JP2004017966A - ヒータ制御方法および暖房装置および連続して得られる複数の測定値から実際値を求める方法 - Google Patents
ヒータ制御方法および暖房装置および連続して得られる複数の測定値から実際値を求める方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】ヒータを駆動制御する方法ないしはこの方法を実施するために構成された駆動制御装置を有するヒータを提供して、実際値を原因とする制御の変動の発生を可能な限りに阻止できるようにすること。
【解決手段】加熱すべき媒体の温度を特徴付ける実際値に基づいてヒータ、例えば車両ヒータを駆動制御する方法において、a) 加熱すべき媒体の温度に関連する測定値を得、b) この測定値と実際値とを比較し、c) この測定値が、実際値に対してあらかじめ定めた差分を有する場合、カウント値を、カウント値変化量分だけ変化させ、d) このカウント値があらかじめ定めた基準カウント値に達した場合、上記の実際値を実際値変化量分だけ変化させ、e) 場合によってはd)で変化させた実際値に基づいてヒータを駆動制御し、f) 上記のa)〜e)を繰り返して実行する。
【選択図】 図2
【解決手段】加熱すべき媒体の温度を特徴付ける実際値に基づいてヒータ、例えば車両ヒータを駆動制御する方法において、a) 加熱すべき媒体の温度に関連する測定値を得、b) この測定値と実際値とを比較し、c) この測定値が、実際値に対してあらかじめ定めた差分を有する場合、カウント値を、カウント値変化量分だけ変化させ、d) このカウント値があらかじめ定めた基準カウント値に達した場合、上記の実際値を実際値変化量分だけ変化させ、e) 場合によってはd)で変化させた実際値に基づいてヒータを駆動制御し、f) 上記のa)〜e)を繰り返して実行する。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱すべき媒体の温度を特徴付ける実際値に基づいてヒータ、例えば車両ヒータを制御する方法と、例えば車両用の暖房装置と、連続して得られる複数の測定値から実際値を求める方法とに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば自動車の補助ヒータ(Standheizung)として使用される暖房装置を駆動制御する際に公知であるのは、制御量として一方では例えばドライバによって設定される温度目標値を使用し、他方では温度実際値を使用することである。ここでこの温度実際値は、例えば車内の実際の温度に基づいて決定されるか、または例えば、外部からこのヒータに導かれる空気の温度に基づいて決定される。この場合、上記の目標値および実際値に基づいて、一般的には燃焼形ヒータ(Verbrennungsheizgeraet)として構成されるヒータのヒータ出力が調整される。ここでは重要な量として、例えば実際値と目標値との間の差分が使用される。この差分が所定の限界値に達すると、ヒータ出力を変更することができる。この際にヒータ出力の精確な段階付けと、ひいては極めて精確な温度制御とを達成できるようにするため、極めて接近した複数の限界値を準備することが可能である。
【0003】
温度センサから供給される測定信号にはしばしば大きな変動があり、これは一方では実際の温度変化が原因であり、他方ではこれらのセンサの検出の不精確さが原因である。そもそも必要でない過度に頻繁なヒータ出力変化を回避するためにこれらの変動を平均することが可能であり、ここでこれは例えば、最新の30個の測定ないしは検出値の算術平均を計算することによって行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ヒータを駆動制御する方法ないしはこの方法を実施するために構成された駆動制御装置を有するヒータを提供して、実際値を原因とする制御の変動(Regelschwangung)の発生を可能な限りに阻止できるようにすることである。また本発明の別の課題は、連続して得られる複数の測定値から実際値を求める方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明により、加熱すべき媒体の温度を特徴付ける実際値に基づいてヒータ、例えば車両ヒータを駆動制御する方法において、
a) 加熱すべき媒体の温度に関連する測定値を得るステップと、
b) この測定値と実際値とを比較するステップと、
