begriff „Speicher“ 93. Das Klimamanagementgerät 5 wird beispielsweise durch einen Mikrocomputer mit eingebauter CPU und eingebautem Flash-ROM repräsentiert.
Die Einstelleinheit 54 für den zulässigen Bereich legt den zulässigen Bereich der Umweltkenngröße im Fahrzeug 900 auf der Basis der vom Klimaparameter-Einstellgerät 2 ausgegebenen angestrebten Klimakenndaten fest. Beispielsweise wird bei einer Zieltemperatur von 23 °C der zulässige Bereich auf die Zieltemperatur ±1 °C, d.h. 22 °C bis 24 °C, eingestellt. Der zulässige Bereich liegt vorzugsweise innerhalb eines Wertebereichs, den ein Benutzer (ein Fahrer oder ein Beifahrer) nicht fühlen kann. Ein solcher Wertebereich kann z.B. durch ein Experiment vorab ermittelt werden.
Die vorausgesagte Reiseinformations-Erfassungseinheit 53 erfasst die vorausgesagte Fahrzeitinformation, die die vorausgesagte Fahrzeit angibt, bis das Fahrzeug 900 das Ziel erreicht. Die vorausgesagte Fahrzeitinformation wird von der Fahrzeit-Voraussageeinheit 12 des Fahrzeug-Navigationsgerätes 1 bezogen.
Die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 berechnet mindestens eine vorausgesagte Umweltkenngröße. Die mindestens eine vorausgesagte Umweltkenngröße ist die Umweltkenngröße im Fahrzeug 900 nach der vorausgesagten Fahrzeit unter der Annahme, dass das Klimagerät 3 in jeder von mindestens einer Kandidatenbetriebsart betrieben wird. Die mindestens eine Kandidatenbetriebsart hat eine geringere Intensität als die Auswahlbetriebsart (die derzeit verwendete Arbeitsbetriebsart) unter den mehreren Arbeitsbetriebsarten. Die vorausgesagte Umweltkenngröße wird anhand der Fahrzeuginnenraumsensor-Informationen berechnet, wobei die Fahrzeugaußensensor-Informationen vom Umgebungssensor 4 ausgegeben werden und die vorausgesagte Fahrzeit von der vorausgesagten Reiseinformations-Erfassungseinheit 53 erfasst wird.
Die Betriebsart-Steuerung 52 übermittelt dem Klimagerät 3 die Meldung der Klimaausgangsanzeigeninformation mit Angabe der Auswahlbetriebsart, die zu den mehreren Arbeitsbetriebsarten gehört. Die Betriebsart-Steuerung 52 setzt die Auswahlbetriebsart zurück auf mindestens eine der nachfolgend beschriebenen zulässigen Betriebsarten unter mindestens einer Kandidatenbetriebsart. „Eine zulässige Betriebsart“ bezeichnet eine Betriebsart unter der mindestens einen Kandidatenbetriebsart, bei der die vorausgesagte Umweltkenngröße innerhalb des von der Einstelleinheit 54 für den zulässigen Bereich festgelegten zulässigen Bereichs von der Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 berechnet wird.
Wenn die Vielzahl der Arbeitsbetriebsarten eine Vielzahl von Betriebsarten umfasst, die jeweils eine geringere Intensität als die der Auswahlbetriebsart haben, kann die mindestens eine Kandidatenbetriebsart eine Vielzahl von Kandidatenbetriebsarten umfassen. Ist die aktuelle Auswahlbetriebsart beispielsweise die Betriebsart „Hoch“, so umfasst die Arbeitsbetriebsart die Betriebsart „Mittel“, die Betriebsart „Niedrig“ und die Betriebsart „Stopp“ als eine Vielzahl von Kandidatenbetriebsarten.
Die Betriebsart-Steuerung 52 setzt die Auswahlbetriebsart auf die Betriebsart mit der geringsten Intensität unter den zulässigen Betriebsarten zurück, wenn es mehrere zulässige Betriebsarten gibt. Beispielsweise wird bei der Betriebsart „Mittel“, der Betriebsart „Niedrig“ und der Betriebsart „Stopp“ als Kandidatenbetriebsarten, wenn die Betriebsart „Mittel“ und die Betriebsart „Niedrig“ zulässige Betriebsarten sind, die Auswahlbetriebsart auf die Betriebsart „Niedrig“ zurückgesetzt, die unter den Betriebsarten „Mittel“ und „Niedrig“ die niedrigste Intensität aufweist.
Nachfolgend wird unter Bezug auf 3 der Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 901 (1) beschrieben.
Im Schritt S100 erhält die Zieleingabeeinheit 11 die Informationen über das Ziel vom Benutzer. Die Fahrzeit-Voraussageeinheit 12 prognostiziert im Schritt S200 die Zeit bis zum Ziel. Die Fahrzeit-Voraussageeinheit 12 gibt dann die Zeit als vorausgesagte Fahrzeitinformation aus. Die vorausgesagte Fahrzeitinformation wird vorzugsweise in einem entsprechenden Zyklus aktualisiert und ein Ergebnis daraus wird wieder ausgegeben. Dieser Zyklus wird z.B. durch einen bestimmten Zeitraum oder eine bestimmte Strecke definiert. Im Schritt S300 erfasst die vorausgesagte Reiseinformations-Erfassungseinheit 53 die vorausgesagte Fahrzeitinformation, die vom Fahrzeug-Navigationsgerät 1 ausgegeben wird.
Im Schritt S400 prüft das Klimamanagementgerät 5 die Zurücksetzung der Auswahlbetriebsart des Klimagerätes 3. Entsprechend kann die Zurücksetzung auf die Arbeitsbetriebsart mit der geringeren Intensität durchgeführt werden.
Der oben beschriebene Vorgang wird vorzugsweise nicht nur bei der Eingabe des Ziels, sondern auch in einem entsprechenden Zyklus wiederholt. Dieser Zyklus wird z.B. durch einen bestimmten Zeitraum oder eine bestimmte Strecke definiert.
Im Folgenden werden die Details des obigen Schrittes S400 mit einem ersten und einem zweiten Beispiel beschrieben.
Im ersten Beispiel berechnet die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 im Schritt S411 die vorausgesagte Umweltkenngröße, die nach der vorausgesagten Fahrzeit die Umweltkenngröße im Fahrzeug 900 ist, wenn eine Kandidatenbetriebsart angenommen wird. Bezogen auf 5 wird beispielsweise, wenn die aktuelle Auswahlbetriebsart die Betriebsart „Hoch“ ist, die Betriebsart „Mittel“, also die Arbeitsbetriebsart eine Stufe tiefer als die Betriebsart „Hoch“, als eine Kandidatenbetriebsart angenommen. Dann wird eine vorausgesagte Temperatur T_indoor (tA), also eine vorausgesagte Temperatur im Fahrzeug 900 nach einer vorausgesagten Fahrzeit t_A, berechnet.
Im Schritt S412 ermittelt die Betriebsart-Steuerung 52, ob die vorausgesagte Temperatur T_indoor (tA) im zulässigen Bereich liegt. Der zulässige Bereich wird von der Einstelleinheit 54 für den zulässigen Bereich auf der Basis einer vom Klimaparameter-Einstellgerät 2 eingestellten Zieltemperatur Ts eingestellt. Im Beispiel gemäß 5 liegt der zulässige Bereich innerhalb eines Bereichs gleich oder größer als ein unterer Grenzwert T_L und gleich oder kleiner als ein oberer Grenzwert Tu (T_L ≦ T_S ≦T_U).
So wird bestimmt, ob T_L ≦ T_indoor (t_A) ≦ T_U zufriedenstellend ist oder nicht. Ist das Bestimmungsergebnis wahr (JA), wird die Auswahlbetriebsart des Klimagerätes 3 auf die oben im Schritt S413 beschriebene Kandidatenbetriebsart zurückgesetzt und anschließend die Verarbeitung beendet. Ist das Bestimmungsergebnis falsch (NEIN), wird die Verarbeitung ohne Zurücksetzen beendet.
Im zweiten Beispiel berechnet die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 unter Bezugnahme auf 6 im Schritt S421 die Vielzahl der vorausgesagten Umweltkenngrößen, die die Umweltkenngrößen im Fahrzeug 900 nach der vorausgesagten Fahrzeit sind, wenn jede der mehreren Kandidatenbetriebsarten angenommen wird. Bezogen auf 5 werden beispielsweise dann, wenn die aktuelle Auswahlbetriebsart die Betriebsart „Hoch“ ist, die mittlere, niedrige und Betriebsart “Stopp “, die die Arbeitsbetriebsarten niedriger als die Betriebsart „Hoch“ sind, als Kandidatenbetriebsarten angenommen. Dann wird die vorausgesagte Temperatur T_indoor (tA) im Fahrzeug 900 nach der vorausgesagten Fahrzeit t_A für jede als Kandidatenbetriebsart angenommene Betriebsart berechnet.
Im Schritt S422 ermittelt die Betriebsart-Steuerung 52, ob die vorausgesagte Temperatur T_indoor (tA) für jede Kandidatenbetriebsart im zulässigen Bereich liegt. Mit anderen Worten, es wird bestimmt, ob jede Kandidatenbetriebsart eine zulässige Betriebsart ist.
Im Schritt S423 wird ermittelt, ob es mindestens eine zulässige Betriebsart gibt. Wenn das Bestimmungsergebnis falsch (NEIN) ist, so ist die Verarbeitung beendet. Wenn das Bestimmungsergebnis wahr (JA) ist, wird im Schritt S424 ermittelt, ob eine Gesamtzahl zulässiger Betriebsarten größer als eins ist.
Ist das Bestimmungsergebnis im Schritt S424 falsch (NEIN), so gibt es nur eine zulässige Betriebsart, und somit wird die Auswahlbetriebsart im Schritt S426 auf diese zulässige Betriebsart zurückgesetzt. Ist das Bestimmungsergebnis wahr (JA), wird im Schritt S425 die zulässige Betriebsart mit der niedrigsten Intensität gewählt. Anschließend wird die Auswahlbetriebsart im Schritt S426 auf die gewählte zulässige Betriebsart zurückgesetzt.
Wenn es beispielsweise die Betriebsart „Niedrig“ und die Betriebsart „Stopp“ als mehrere zulässige Betriebsarten gibt, wird die Auswahlbetriebsart auf die Betriebsart „Stopp“ zurückgesetzt, die die geringere Intensität hat. Wie oben beschrieben, wird derjenige zulässige Betriebsart mit der geringsten Intensität aus der Vielzahl zulässiger Betriebsarten ausgewählt, so dass der Energiespareffekt maximiert wird.
Nachfolgend wird ein Beispiel für ein Verfahren beschrieben, bei dem die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 die Temperatur T_indoor (tA) berechnet, also die vorausgesagte Temperatur im Fahrzeug nach der vorausgesagten Fahrzeit t_A. Unter der Annahme, dass der aktuelle Zeitpunkt t = 0 ist, werden die Temperaturen innerhalb des Fahrzeuges und außerhalb des Fahrzeuges zu einem Zeitpunkt t[s] als T_indoor (t) bzw. Toutdoor (t) ausgedrückt.
In einem ersten Modell wird T_indoor (t+1), was die Temperatur nach einer Zeiteinheit ist, durch die folgende Gleichung, basierend auf T_indoor (t) und Toutdoor (t) weiter berechnet: $T_{indoor} (t+1) = T_{indoor} (t) + {T_{indoor} (t) - T_{indoor} (t)} \times α$
Der Koeffizient α ist eine konstante Zahl, die den Einfluss der Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur innerhalb des Fahrzeugs und der Temperatur außerhalb des Fahrzeugs auf die Temperatur innerhalb des Fahrzeugs pro Zeiteinheit ausdrückt. Der Koeffizient α kann z.B. aus der Wärmeleitfähigkeit des Fahrzeugs und einer räumlichen Kapazität im Fahrzeug berechnet werden.
In einem zweiten Modell wird T_indoor (t + 1) gemäß folgender Gleichung berechnet, wobei der Einfluss der Belüftung auf das erste Modell weiter berücksichtigt wird: $T_{indoor} (t+1) = T_{indoor} (t) + {T_{indoor} (t) - T_{indoor} (t)} \times α + {T_{indoor} (t) - T_{indoor} (t)} \times β (t) - ¨$
β(t) ist eine Funktion, die vom Ausmaß der Belüftung zum Zeitpunkt t abhängt. Die Funktion β(t) ist eine Funktion der Modellierung eines Einflusses der Belüftung, wenn die Belüftung in einem vorgegebenen Muster durchgeführt wird. Wird die Belüftung nicht bei t = 0 durchgeführt, dann ist β(t) = 0 erfüllt. Wenn die Belüftung in einem vorgegebenen Intervall durchgeführt wird, kann β(t) eine periodische Funktion sein, die dem Zustand entspricht.
In einem dritten Modell wird T_indoor (t + 1) gemäß folgender Gleichung berechnet, wobei ein Einfluss P(M), der ein Einfluss der Klimaanlage in einer Arbeitsbetriebsart M auf die Temperatur im Inneren des Fahrzeugs ist, gegenüber dem ersten Modell berücksichtigt wird: $T_{indoor} (t+1) = T_{indoor} (t) + {T_{indoor} (t) - T (t)} \times α+ P (M)$
In einem vierten Modell wird T_indoor (t + 1) durch die folgende Gleichung berechnet, wobei der oben beschriebene Einfluss P(M) in Bezug auf das zweite Modell weiter berücksichtigt wird: $\begin{array}{l} T_{indoor} (t+1) = T_{indoor} (t) + {T_{indoor} (t) - T_{indoor} (t)} \times α + {T_{indoor} (t) - T_{indoor} (t)} \times β (t) + \\ P (M) - ¨ \end{array}$
Wird die vorausgesagte Fahrzeit t_A von der vorausgesagten Reiseinformations-Erfassungseinheit 53 erfasst, kann die Temperatur T_indoor (tA) im Fahrzeug zum Zeitpunkt t = t_A aus den aktuellen Temperaturdaten (die Zeit t = 0) berechnet werden, indem z.B. „Gleichung 4“ wiederholt verwendet wird. Die aktuellen Temperaturdaten, d.h. die Temperatur T_indoor (0) und Toutdoor (0) können vom Umgebungssensor 4 erfasst werden.
Eine zukünftige Temperatur Toutdoor (t) (t > 0) außerhalb des Fahrzeuges kann als Näherungswert entsprechend den Daten einer Wettervorhersage oder der Vergangenheitsdaten einer Außenlufttemperatur ermittelt werden. Die Daten der Wettervorhersage können von einem externen Servergerät erfasst werden. Die Vergangenheitsdaten können in einem Speichergerät (einem Speichergerät wie einer Festplatte oder einem Flash-Speicher) gespeichert werden.
Beispielsweise wird unter Bezugnahme auf 5 angenommen, dass ein Berechnungsergebnis der vorausgesagten Temperatur T_indoor (tA) in einem Fall, in dem die Klimatisierung in der Betriebsart „Niedrig“ erfolgt, gleich dem unteren Grenzwert T_L im zulässigen Bereich ist. In diesem Fall kann die Verbrauchsenergie durch den Einsatz der Betriebsart „Niedrig“ maximal unterdrückt werden, während die Temperatur im Fahrzeug minimal im zulässigen Bereich gehalten wird.
Der oben beschriebene Koeffizient α kann erhalten werden, indem man einen Wert, der durch Multiplikation eines Wärmeleitkoeffizienten µ[W/°C · m²] (Betrag der Wärmeleitung pro Einheit Temperaturdifferenz pro Flächeneinheit) mit der Gesamtfläche A[m²] einer zur Wärmeleitung innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs beitragenden Fläche erhalten wird, durch die Wärmekapazität C[W/°C] der Luft des Fahrzeuginnenraums dividiert. Der Wärmeleitkoeffizient µ kann sich z.B. in Abhängigkeit vom Material der Frontscheibe aus Glas oder einem ABS-Harz deutlich unterscheiden.