c) この測定値が、実際値に対してあらかじめ定めた差分を有する場合、カウント値を、カウント値変化量分だけ変化させるステップと、
d) このカウント値があらかじめ定めた基準カウント値に達した場合、上記の実際値を実際値変化量分だけ変化させるステップと、
e) 場合によってはステップd)で変化させた実際値に基づいてヒータを駆動制御するステップと、
f) ステップa)〜e)を繰り返して実行するステップとを有する方法により解決される。
【0006】
本発明の別の様相によれば、上記の装置についての課題は、例えば車両に対する暖房装置により解決され、ここでこれは、加熱すべき媒体に熱を伝達する熱交換装置を有するヒータと、このヒータを駆動制御する駆動制御装置と、加熱すべき媒体の温度に関連する少なくとも1つの量を検出するセンサ装置とを有し、ここでこの駆動制御装置は、この少なくとも1つの量に基づき、本発明の方法を実施してヒータを駆動制御する。
【0007】
連続して得られる複数の測定値から実際値を求める方法に関する課題は、本発明により、
a) 測定値を得るステップと、
b) ステップa)で得られた測定値と実際値とを比較するステップと、
c) この測定値が実際値に対してあらかじめ定めた差分を有する場合、カウント値をカウント値変化量分だけ変化させるステップと、
d) このカウント値があらかじめ定めた基準カウント値に達した場合、実際値変化量分だけ実際値を変化させるステップと、
e) ステップa)〜d)を繰り返すステップとを有する方法を構成することによって解決される。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明において実質的であるのは、複数の測定ないしは検出値に基づいて決定される実際値が、数学的な平均値の形成によって決定されるのではなく、各測定値と、その検出の時点にすでに存在している実際値とを比較し、つぎにこの比較結果を使用して、これらの測定値において所定の傾向、例えばより高い温度の方向への傾向があるか否かを判定することである。このような傾向がある場合、実際値が相応に適合させられ、ここでこれはこの実際値を実際値変化量分だけ変化させることによって行われる。実証されたのは、これによって極めて短時間の測定値変動により生じた実際値変動を十二分に回避できることであり、これは殊に駆動制御技術的ないしは駆動制御変化によって生じるその作用において極めて緩慢なシステムであるヒータの駆動制御に関連して殊に有利である。
【0009】
この関連で指摘したいのは、このテキストで使用する測定値という表現は、監視すべきないしは特徴付けるべきパラメタ、例えば車内の温度と関係する任意の量を表すことである。したがってこのような測定値は、例えば、センサから供給される信号によって、例えばその振幅または周波数によって直接形成されるか、または表されることが可能である。しかしながらこの測定値は、信号処理によって得られて本発明の手段に使用される量または値によって表すことも当然可能である。
【0010】
本発明の方法では、先行する実行が終了して以来の所定時間後毎に、ステップf)により、ステップa)〜e)を繰り返して測定値の列を得ることができる。
【0011】
不要な制御ないしは駆動制御変動の回避についての実質的な作用は、つぎのようにして得ることができる。すなわち、測定値が実際値に対してあらかじめ定めた差分を有しない場合、ステップc)の先行する実行において変化させたカウント値をスタート値に再設定することによって得ることができるのである。このことから結論されるのは、比較的長く持続する傾向がある場合にのみ、すなわち互いに連続する比較的多くの問い合わせによって同じ傾向が確認される場合にのみ、実際値の変更が行われることである。
【0012】
実際値を2つの方向に適合できるようにするために提案されるのは、ステップc)において測定値が実際値よりも大きい場合に第1のカウント値を変化させ、測定値が実際値よりも小さい場合に第2のカウント値を変化させることである。
【0013】
すでに上に説明したように測定値における所定の傾向を確認するため、ステップd)において実際値をつぎの場合に変化させると有利である。すなわち、ステップc)の連続する少なくとも3つの実行においてカウント値がカウント値変化量分だけ変化されて基準カウント値に達した場合に、実際値を変化させると有利である。
【0014】
本発明の手段の別の様相によれば、第1カウント値が第1基準カウント値に達する場合に実際値を第1実際値変化量分だけ増大させ、また第2カウント値が第2基準カウント値に達する場合に実際値を第2実際値変化量分だけ減少させることが可能である。2つの方向に均等な実際値変化を提供できるようにするために提案されるのは、第1実際値変化量と第2実際値変化量とが等しいことである。さらにこの関連において、第1カウント値に第1基準カウント値が対応付けられており、第2カウント値に第2基準カウント値が対応付けられており、また第1基準カウント値と第2基準カウント値とが等しいと有利である。
【0015】
本発明の方法の実行を開始する際にも適切なスタート値が使用されて種々異なる方法の手段が実施できるようにするために提案されるのは、ステップb)の最初の実行時に、ステップa)の最初の実行時に得られた測定値を実際値として使用することである。
【0016】
【実施例】
以下では添付の図面に関連して本発明を詳しく説明する。
【0017】
図1では、例えば自動車に使用される暖房装置が一般に参照符号10に示されている。この暖房装置10には、例えば燃料および燃焼空気供給によって作動されるヒータ12が含まれており、その熱は熱交換器14において、加熱すべき媒体、例えば車内に導くべき空気に伝達される。この空気はインレットライン16を介して熱交換器14に導かれ、この熱交換器を離れてアウトレットライン18を介して車内の方向に進む。空気の温度を検出するため、種々異なるセンサが設けられている。したがって第1温度センサ20により、空気の温度が熱交換器14に入る前に検出され、これに対して第2温度センサ22により、空気の温度が熱交換器14から出た後に検出される。車内には温度センサ24を設けることが可能であり、これによりそこの温度も検出される。駆動制御装置26に導かれる、センサ20,22,24の信号のうちの少なくとも1つの信号に基づいて、また例えば車両の運転者によって設定可能な、または駆動制御装置26に形成される温度目標値に基づいて、ヒータ12は駆動制御装置26によって駆動制御され、これによりヒータ12のヒータ出力が相応に変更されて、熱交換器14を流れる媒体の所定の加熱が達成される。この変更は、例えば、燃料供給の変更によって、および/または燃料空気供給の変更によって行うことができる。この際に、以下に詳しく説明するように形成される実際値と、温度目標値とを比較して、このように形成された差分に基づいて制御が行われるようにすることが可能である。すなわち例えば差分が大きくなると、ヒータ出力が一段と増大ないしは減少されるのである。
【0018】
センサ20,22,24のうちの少なくとも1つのセンサからの出力に基づく実際値の形成を、以下、図2および3に関連して原理的に説明する。
【0019】
例えば所定の時点ないしは時間インターバルに、すなわち例えば1秒が経過した後毎にセンサ20,22,24のうちの1つまたは複数のセンサからの信号と、可能であれば差分信号とが、記録ないしは測定値として駆動制御装置26に入力される。またはこの駆動制御装置においてこれらの信号入力値に基づいて形成される測定値が準備される。これを例えば時点t1において測定値m1とする。これは図示のケースでは、第1の値として例えば動作の開始時に記録される測定値miも表す。この測定値miは、最初に実際値Iとして使用される。時点t2に第2の測定値m2が得られ、これは図2の線図a)からわかるように測定値m1よりも格段に大きく、ひいては時点t2においてなお採用される実際値Iよりも大きい。殊に、測定値m2は、実際値Iに対してあらかじめ定めた間隔を有する上側の閾値Soよりも大きいことがわかる。有利には閾値Soのこのあらかじめ定めた間隔は、信号を処理するセンサの信号分解能ないしは測定誤差と少なくとも同じ大きさであり、すなわち各測定値miにおいて発生する測定誤差または誤差とも少なくとも同じ大きさである。測定値m2を得た後、この測定値と、実際値Iすなわちここでは測定値m1とが比較される。ここでこの比較によって示されるのは、測定値m2がつぎのような量の分だけ実際値Iよりも大きいことである。すなわちこの量は、実際値Iと閾値Soとの間隔によって決まる差分を上回る量である。したがって最初のうちはなお0のスタート値に維持されている図2の線図b)による第1のカウント値Aは、あらかじめ定めた増分値(この場合は値1である)分だけ増大される。時点t3に測定値m3が得られ、この測定値m3は、ここでも実際値Iすなわち今もってなお開始時に記録された測定値m1と比較される。この比較によって示されるのも、測定値m3が、あらかじめ定めた差分以上に実際値Iから離れていることである。それはこの測定値が測定値m2と同様に、実際値Iに対してあらかじめ定めた間隔を有する上側の閾値Soの上にあるからである。したがってカウント値Aは新たに1増分値分だけ増大され、このカウント値はいまや値2をとる。時点t4にも比較によって、この時点で得られた測定値m4が、あらかじめ定めた差分以上に実際値Iから離れていること、ないしは測定値m2およびm3と同様に上側の閾値Soの上にあることが示される。したがってカウント値Aはさらなる増分値分だけ増大され、これはいまや値3をとるのである。