Unter der Annahme, dass die Fläche der Teile, in denen Materialien mit den Wärmeleitkoeffizienten µ₁ bis µ_n verwendet werden, A₁ bis An ist, kann die Wärmeenergie ΔE, die in den Fahrzeuginnenraum einströmt oder aus dem Fahrzeuginnenraum austritt, bezogen auf die pro Temperatur-Einheit innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs durch µ × A₁ + ▪ ▪ ▪ + µ_n × A_n abgeschätzt werden. Alternativ kann µ_a × A verwendet werden, indem experimentell ein durchschnittlicher Wärmeleitkoeffizient µa[W/°C · m²] ermittelt wird, der einen Durchschnittswert bezogen auf die Fläche im Fahrzeuginneren annimmt.
Wenn die Temperaturdifferenz zwischen Innenseite und Außenseite des Fahrzeugs ΔT ist, dann ist ΔE × ΔT eine Wärmeenergiemenge Q(t) [W], die zwischen Innen- und Außenseite des Fahrzeugs zum Zeitpunkt t ausgetauscht wird. Wenn die Wärmekapazität der Luft des Fahrzeuginnenraums C[W/°C] ist, kann die Temperaturänderung im Fahrzeug durch Division der Wärmeenergiemenge Q(t) durch die spezifische Wärme C berechnet werden.
Der Koeffizient α kann auch für jedes Fahrzeug experimentell bestimmt werden. Wenn der Koeffizient α keine hohe Genauigkeit hat, oder wenn eine große Störung vorliegt, weil eine große Menge an Wärmeenergie durch Sonneneinstrahlung in den Fahrzeuginnenraum fließt, kann die Genauigkeit des vorausgesagten Ergebnisses der Fahrzeuginnentemperatur reduziert werden. In diesem Fall kann der Wert des Koeffizienten α korrigiert werden, indem die Differenz zwischen vorausgesagter Temperatur T_indoor (t) und einer Temperatur verwendet wird, die nach Ablauf der Zeit t tatsächlich gemessen wurde.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform setzt die Betriebsart-Steuerung 52 die Auswahlbetriebsart auf eine der mindestens einen Kandidatenbetriebsarten zurück, in der die vorausgesagte im zulässigen Bereich befindliche Umweltkenngröße durch die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 berechnet wird. Dementsprechend erfolgt die Klimatisierung in der Arbeitsbetriebsart, die die geringere Intensität aufweist, wobei die Umweltkenngrößen im Fahrzeug 900 zum Zeitpunkt der Zielerreichung im zulässigen Bereich gehalten werden.
So wird unterdrückt, dass eine im Vergleich zum zulässigen Bereich überhöhte Klimatisierung zum Zeitpunkt der Ankunft am Zielort durchgeführt worden ist. Die obige Konfiguration ist in der Lage, den Energieverbrauch während der Fahrt zu reduzieren und gleichzeitig ein signifikantes Unbehagen des Benutzers zu vermeiden.
Wenn es unter den Kandidatenbetriebsarten eine Vielzahl zulässiger Betriebsarten gibt, bei denen die vorausgesagte Umweltkenngröße im zulässigen Bereich durch die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 berechnet wird, dann setzt die Betriebsart-Steuerung 52 die Auswahlbetriebsart auf die zulässige Betriebsart zurück, die die geringste Intensität unter den zulässigen Betriebsarten aufweist.
Die obige Konfiguration unterdrückt außerdem eine Verschwendung dadurch, dass die Klimatisierung im Vergleich zum zulässigen Bereich bereits zum Zeitpunkt der Ankunft am Zielort exzessiv durchgeführt worden ist. Dadurch kann der Energieverbrauch während der Fahrt weiter reduziert werden.
Wenn das Klimagerät 3 über einen Wärmespeicher 33 verfügt, kann mit dem Wärmespeicher 33, der auch bei abgeschaltetem Betrieb der Heizungssteuerung 32 beheizt oder gekühlt worden ist, eine Weile geheizt oder gekühlt werden. Dementsprechend wird ein Heizzustand oder ein Kühlzustand des Wärmespeichers 33 vor dem Erreichen des Ziels effektiver genutzt. Dadurch kann der Energieverbrauch während der Fahrt weiter reduziert werden. Insbesondere dann, wenn die Zeitspanne vom Stillstand des Betriebs der Heizungssteuerung 32 bis zum Erreichen des Ziels ausreichend kurz wird, ist ein negativer Einfluss des Betriebsstopps der Heizungssteuerung 32 auf die Klimatisierungswirkung nicht groß.
Wie oben beschrieben, ist die Wirkung des Wärmespeichers 33 besonders groß, wenn das Fahrzeug 900 ein Elektroauto ist. Wird die Lufterwärmung gemäß herkömmlicher Technik durchgeführt, dann wird das Wärmespeichermaterial (z.B. Wasser) auch beim Erreichen des Zielortes auf einer hohen Temperatur von ca. 100 °C gehalten. Die Temperatur des Wärmespeichermaterials sinkt, während das Fahrzeug nach dem Erreichen des Zielortes angehalten wird. Insbesondere im Winter kann die Temperatur des Wärmespeichermaterials schnell auf fast 0 °C sinken, bis das Fahrzeug wieder eine Fahrt antritt. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass die Energie verschwendet wird, die zur Erwärmung des Wärmespeichermaterials von 0 °C auf 100 °C benötigt wird.
Demgegenüber wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Wärme des Wärmespeichers 33 vor dem Erreichen des Zielortes effektiv genutzt, so dass die Temperatur zum Ankunftszeitpunkt am Zielortes z.B. etwa 20 °C betragen kann. Das heißt, die Wärmeenergie, die einer Temperaturdifferenz von 80 °C entspricht, wird im Klimagerät 3 während der Fahrt gegenüber der herkömmlichen Technik genutzt. Dadurch wird eine Energieverschwendung vermieden.
Wenn das Fahrzeug ein Elektroauto ist, wird die verbrauchte elektrische Energie durch die vorliegende Ausführungsform reduziert. Dementsprechend wird die Restmenge an Batterieladung zum Zeitpunkt des Eintreffens am Zielort erhöht. Dadurch verkürzt sich die Ladezeit am Zielort. Wenn es sich bei dem Fahrzeug um ein Brennkraftmaschinenfahrzeug handelt, wird bei der Luftkühlung eine Menge Kraftstoff verbraucht, die durch den Antrieb eines Generators oder Kompressors verursacht wird, bis das Fahrzeug das Ziel erreicht hat. Bei der Luftheizung kann die Leistungsaufnahme eines Ventilators, der die Motorwärme in das Fahrzeug führt, reduziert werden.
Wenn das Fahrzeug ein Hybridauto ist, wird der Effekt im Falle des Elektroautos oder der Effekt im Falle des oben beschriebenen Brennkraftmaschinenfahrzeugs erzielt. Außerdem wird der Energieverbrauch während der Fahrt reduziert, so dass die verbleibende Batterie(-ladungs-)menge zum Zeitpunkt der Ankunft am Zielort gesteigert werden kann. Dementsprechend wird eine Strecke, die das Fahrzeug in einem elektrischen Fahrzeugmodus (EV-Modus) in einer gesamten Fahrtroute zurücklegen kann, zum Zeitpunkt der nächsten Fahrt erhöht. Daher kann das Fahrzeug im EV-Modus eine längere Strecke in einer langsamen Fahrstrecke zurücklegen, was die Kraftstoffkilometerleistung des Motors verringert. Dadurch wird der Kraftstoffeinsparung bei der nächsten Fahrt erhöht.
Ausführungsform 2
Eine Fahrzeugklimaanlage 902 der vorliegenden Ausführungsform hat, wie unter Bezugnahme auf 7 ersichtlich, ein Klimamanagementgerät 5a. Das Klimamanagementgerät 5a besitzt neben der Konfiguration des Klimamanagementgerätes 5 eine vorausgesagte Maximalzeit-Halteeinheit 55 und eine vorausgesagte Maximalzeit-Recheneinheit 56 (1).