【0020】
このカウント値Aに対してもに基準カウント値SAが閾値として設定される。この場合、この閾値は値3に設定されている。時点t4にカウント値Aは実際にこの値3に到達する。すなわちこのことが意味するのは、連続する3つの測定値miにおいてこれらがそれぞれ上側の閾値Soの上にあると、測定値miの明らか傾向が識別されることである。したがってカウント値Aがその基準カウント値SAすなわちここでは数3に達すると、実際値Iが、測定値miのこの傾向に追従して実際値変化量d分だけ増大されるのである。この実際値変化量は自由に選択することができ、例えば、実際値Iと閾値Soとの差分の大きさの範囲にある。図示の実施例ではわかりやすくするという理由から実際値変化量dは、上側の閾値Soと実際値Iとの差分よりもやや小さい。実際値Iと一緒に、上側の閾値Soも下側の閾値Suも測定値miの傾向への適合の際に、例えば同様にこの実際値変化量d分だけシフトされる。さらに基準カウントしSAに到達した後、カウント値Aを再度そのスタート値、すなわちここに示した実施例では値0に再設定する。
【0021】
時点t5ではさらなる測定値m5が得られ、ここでこれは、いまや変更された実際値Iと比較される。この比較によって得られるのは、測定値m5は実際値Iよりも小さいが、この実際値に対してつぎのような間隔を有することである。すなわち、下側の閾値Suと実際値Iとの間隔よりも小さな間隔を有することである。ここで指摘しておきたいのは、有利には上側の閾値Soおよび下側の閾値Suは実際値Iに対して同じ間隔を有することである。ここでは測定値m5が、上側の閾値Soと下側の閾値Suとによって定まる、実際値Iの周りの区間にあるという事実に基づき、カウント値Aも、これまではそのスタート値すなわち値0に維持されていた、図2の線図c)に見えるカウント値Bも共に変化しない。
【0022】
時点t6にはさらなる測定値m6が得られ、これは下側の閾値Suよりも下にあり、ひいては実際値Iに対して、下側の閾値Suと実際値Iとの間隔によって定まる差分よりも大きな間隔を有する。したがって実際値Iないしは測定値miの減少に対応付けられたカウンタ値Bを増分値分だけ、図示の実施例ではここでも1だけ増大させる。続いて得られる測定値m7も、下側の閾値Suの下にあるため、時点t7にもカウント値Bは新たに増分値分だけ増大され、いまや値2をとる。これに対して実際値Iないしは測定値miの増大に対応付けられたカウント値Aは、このフェーズの間、そのスタート値にとどまる。
【0023】
時点t8に実際値Iとの比較に使用される測定値m8も閾値Suの下にあるため、新たにカウント値Bは増分値分だけ増大されていまや値3をとる。ここでも前提としたのは、カウント値Bに対して、基準カウント値SBが3に設定されていることであり、このため時点t8にはいまやカウント値Bはその基準カウント値SBに達する。すなわちこのことが示しているのは、3つの測定ステップにわたって記録された、測定値m8の明らかな減少傾向である。したがってこの傾向に追従して、カウント値Bが基準カウント値SBに到達した際に実際値Iを減少させ、しかも図示の実施例ではここでも実際値変化量d分だけ減少させる。この場合、時点t8の後、再び時点t4の前の実際値Iに等しい実際値Iが得られるのである。
【0024】
実際値を増大させる際およびそれを減少させる際の実際値の変化は、図示の実施例においてそれぞれ同じ変化量dで実現される。ここでは上方向および下方向に別個の変化量を設けることが可能である。また同様に2つのカウント値AおよびBに対して別個に基準カウント値SAおよびSBを設けて、例えば、実際値の増大に対しては、実際値の減少に対するよりも、より長く傾向が持続しなければならないようにすることも、その逆も当然のことながら可能である。
【0025】
時点t9における測定値m9は、測定値m8を大きく上回り、また減少した実際値Iへの適合の際に同様に減少させた上側の閾値Soを上回る。相応することが測定値m10に対しても当てはまるため、時点t9およびt10においてカウント値Aはそれぞれスタート値0から出発して1増分値分だけ増大され、これに対して実際値Iの減少後にスタート値0に再設定されたカウント値Bは、そのスタート値にとどまる。