Die vorausgesagte Maximalzeit-Halteeinheit 55 enthält vorausgesagte Maximalzeit-Halteeinheitsinformationen, die eine vorausgesagte Maximalzeit t_max anzeigen. Bei der vorliegenden Ausführungsform arbeitet die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 nur dann, wenn die vorausgesagte Fahrzeit gleich der oder kleiner als die vorausgesagte Maximalzeit t_max ist. Während die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 nicht arbeitet, arbeitet das Klimagerät 3 direkt gemäß der vom Klimaparameter-Einstellgerät 2 vorgegebenen Umgebungscharakteristik. Das Klimagerät 3 führt typischerweise eine Pulsweitenmodulationssteuerung (PWM) durch, bei der die Temperatur im Fahrzeug 900 als Zieltemperatur eingestellt wird. Der Ventilator 31 oder die Heizungssteuerung 32 oder beide können gesteuert werden.
Die vorausgesagte Maximalzeit-Recheneinheit 56 berechnet vorausgesagte Maximalzeit-Informationen t_max, die von der vorausgesagten Maximalzeit-Halteeinheit 55 gespeichert werden. Mit dem Berechnungsergebnis kann somit die vorausgesagte Maximalzeit-Information t_max entsprechend einem neuen Wert angepasst werden. Wenn die vorausgesagte Maximalzeit t_max eine feste Zeit ist, kann die vorausgesagte Maximalzeit-Recheneinheit 56 entfallen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Schritte S111 und S112 zwischen den bei der Ausführungsform 1 beschriebenen Schritten S100 und S200 vorgesehen (vgl. 3). Im Schritt S111 wird ermittelt, ob die vorausgesagte Fahrzeit ab dem aktuellen Zeitpunkt gleich der oder kleiner als die vorausgesagte Maximalzeit t_max ist. Wenn das Bestimmungsergebnis wahr ist (JA), geht die Verarbeitung zu Schritt S200 über. Wenn das Bestimmungsergebnis falsch (NEIN) ist, wird die Verarbeitung im Schritt S112 für einen bestimmten Zeitraum ausgesetzt. Anschließend wird der Schritt S111 erneut ausgeführt.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Bestimmung der vorausgesagten Maximalzeit t_max detailliert beschrieben.
Die vorausgesagte Maximalzeit t_max wird vorzugsweise so eingestellt, dass die Variation der Temperatur T_outdoor (t) außerhalb des Fahrzeugs bis zum Erreichen des Zielortes gleich oder kleiner als etwa mehrere °C wird. Dementsprechend kann die zukünftige Temperatur T_outdoor (t) (t > 0) außerhalb des bei der Ausführungsform 1 beschriebenen Fahrzeugs durch die aktuelle Temperatur T_outdoor (0) außerhalb des Fahrzeugs angenähert werden. Wenn die Voraussagegenauigkeit der Temperatur Priorität hat, kann die vorausgesagte Maximalzeit t_max so eingestellt werden, dass die Abweichung der Temperatur Toutdoor (t) außerhalb des Fahrzeugs gleich oder kleiner als etwa 1 °C oder 0,5 °C ist.
Die vorausgesagte Maximalzeit t_max, bei der die Variation der Temperatur Toutdoor (t) ausreichend klein ist, kann z.B. durch frühere Wetterdaten bestimmt werden. Die vorausgesagte Maximalzeit t_max wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der Zeit an einem Tag eingestellt. Beispielsweise steigt während eines Morgens (z.B. von sechs Uhr morgens bis neun Uhr morgens) die Außentemperatur durch den Sonnenaufgang schnell an, so dass die vorausgesagte Maximalzeit t_max auf ca. 15 Minuten reduziert wird.
Gleiches gilt für die Zeit des Sonnenuntergangs, wenn die Außentemperatur durch den Sonnenuntergang schnell abnimmt. Im Gegensatz dazu wird die vorausgesagte Maximalzeit t_max tagsüber (z.B. von 13.00 bis 15.00 Uhr), wenn die Außentemperatur vergleichsweise stabil ist, auf etwa eine Stunde erhöht. Daher kann eine bestimmte vorausgesagte Maximalzeit t_max ermittelt werden, indem die Zeit für eine Änderung der Außentemperatur innerhalb einer zulässigen Abweichung in regelmäßigen Abständen an einem Tag statistisch überprüft wird. Alternativ kann die Veränderung der Außentemperatur nach Ablauf einer beliebigen Zeiteinheit (z.B. etwa fünf Minuten bis dreißig Minuten) in regelmäßigen Abständen an einem Tag statistisch überprüft werden.
Gibt es beispielsweise Daten, dass sich die Außentemperatur alle 30 Minuten im Zeitraum von 15 bis 16 Uhr um 0,2 °C ändert, kann bei einer zulässigen Temperaturänderung von 0,1 °C eine Zeit von 15 Minuten als vorausgesagte Maximalzeit t_max durch eine Berechnung von 30 Minuten/ (0,2 °C / 0,1 °C) unter der Annahme berechnet werden, dass sich die Außentemperatur linear ändert. Wenn nun, wie oben beschrieben, die vorausgesagte Maximalzeit t_max durch die Zeit in einem Tag justiert wird, berechnet die vorausgesagte Maximalzeit-Recheneinheit 56 die vorausgesagte Maximalzeit t_max basierend auf der Zeit an einem Tag.
Die Daten vom Fahrzeugaußensensor 42 des Umgebungssensors 4 gesammelter Messergebnisse können als frühere Wetterdaten verwendet werden. In diesem Fall entsprechen die zu verwendenden Wetterdaten einem Ort, an den der Benutzer tatsächlich gereist ist. Dadurch kann die vorausgesagte Maximalzeit t_max besser eingestellt werden.
Wenn die Temperatur außerhalb des Fahrzeugs in bestimmten Zeitperioden gesammelt wird, wird das Datenvolumen groß. Wenn beispielsweise alle fünf Minuten Temperaturinformationen gesammelt werden, müssen 288 Daten pro Tag gespeichert werden. In diesem Fall ist es vorzuziehen, ein Speichergerät (ein Speichergerät, wie etwa eine Festplatte oder ein Flash-Speicher) mit einer geeigneten Kapazität zu verwenden.
Bei einer anderen Methode der Datenakkumulation ist es auch möglich, eine verstrichene Zeit für die Änderung der Temperatur außerhalb des Fahrzeugs um einen zulässigen Betrag zu akkumulieren, wobei ein bestimmter Zeitpunkt als Ausgangspunkt festgelegt wird. Der Zeitpunkt, zu dem sich die Temperatur außerhalb des Fahrzeugs um den zulässigen Betrag verändert hat, wird als Startpunkt für eine Messung der nächsten verstrichenen Zeit gesetzt.
Wenn die verstrichene Zeit etwa zwanzig Minuten beträgt, werden die Daten etwa dreimal pro Stunde gesammelt, so dass die Datenmenge auf etwa 72 pro Tag reduziert werden kann. Die obige Konfiguration ermöglicht die Vermeidung der Verwendung eines Speichermediums mit hoher Kapazität, so dass stattdessen ein Speicher mit geringer Kapazität verwendet werden kann. Beispielsweise kann ein in einen Mikrocontroller integriertes Flash-ROM verwendet werden.
Wird die vorausgesagte Maximalzeit-Recheneinheit 56 weggelassen, kann die vorausgesagte Maximalzeit t_max auf einen bestimmten Zeitraum (z.B. fünf Minuten bis fünfzehn Minuten) festgelegt werden.