【0026】
図3にも測定値miの変化のさまざまな状況が示されている。ここからわかるのは、測定値m1から出発して測定値m2はここでも上にあり、しかも上側の閾値Soを上回っていることである。このことにより、すでに上で説明したように、つぎのような結果になる。すなわち、この増大に対応付けられたカウント値Aが1増分値分だけ増大するのである。実際に増大が発生したという事実は、都度の測定値miと実際値Iとの間で形成される差分がどのような数字符号を有するかによって識別可能である。この数字符号が正か負かに応じて、カウント値Aまたはカウント値Bまたは場合によっては両方のカウント値を、以下に説明するように変更することができる。ここでこれはこの差分が十分に大きい場合に行われる。
【0027】
測定値m3は、測定値m2を大きく下回り、さらに下側の閾値Suも下回る。この結果、この減少に対応付けられたカウント値Bは、1増分値分だけ増大される。この前になお値1に設定されていたカウント値Aは、カウント値が増大するという傾向が識別されないという事実に基づいて、そのスタート値に再設定される。
【0028】
測定値m4は、下側の閾値Suの下にあるため、カウント値Bはさらに1増分値分だけ増大される。測定値m5は再度大きな増大を示し、また上側の閾値Soの上にある。したがってこの増大に対応するカウント値Aは、時点t5には1増分値分だけ増大されて1に設定される。これに対して減少の方向の傾向に対応付けられたカウント値Bはそのスタート値に再設定される。つぎにこれとは逆に測定値m6への移行によってカウント値Bが新たに値1に設定され、その一方でカウント値Aはそのスタート値に再設定される。測定値m7は再び上側の閾値Soの上にあるため、カウント値の交替が新たに行われ、ここではカウント値Aはここでもそのスタート値0から出発して1増分値分だけ増大され、これに対してカウント値Bはそのスタート値0に再設定される。後続の測定値m8,m9およびm10はすべて閾値S0とSuとによって決まる、実際値Iの周りの範囲内にある。したがって時点t8にカウント値Aはそのスタート値に再設定され、カウント値Bと同様にそのスタート値にとどまる。それは後続の測定値が、図示の範囲からもやは外に出ないからである。
【0029】
図2および3によって明瞭に示されるのは、比較的大きくかつ短時間の測定値変動によって極めて平坦な実際値経過になることである。実際値は、短時間かつ図3から識別される測定値変動に追従しないが、図2に示したように、長時間持続する測定値変動にはやや遅延されかつ大きく平坦化されて追従するのである。殊に、ヒータ出力変化によって、加熱すべき媒体例えば空気の加熱に作用を及ぼそうとする比較的緩慢なシステムに関連して、明らかに有利であるのは、上記のような実際値の平坦な経過を使用して駆動制御でき、それにもかかわらずこの経過により、種々異なる測定値によって決まる傾向を表すことである。これは図4においても明らかであり、ここでは比較的長い180秒の時間にわたって種々異なる測定値を表す測定値信号は大きな変動を有しており、これに対して本発明の方法により求められて実際値は、より低い温度の方向を一般的に向いている測定値の傾向を追従しているが、180秒の時間インターバルにわたってこの傾向に適合して2回しか変化していない。したがって実際値変動によって誘導される制御ないしは駆動制御変動の発生は実践的に完全に排除されるのである。
【0030】
ここで指摘しておきたいのは、本発明の手段はさまざまな様相において、上記に詳しく説明したのとは別に実現できることである。例えば、上または下方向の種々異なる増分値ないしは変化値をそれぞれ互いに無関係に別個の値に設定することができる。また例えば基準カウント値に到達する前に、2つの閾値によって定まる範囲に測定値が再び入る場合には、すなわち例えば図3の測定値m7からm8への移行の際に見られるようにこの範囲を別の方向に越えない場合には、対応付けられたカウント値を、そのスタート値に再設定するのではなく、例えば1増分値分だけ減少させるのである。このことが意味するのは、必ずしも直に連続する複数の比較によって基準カウント値を達する必要はなく、例えば、所定の数の比較によって所定の傾向が示される場合にも所定の方向の傾向が識別されることである。この際にこの比較のカウントを、傾向は確認されないが、別の方向への傾向を示していない1つまたは複数の比較によって中断することができる。