Da die andere als die oben beschriebene Konfiguration im Wesentlichen die gleiche ist wie die oben beschriebene Ausführungsform 1 (1), werden den gleichen oder entsprechenden Elementen die gleichen Bezugszeichen wie in den nachfolgenden Figuren zugeordnet und eine sich wiederholende Beschreibung wird weggelassen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform arbeitet die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 nur dann, wenn die vorausgesagte Fahrzeit gleich der oder kleiner als die vorausgesagte Maximalzeit t_max ist. Dementsprechend kann die Zeit, in der die Temperatur im Fahrzeug vorausgesagt wird, auf einen Bereich in der Zukunft unweit des aktuellen Zeitpunkts begrenzt werden. Dadurch kann die Genauigkeit der Temperaturvoraussage erhöht werden.
Dadurch wird ein Unbehagen beim Benutzer zuverlässiger verhindert. Ist die vorausgesagte Maximalzeit t_max nicht vorgegeben, wird bei einer vergleichsweise langen vorausgesagten Fahrzeit (z.B. mehrere zehn Minuten bis mehrere Stunden oder länger) der Fehler bei der Voraussage der Temperatur im Fahrzeug zum Zeitpunkt der Zielankunft erhöht. In diesem Fall kann die Temperatur zum Zeitpunkt der Ankunft am Zielort zu hoch oder zu niedrig sein.
Gemäß der oben beschriebenen Einschränkung des Betriebs der Innen-Fahrzeug-Umweltvoraussageeinheit 51 kann die Zeitspanne vom Stoppen der Heizungssteuerung 32 durch die Klimasteuerung unter Benutzung der Innen-Fahrzeug-Umweltvoraussageeinheit 51 bis zum Erreichen des Zielortes auf einen ausreichend kurzen Zeitraum begrenzt werden. Selbst wenn die Heizungssteuerung 32 gestoppt wird, kann die Klimatisierungsleistung durch den Wärmespeicher 33 kurzzeitig ausreichend aufrechterhalten werden. So kann der negative Einfluss der Steuerung mit dem innenliegenden Fahrzeug-Umweltvoraussagegerät 51 auf den Klimatisierungseffekt reduziert werden.
Da die Zeit, in der die Temperatur im Fahrzeug vorausgesagt wird, auf einen Bereich in der Zukunft nicht weit vom aktuellen Zeitpunkt begrenzt ist, kann die zukünftige Temperatur T_outdoor (t) (t > 0) außerhalb des bei der Ausführungsform 1 beschriebenen Fahrzeugs durch die aktuelle Temperatur T_outdoor (0) außerhalb des Fahrzeugs angenähert werden. In diesem Fall ist die Erfassung der zukünftigen Temperatur T_outdoor (t) außerhalb des Fahrzeugs unnötig. Dementsprechend ist es nicht notwendig, eine Wettervoraussage zu erhalten oder die historischen Daten der Außenlufttemperatur zu sichern.
Wenn die vorausgesagte Maximalzeit-Recheneinheit 56 vorgesehen ist, kann die vorausgesagte Maximalzeit t_max situationsabhängig, insbesondere zeitabhängig, innerhalb eines Tages eingestellt werden. Entsprechend kann der bei der Ausführungsform 1 beschriebene Rückstellvorgang der Arbeitsbetriebsart über einen längeren Zeitraum durchgeführt werden, wenn die Temperatur für die fernere Zukunft mit hoher Genauigkeit vorausgesagt werden kann, ansonsten kann der Rückstellvorgang kurzzeitig durchgeführt werden. So kann ein Gleichgewicht zwischen der Vermeidung des unkomfortablen Gefühls des Benutzers und der Reduzierung des Energieverbrauchs eingestellt werden.
Ausführungsform 3
Eine Fahrzeugklimaanlage 903 der vorliegenden Ausführungsform besitzt, wie unter Bezugnahme auf 9 ersichtlich, ein Fahrzeug-Navigationsgerät 1a. Das Fahrzeug-Navigationsgerät 1a verfügt neben der Konfiguration des Fahrzeug-Navigationsgerätes 1 über eine Sammeleinheit 13, eine Zielvoraussageeinheit 14 und eine Reise-Vergangenheitsinformation-Erzeugungs- und Registriereinheit 15 (1). Die Zielvoraussageeinheit 14 sagt das Ziel des Fahrzeuges 900 anhand der Zielvoraussageinformationen voraus.
Die Sammeleinheit 13 sammelt die Zielvoraussageinformationen, die für die Zielvoraussage des Fahrzeuges 900 verwendet werden.
Die Reise-Vergangenheitsinformations-Erzeugungs- und Registriereinheit 15 generiert Reisehistorieinformationen des Fahrzeuges 900 als Zielvoraussageinformationen und registriert die Reisehistorieinformationen in der Sammeleinheit 13. Die Zielvoraussageinformationen können zu jedem Zeitpunkt nach dem Ablauf einer bestimmten Zeitspanne, nach einer bestimmten Reise-Entfernung oder zum Zeitpunkt des Eintretens eines bestimmten Ereignisses registriert werden.
Die Informationen zur Reisehistorie sind z.B. Informationen zu einem Abfahrtszeitpunkt, zu einem Zielankunftszeitpunkt und zu einer Reiseroute. Konkret umfasst die bei einer einmaligen Reise (von der Abreise bis zur Ankunft) registrierte Reisehistorie vorzugsweise einen der nachstehend beschriebenen Inhalte (1) bis (4) und insbesondere eine Gruppe der Inhalte (1) bis (3) und noch bevorzugter eine Gruppe der Inhalte (1) bis (4).
Eine Gruppe von Inhalten wird in einer Form ausgedrückt, die einmal als zur Reise gehörig erkennbar ist. Point of Interest (POI) sind auf dem Fahrzeug-Navigationsgerät 1 lesbare Positionsinformationen, die z.B. durch eine eindeutige Nummer oder eine Zeichenfolge für Shop-Informationen wie z.B. einen Convenience Store ausgedrückt werden.

Inhalt (1): ein Abfahrtsdatum und eine Abfahrtszeit sowie eine Abfahrtsposition (Breitengrad und Längengrad, Adresse oder POI)
Inhalt (2) : ein Ankunftsdatum und eine Ankunftsposition (Breitengrad und Längengrad, eine Adresse oder POI)
Inhalt (3): eine Reiseroute von einer Abfahrtsposition zu einer Ankunftsposition (Punktfolgeinformation von Breitengrad und Längengrad oder Information, die vom Fahrzeug-Navigationsgerät 1 erkannt werden kann, entsprechend der Punktfolgeinformation).
Inhalt (4): An- oder Abwesenheit der Zieleinstellung („anwesend“, wenn die Reisehistorie in der Fahrt nach Eingabe des Ziels in der Zieleinheit 11 erzeugt wird, sonst „abwesend“)

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Informationen zum Reiseverlauf können die Zielvoraussageinformationen auch Informationen zu einem Ziel enthalten, die in der Vergangenheit in die Zieleingabeeinheit 11 eingegeben wurden. Vom Benutzer registrierte Informationen können als Zielvoraussageinformationen verwendet werden.
Die Sammeleinheit 13 kann außen am Fahrzeug-Navigationsgerät 1 angebracht werden. Beispielsweise wird eine Festplatte oder eine Solid State Disk (SSD) über USB oder LAN drahtlos oder per Kabel an das Fahrzeug-Navigationsgerät 1 angeschlossen. Alternativ kann die Sammeleinheit 13 auch an eine Befestigungseinheit für eine Sammeleinheit angeschlossen werden, die vorab im Fahrzeug-Navigationsgerät 1 vorgesehen ist.
So wird z.B. ein externer Datenträger, wie etwa eine sichere digitale (SD)-Karte in die Aufnahmeeinheit, wie z.B. einen SD-Kartenschacht des Fahrzeug-Navigationsgerätes 1 eingelegt. Alternativ kann die Sammeleinheit 13 in das Fahrzeug-Navigationsgerät 1 eingebaut werden. Beispielsweise ist im Fahrzeug-Navigationsgerät 1 ein Aufnahmemedium wie ein Flash-Speicher oder eine Festplatte eingebaut.
Unter Bezug auf 10 wird nachfolgend der Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 903 beschrieben.