【0031】
さらに指摘したいのは、当然ことながら本発明の手段は、車両のヒータだけに関連して使用できるのではなく、連続して記録ないしは得られる複数の測定値から、システムの駆動制御に有利に使用可能な実際値を形成したい場合にはつねに使用できることである。ヒータの駆動制御に利用可能な上記の温度実際値の検出に関連して、本発明の手段を使用して、この温度実際値と比較される目標値を求めることも可能である。この温度目標値は、回転つまみ操作などによって変更可能な電気抵抗器における電圧降下を検出することにより求めることができ、ここでは所定の時間間隔で繰り返してこの電圧値が求められる。つぎにこの電圧値が利用されて、本発明の手段を実施するために、この具体的な量について実際値としてみなされる値が求められる。つぎにこの値により、このヒータの駆動制御時に目標値が形成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の手段を実施することの可能な暖房装置の基本的な平面図である。
【図2】連続して得られる複数の測定値miならびにこれらの測定値に基づいて決定される実際値Iを示す線図a)、第1カウント値Aの経過を示す線図b)および第2カウント値Bの経過を示す線図c)である。
【図3】暖房装置の別の動作状態に対する、図2に相応する線図a),b),c)である。
【図4】比較的長時間にわたって測定値、実際値ならびにカウント値AおよびBの経過を示す時間線図である。
【符号の説明】
10 暖房装置
12 ヒータ
14 熱交換器
16 インレットライン
18 アウトレットライン
20 第1温度センサ
22 第2温度センサ
24 温度センサ
26 駆動制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱すべき媒体の温度を特徴付ける実際値に基づいてヒータ、例えば車両ヒータを制御する方法と、例えば車両用の暖房装置と、連続して得られる複数の測定値から実際値を求める方法とに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば自動車の補助ヒータ(Standheizung)として使用される暖房装置を駆動制御する際に公知であるのは、制御量として一方では例えばドライバによって設定される温度目標値を使用し、他方では温度実際値を使用することである。ここでこの温度実際値は、例えば車内の実際の温度に基づいて決定されるか、または例えば、外部からこのヒータに導かれる空気の温度に基づいて決定される。この場合、上記の目標値および実際値に基づいて、一般的には燃焼形ヒータ(Verbrennungsheizgeraet)として構成されるヒータのヒータ出力が調整される。ここでは重要な量として、例えば実際値と目標値との間の差分が使用される。この差分が所定の限界値に達すると、ヒータ出力を変更することができる。この際にヒータ出力の精確な段階付けと、ひいては極めて精確な温度制御とを達成できるようにするため、極めて接近した複数の限界値を準備することが可能である。
【0003】
温度センサから供給される測定信号にはしばしば大きな変動があり、これは一方では実際の温度変化が原因であり、他方ではこれらのセンサの検出の不精確さが原因である。そもそも必要でない過度に頻繁なヒータ出力変化を回避するためにこれらの変動を平均することが可能であり、ここでこれは例えば、最新の30個の測定ないしは検出値の算術平均を計算することによって行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ヒータを駆動制御する方法ないしはこの方法を実施するために構成された駆動制御装置を有するヒータを提供して、実際値を原因とする制御の変動(Regelschwangung)の発生を可能な限りに阻止できるようにすることである。また本発明の別の課題は、連続して得られる複数の測定値から実際値を求める方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明により、加熱すべき媒体の温度を特徴付ける実際値に基づいてヒータ、例えば車両ヒータを駆動制御する方法において、
a) 加熱すべき媒体の温度に関連する測定値を得るステップと、
b) この測定値と実際値とを比較するステップと、
c) この測定値が、実際値に対してあらかじめ定めた差分を有する場合、カウント値を、カウント値変化量分だけ変化させるステップと、