Im Schritt S121 bestimmt die Zielvoraussageeinheit 14, ob die Zieleingabeeinheit 11 das Ziel in die Fahrzeit-Voraussageeinheit 12 eingegeben hat. Ist das Bestimmungsergebnis wahr (JA), erfolgt die Verarbeitung nach Schritt S200 analog zur Ausführungsform 1 (3). Ist das Bestimmungsergebnis falsch (NEIN), sagt die Zielvoraussageeinheit 14 das Ziel voraus und gibt ein Ergebnis davon in die Fahrzeit-Voraussageeinheit 12 ein. Das Ziel wird anhand der in der Sammeleinheit 13 gesammelten Zielvoraussageinformationen vorausgesagt.
Beispielsweise wird die Wahrscheinlichkeit, dass sich das Fahrzeug zu einem bestimmten Zielort bewegt, wenn das Fahrzeug an einem bestimmten Wochentag in einem bestimmten Zeitraum startet, anhand der Zielvoraussageinformationen berechnet und das Ziel anhand des Ergebnisses vorausgesagt. Anschließend erfolgt die Verarbeitung nach Schritt S200 analog zur Ausführungsform 1 (3).
Die andere als die oben beschriebene Konfiguration entspricht im Wesentlichen der oben beschriebenen Konfiguration der Ausführungsform 1 oder 2 (1 oder 7). Somit kann das Klimamanagementgerät 5a (7) anstelle des Klimamanagementgerätes 5 verwendet werden.
Auch wenn der Benutzer das Ziel nicht in die Zieleingabeeinheit 11 eingibt, so gibt die Zielvoraussageeinheit 14 das Ziel bei der vorliegenden Ausführungsform ein. Auch wenn der Benutzer das Ziel nicht in die Zieleingabeeinheit 11 eingibt, kann somit der Effekt erzielt werden, der im Wesentlichen dem der Ausführungsform 1 entspricht. Wenn das Fahrzeug z.B. auf einer dem Benutzer vertrauten Route fährt, z.B. einer Pendelstrecke, nimmt sich der Benutzer meist keine Zeit, um das Ziel einzugeben.
Selbst in diesem Fall, in welchem sich das Fahrzeug in der Nähe eines Arbeitsplatzes oder einer Wohnung des Benutzers befindet, kann die verbrauchte Energie für einige Minuten oder mehrere Kilometer reduziert werden, bevor das Fahrzeug beispielsweise den Arbeitsplatz oder die Wohnung des Benutzers erreicht, während ein signifikantes Unbehagen des Benutzers verhindert wird.
Die in der Sammeleinheit 13 gesammelten Zielvoraussageinformationen beinhalten vorzugsweise die Reisehistorie des Fahrzeugs. Dadurch kann die Voraussagegenauigkeit des Ziels weiter erhöht werden.
Wenn die Zielvoraussageeinheit 14 das Ziel voraussagt, kann eine Einschränkung auf ein Kandidatenziel vorgenommen werden, so dass die vorausgesagte Fahrzeit zum Kandidatenziel innerhalb einer bestimmten Zeitspanne liegt oder die Reiseentfernung zum Kandidatenziel innerhalb einer bestimmten Entfernung liegt. Dementsprechend kann die Zeit, für welche die Temperatur im Fahrzeug vorausgesagt wird, auf einen Bereich in der Zukunft unweit des aktuellen Zeitpunkts begrenzt werden. Dadurch kann die Genauigkeit der Temperaturvoraussage erhöht werden.
Dadurch wird das Unbehagen des Benutzers zuverlässiger verhindert. Auch wenn der Betrieb der Heizungssteuerung 32 durch die Klimasteuerung mit dem innenliegenden Fahrzeug-Umweltvoraussagegerät 51 gestoppt wird, kann die Klimatisierungsleistung durch den Wärmespeicher 33 kurzzeitig ausreichend aufrechterhalten werden. So kann der negative Einfluss der Steuerung mit dem innenliegenden Fahrzeug-Umweltvoraussagegerät 51 auf den Klimatisierungseffekt reduziert werden.
Ausführungsform 4
Bei den Ausführungsformen 1 bis 3 wird die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 betrieben, die durch die Eingabe der vorausgesagten Fahrzeitinformationen ausgelöst wird. Es kann aber auch der Fall eintreten, dass der Benutzer die Klimasteuerung nicht entsprechend dem Betrieb des innenliegenden Fahrzeug-Umweltvoraussagegerätes 51 wünscht, sondern eine konventionelle Klimasteuerung, wie z.B. eine PWM-Steuerung oder eine manuelle Steuerung haben will. So kann bei der vorliegenden Ausführungsform der Betrieb der Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 ein- und ausgeschaltet werden.
Die Fahrzeugklimaanlage 904 der vorliegenden Ausführungsform besitzt -wie in 11 gezeigt- neben der Konfiguration der Ausführungsform 1 (1) auch eine Steuerungsverfahren-Auswahlvorrichtung 6. Die Steuerungsverfahren-Auswahlvorrichtung 6 erhält von außen die Einstellung, ob die Innen-Fahrzeug-Umweltvoraussageeinheit 51 arbeiten soll oder nicht. Die Steuerungsverfahren-Auswahlvorrichtung 6 ist z.B. ein Eingabegerät, wie z.B. ein Schalter, eine Wählvorrichtung, ein Touchpanel oder eine Benutzeroberfläche auf einem Bildschirm des Fahrzeug-Navigationsgerätes 1.
Die Steuerungsverfahren-Auswahlvorrichtung 6 kann in Verbindung mit dem Klimaparameter-Einstellgerät 2 arbeiten. In diesem Fall haben die Optionen bei der Einstellung des Klimaparameter-Einstellgerätes 2 vorzugsweise eine Kategorie „automatisch“ zur Durchführung einer automatischen Steuerung des Klimagerätes 3 und eine Kategorie „Manuell“ zur manuellen Einstellung des Klimagerätes 3. Die Kategorie „Automatisch“ beinhaltet die Option „Mitwirkung oder Nicht-Mitwirkung des Zielortes“. Die Steuerungsverfahren-Auswahlvorrichtung 6 schaltet den Betrieb der Innen-Fahrzeug-Umweltvoraussageeinheit 51 bei “ Mitwirkung“ bzw. „Nicht-Mitwirkung“ ein und aus.
Unter Bezug auf 12 wird nachfolgend der Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 904 beschrieben.
Nach dem Schritt S100 (3), ähnlich der Ausführungsform 1, bestimmt die innenliegende Fahrzeug-Umweltvoraussageeinheit 51, ob der Betrieb der Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 im Schritt S131 erlaubt ist. Ist das Bestimmungsergebnis wahr (JA), so erfolgt die Verarbeitung nach Schritt S200 (3) analog zur Ausführungsform 1. Wenn das Bestimmungsergebnis falsch (NEIN) ist, dann ist die Verarbeitung beendet.
Die andere als die oben beschriebene Konfiguration entspricht im Wesentlichen der oben beschriebenen Konfiguration gemäß den Ausführungsformen 1 bis 3 (1, 7 oder 9). Somit kann das Klimamanagementgerät 5a (7) anstelle des Klimamanagementgerätes 5 verwendet werden. Das Fahrzeug-Navigationsgerät 1a (9) kann anstelle des Fahrzeug-Navigationsgerätes 1 verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Klimasteuerung in Abhängigkeit von dem Betrieb der Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 entsprechend der Absicht des Benutzers vorübergehend gesperrt werden. Dadurch wird die Benutzerfreundlichkeit des Systems erhöht. Tritt z.B. ein Fehler in der Klimasteuerung entsprechend dem Betrieb der Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 auf (z.B. bei einem signifikanten Fehler in der Temperaturvoraussage im Fahrzeug), kann die Steuerung vorübergehend gesperrt werden, bis der Fehler behoben ist.
Tritt beispielsweise nach dem Versand eines gefertigten Fahrzeugs mit der Fahrzeugklimaanlage 904 ein Problem auf, so kann die Klimasteuerung gemäß dem Betrieb der Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 gesperrt und stattdessen eine konventionelle Klimasteuerung durchgeführt werden. Kann ein solches Vorgehen nicht durchgeführt werden, dann erhöht sich die Unbequemlichkeit für den Benutzer, so dass die Notwendigkeit, die Reaktion auf das Problem zu beschleunigen (typischerweise ein Neuschreiben der in das System einprogrammierten Steuerungssoftware), steigt.
Ausführungsform 5
Gemäß 13 besitzt eine Fahrzeugklimaanlage 905 der vorliegenden Ausführungsform ein Klimamanagementgerät 5b und eine Anzeigeeinrichtung 7. Das Klimamanagementgerät 5b besitzt eine Betriebsart-Steuerung 52a anstelle der Betriebsart-Steuerung 52 der Ausführungsform 1 (1). Zusätzlich zu der Konfiguration der Betriebsart-Steuerung 52 verfügt die Betriebsart-Steuerung 52a über eine Energiespar-Berechnungseinheit 521, die einen Energiespareffekt durch Rücksetzen der Auswahlbetriebsart berechnet. Das Klimamanagementgerät 5b hat eine Ausgabeeinheit 57.
Unter Bezugnahme auf 14 wird nachfolgend der Betrieb der Fahrzeugklimaanlage 905 beschrieben.
Nachdem die Verarbeitung ähnlich der der Ausführungsform 1 zum Schritt S400 (3) fortgeschritten ist, wird bestimmt, ob die Auswahlbetriebsart des Klimagerätes 3 im Schritt S510 zurückgesetzt worden ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis falsch (NEIN) ist, so ist die Verarbeitung beendet. Wenn das Bestimmungsergebnis wahr ist (JA), berechnet die Energieeinspareffekt-Berechnungseinheit 521 den Energieeinspareffekt im Schritt S520. Als Nächstes zeigt im Schritt S530 die Ausgabeeinheit 57 Informationen über den Energiespareffekt an. Anschließend zeigt die Anzeigeeinrichtung 7 den Energiespareffekt im Schritt S540 an.
Anhand von 15 wird im Folgenden ein Beispiel für die Berechnung und Darstellung des Energiespareffekts beschrieben.
Die Energieeinspareffekt-Berechnungseinheit 521 berechnet eine Differenz zwischen einer vorhergesagten Energieaufnahme A[Wh], wenn die Betriebsart-Steuerung 52 des Klimamanagementgerätes 5 die Zieltemperatur Ts zum Zielort hält, und einer vorhergesagten Energieaufnahme B[Wh], wenn die Klimasteuerung auf der Basis der Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 durchgeführt wird.
Die vorhergesagte Energieaufnahme A[Wh] errechnet sich aus dem Produkt der (für die zur Aufrechterhaltung der Zieltemperatur Ts erforderliche Klimatisierung) aufgenommenen Leistung Ps[W] und der vorausgesagten Fahrzeit zum Zielort. Als Ps[W] kann ein im Voraus in einem Versuch berechneter Wert verwendet werden, oder ein Ausgangswert [W] in einem Zustand, in dem die Klimatisierung die Zieltemperatur Ts zum Zeitpunkt des Beginns der Steuerung beibehält.
Wird die Klimasteuerung basierend auf dem Betrieb der Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit 51 gestartet, verläuft die Temperatur im Fahrzeug entlang einer in 15 dargestellten gestrichelten Linie. Die Energiespar-Effekt-Berechnungseinheit 521 berechnet die Summe B [Wh] der von dem Klimagerät 3 im Zeitraum (Zeit t = 0 bis t_A) aufgenommenen elektrischen Energie.
Die Energieeinspareffekt-Berechnungseinheit 521 berechnet A-B [Wh] als Energieeinspareffekt zum Zeitpunkt der Zielerreichung. Das Ergebnis hiervon wird von der Ausgabeeinheit 57 ausgegeben und von der Anzeigeeinrichtung 7 angezeigt.
Die angezeigten Inhalte können Daten der Ladezeit oder ein Strompreis sein, wenn ein Elektroauto oder ein Plug-in-Hybridauto mit der elektrischen Energie entsprechend der elektrischen Energie A-B[Wh] geladen wird. Die Ladezeit kann aus der Relation (A-B)/Pc berechnet werden, wenn z.B. Informationen über die Ladeleistung Pc[W] vorab in das Energiesparrechnergerät 521 eingegeben werden. Der Strompreis kann aus der Relation (A-B)/C berechnet werden, wenn z.B. die Information über den Strompreis C [Wh/EUR] vorab in die Energieeinspareffekt-Berechnungseinheit 521 eingegeben wird.
Ein kumulativer Wert der elektrischen Energie, die bei mehreren Fahrten zum Zielort reduziert worden ist, kann angezeigt werden, anstatt die bei einer einmaligen Fahrt reduzierte elektrische Energie anzuzeigen. Dementsprechend kann dem Benutzer auch bei geringer elektrischer Energie A-B[Wh] im Fahrbetrieb ein deutlicherer Eindruck über den Reduktionseffekt vermittelt werden.
In einem Brennkraftmaschinenfahrzeug kann A-B als Energiemenge anstelle einer elektrischen Energiemenge angezeigt werden. Anstelle des Strompreises kann ein Kraftstoffpreis angezeigt werden.
Die andere Konfiguration als die oben beschriebene Konfiguration entspricht im Wesentlichen der oben beschriebenen Konfiguration gemäß den Ausführungsformen 1 bis 4 (1, 7, 9 oder 11). Somit kann das Klimamanagementgerät 5a (7) anstelle des Klimamanagementgerätes 5 verwendet werden. Das Fahrzeug-Navigationsgerät 1a (9) kann anstelle des Fahrzeug-Navigationsgerätes 1 verwendet werden. Die Fahrzeugklimaanlage 905 kann die Steuerungsverfahren-Auswahlvorrichtung 6 aufweisen (11).
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Benutzer über den Energiespareffekt informiert werden. Konkret kann der Benutzer den Energiespareffekt visuell erfassen. Dementsprechend wird eine Förderung der Nutzung des derzeitigen Systems erwartet. Dadurch wird der Energieverbrauch in dem Klimagerät 3 reduziert. Vor allem dann, wenn das Fahrzeug ein Elektroauto oder ein Plug-in-Hybridauto ist, reduziert sich der Stromverbrauch für das Aufladen. So kann z.B. auch ein Teil der Stromerzeugung durch thermische Stromerzeugung in einem Elektrizitätswerk reduziert werden. So können auch die CO₂-Emissionen reduziert werden.
In den Funktionsblockschaltbildern der Fahrzeugklimaanlage 901 bis 905 (1, 7, 9, 11 und 13) werden bei jeder oben beschriebenen Ausführungsform das Fahrzeug-Navigationsgerät, das Klimaparameter-Einstellgerät, das Klimagerät, das Klimamanagementgerät und der Umgebungssensor als Einzelkomponenten dargestellt, wobei einige oder alle Komponenten als ein Hardware-Gerät konfiguriert werden können. Beispielsweise können zumindest einige der Klimaparameter-Einstellgeräte, das Klimamanagementgerät und der Umgebungssensor als integrale Bestandteile des Klimagerätes geliefert werden.
Eine Schnittstelle zwischen den Geräten in der Fahrzeugklimaanlage kann drahtgebunden oder drahtlos sein. Das Fahrzeug-Navigationsgerät muss nicht am Fahrzeug montiert sein, sondern kann z.B. aus einem bodengebundenen Server oder einem in das Fahrzeug eingebrachten mobilen Gerät bestehen. Gleiches gilt für das Klimamanagementgerät.
Die Fahrzeugklimaanlage muss das Fahrzeugnavigationssystem nicht enthalten. Wenn die Fahrzeugklimaanlage über die vorausgesagte Reiseinformations-Erfassungseinheit verfügt, können die benötigten vorausgesagten Fahrzeitinformationen über die vorausgesagte Reiseinformations-Erfassungseinheit aus einem außerhalb der Fahrzeugklimaanlage angeordneten Fahrzeugnavigationssystem bezogen werden. Die Fahrzeugklimaanlage muss nur einen Teil des Fahrzeugnavigationssystems aufweisen sowie eine Konfiguration, in der die Zieleingabeeinheit enthalten ist, die Fahrzeit-Voraussageeinheit aber nicht enthalten ist, kann z.B. verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann eine deutlich größere Wirkung erzielen, wenn das Klimagerät einen Wärmespeicher hat. Das Klimagerät braucht aber nicht unbedingt einen solchen Wärmespeicher zu besitzen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die obigen Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden, oder die jeweilige Ausführungsform kann im Rahmen der Erfindung entsprechend variiert oder dabei Merkmale weggelassen werden. Die vorliegende Erfindung ist zwar ausführlich dargestellt und beschrieben, die vorstehende Beschreibung ist in jeder Hinsicht aber nur anschaulich, aber nicht einschränkend zu verstehen. Es versteht sich daher von selbst, dass zahlreiche Modifikationen und Variationen möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1,1a: Fahrzeug-Navigationsgerät
2: Klimaparameter-Einstellgerät
3: Klimagerät
4: Umgebungssensor
5, 5a, 5b: Klimamanagementgerät
6: Steuerungsverfahren-Auswahlvorrichtung
7: Anzeigeeinrichtung
11: Zieleingabeeinheit
12: Fahrzeit-Voraussageeinheit
13: Sammeleinheit
14: Zielvoraussageeinheit
15: Reise-Vergangenheitsinformations- und Registriereinheit
31: Ventilator
32: Heizungssteuerung
33: Wärmespeicher
41: Fahrzeuginnenraumsensor
42: Fahrzeugaußensensor
51: Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit
52, 52a: Betriebsart-Steuerung
53: vorausgesagte Reiseinformations-Erfassungseinheit
54: Einstelleinheit für den zulässigen Bereich
55: vorausgesagte Maximalzeit-Halteeinheit
56: vorausgesagte Maximalzeit-Recheneinheit
57: Ausgabeeinheit
521: Recheneinheit
900: Fahrzeug
901 bis 905: Fahrzeugklimaanlage.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012020597 A [0006]
JP 2012139026 A [0006]

Claims

Fahrzeugklimaanlage (901 bis 905), die Folgendes aufweist: - eine Klimagerät (3), das in einem Fahrzeug in einer Auswahlbetriebsart, die eine von mehreren Arbeitsbetriebsarten ist, eine Klimatisierung durchführt, wenn dem Klimagerät eine Benachrichtigung über die Klimaausgangsanzeigeninformation, die die Auswahlbetriebsart angibt, übermittelt wird; - einen Umgebungssensor (4), der Fahrzeuginnenraumsensor-Informationen ausgibt, die ein Detektionsergebnis einer Umweltkenngröße innerhalb des Fahrzeugs anzeigen, und Fahrzeugaußensensor-Informationen, die ein Detektionsergebnis einer Umweltkenngröße außerhalb des Fahrzeugs anzeigen; - ein Klimaparameter-Einstellgerät (2), das angestrebte Umweltkenndaten ausgibt, die ein Ziel der Umweltkenndaten im Fahrzeug anzeigen; und ein Klimamanagementgerät (5, 5a, 5b), das Folgendes aufweist: - eine Einstelleinheit (54) für einen zulässigen Bereich, die einen zulässigen Bereich der Umweltkenngröße im Fahrzeug auf der Grundlage der vom Klimaparameter-Einstellgerät ausgegebenen Umweltkenndaten festlegt; - eine vorausgesagte Reiseinformations-Erfassungseinheit (53), die vorausgesagte Fahrzeitinformationen erfasst, die eine vorausgesagte Fahrzeit anzeigen, bis das Fahrzeug ein Ziel erreicht; - eine Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit (51), die unter Verwendung der Fahrzeuginnenraumsensor-Information und der von der vorausgesagten Reiseinformations-Erfassungseinheit ermittelten Fahrzeugaußensensor-Information mindestens eine vorausgesagte Umweltkenngröße berechnet, die eine Umweltkenngröße innerhalb des Fahrzeugs nach der vorausgesagten Fahrzeit ist, unter der Annahme, dass das Klimagerät in jeder von mindestens einer Kandidatenbetriebsart betrieben wird, die eine geringere Intensität als die Intensität der Auswahlbetriebsart unter den mehreren Arbeitsbetriebsarten aufweist; und - eine Betriebsart-Steuerung (52, 52a), die dem Klimagerät eine Meldung über die Anzeige der Klimaanlagenleistung übermittelt, wobei die Auswahlbetriebsart auf eine der mindestens einen Kandidatenbetriebsarten zurückgesetzt wird, in der die vorausgesagte Umweltkenngröße, die durch die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit berechnet wird, im zulässigen Bereich liegt.
Fahrzeugklimaanlage (901 bis 905) nach Anspruch 1, wobei, wenn die Vielzahl von Arbeitsbetriebsarten eine Vielzahl von Betriebsarten mit jeweils geringerer Intensität als die Intensität der Auswahlbetriebsart umfasst, die mindestens eine Kandidatenbetriebsart eine Vielzahl von Kandidatenbetriebsarten umfasst, und wenn es unter den Kandidatenbetriebsarten mehrere zulässige Betriebsarten gibt, bei denen die vorausgesagte Umweltkenngröße im zulässigen Bereich durch die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit berechnet wird, die Betriebsart-Steuerung die Auswahlbetriebsart auf die zulässige Betriebsart mit der geringsten Intensität unter den zulässigen Betriebsarten zurücksetzt.
Fahrzeugklimaanlage (901 bis 905) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Klimagerät einen Wärmespeicher (33), eine Heizungssteuerung (32), die mindestens eine +Funktion von Heizung und Kühlung des Wärmespeichers durchführt, und einen Ventilator (31) aufweist, der Luft in das Fahrzeug schickt, bei der ein Wärmeaustausch mit dem Wärmespeicher durchgeführt worden ist, und die Vielzahl der Arbeitsbetriebsarten eine Arbeitsbetriebsart zur Bedienung des Ventilators beim Anhalten der Heizungssteuerung umfasst.
Fahrzeugklimaanlage (901 bis 905) nach Anspruch 3, wobei das Fahrzeug ein Elektroauto ist.
Fahrzeugklimaanlage (903) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner Folgendes aufweist: - eine Sammeleinheit (13), die Zielvoraussageinformationen sammelt, die zur Voraussage des Bestimmungsortes des Fahrzeugs verwendet werden; und - eine Zielvoraussageeinheit (14), die das Ziel des Fahrzeugs anhand der Zielvoraussageinformationen vorhersagt.
Fahrzeugklimaanlage (903) nach Anspruch 5, wobei die Zielvoraussageinformationen Informationen über den Reiseverlauf des Fahrzeugs enthalten.
Fahrzeugklimaanlage (902) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Klimamanagementgerät (5a) eine vorausgesagte Maximalzeit-Halteeinheit (55) hat, die vorausgesagte Maximalzeit-Informationen enthält, die eine vorausgesagte Maximalzeit anzeigen, und die Fahrzeuginnenumgebungs-Voraussageeinheit nur dann arbeitet, wenn die vorausgesagte Fahrzeit gleich oder kleiner als die vorausgesagte Maximalzeit ist.
Fahrzeugklimaanlage (902) nach Anspruch 7, wobei das Klimamanagementgerät eine vorausgesagte Maximalzeit-Recheneinheit (56) zur Berechnung der vorausgesagten Maximalzeit-Information enthält, die von der vorausgesagten Maximalzeit-Halteeinheit gehalten wird.
Fahrzeugklimaanlage (904) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die ferner Folgendes aufweist: eine Steuerungsverfahren-Auswahlvorrichtung (6), die eine Einstellung erhält, ob sie den Betrieb der Innen-Fahrzeug-Umweltvoraussageeinheit erlaubt oder nicht.
Fahrzeugklimaanlage (905) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Betriebsart-Steuerung (52a) eine Energiespar-Effekt-Berechnungseinheit (521) aufweist, die einen Energiespareffekt durch Rücksetzen der Auswahlbetriebsart berechnet.