d) このカウント値があらかじめ定めた基準カウント値に達した場合、上記の実際値を実際値変化量分だけ変化させるステップと、
e) 場合によってはステップd)で変化させた実際値に基づいてヒータを駆動制御するステップと、
f) ステップa)〜e)を繰り返して実行するステップとを有する方法により解決される。
【0006】
本発明の別の様相によれば、上記の装置についての課題は、例えば車両に対する暖房装置により解決され、ここでこれは、加熱すべき媒体に熱を伝達する熱交換装置を有するヒータと、このヒータを駆動制御する駆動制御装置と、加熱すべき媒体の温度に関連する少なくとも1つの量を検出するセンサ装置とを有し、ここでこの駆動制御装置は、この少なくとも1つの量に基づき、本発明の方法を実施してヒータを駆動制御する。
【0007】
連続して得られる複数の測定値から実際値を求める方法に関する課題は、本発明により、
a) 測定値を得るステップと、
b) ステップa)で得られた測定値と実際値とを比較するステップと、
c) この測定値が実際値に対してあらかじめ定めた差分を有する場合、カウント値をカウント値変化量分だけ変化させるステップと、
d) このカウント値があらかじめ定めた基準カウント値に達した場合、実際値変化量分だけ実際値を変化させるステップと、
e) ステップa)〜d)を繰り返すステップとを有する方法を構成することによって解決される。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明において実質的であるのは、複数の測定ないしは検出値に基づいて決定される実際値が、数学的な平均値の形成によって決定されるのではなく、各測定値と、その検出の時点にすでに存在している実際値とを比較し、つぎにこの比較結果を使用して、これらの測定値において所定の傾向、例えばより高い温度の方向への傾向があるか否かを判定することである。このような傾向がある場合、実際値が相応に適合させられ、ここでこれはこの実際値を実際値変化量分だけ変化させることによって行われる。実証されたのは、これによって極めて短時間の測定値変動により生じた実際値変動を十二分に回避できることであり、これは殊に駆動制御技術的ないしは駆動制御変化によって生じるその作用において極めて緩慢なシステムであるヒータの駆動制御に関連して殊に有利である。
【0009】
この関連で指摘したいのは、このテキストで使用する測定値という表現は、監視すべきないしは特徴付けるべきパラメタ、例えば車内の温度と関係する任意の量を表すことである。したがってこのような測定値は、例えば、センサから供給される信号によって、例えばその振幅または周波数によって直接形成されるか、または表されることが可能である。しかしながらこの測定値は、信号処理によって得られて本発明の手段に使用される量または値によって表すことも当然可能である。
【0010】
本発明の方法では、先行する実行が終了して以来の所定時間後毎に、ステップf)により、ステップa)〜e)を繰り返して測定値の列を得ることができる。
【0011】
不要な制御ないしは駆動制御変動の回避についての実質的な作用は、つぎのようにして得ることができる。すなわち、測定値が実際値に対してあらかじめ定めた差分を有しない場合、ステップc)の先行する実行において変化させたカウント値をスタート値に再設定することによって得ることができるのである。このことから結論されるのは、比較的長く持続する傾向がある場合にのみ、すなわち互いに連続する比較的多くの問い合わせによって同じ傾向が確認される場合にのみ、実際値の変更が行われることである。
【0012】
実際値を2つの方向に適合できるようにするために提案されるのは、ステップc)において測定値が実際値よりも大きい場合に第1のカウント値を変化させ、測定値が実際値よりも小さい場合に第2のカウント値を変化させることである。
【0013】
すでに上に説明したように測定値における所定の傾向を確認するため、ステップd)において実際値をつぎの場合に変化させると有利である。すなわち、ステップc)の連続する少なくとも3つの実行においてカウント値がカウント値変化量分だけ変化されて基準カウント値に達した場合に、実際値を変化させると有利である。
【0014】
本発明の手段の別の様相によれば、第1カウント値が第1基準カウント値に達する場合に実際値を第1実際値変化量分だけ増大させ、また第2カウント値が第2基準カウント値に達する場合に実際値を第2実際値変化量分だけ減少させることが可能である。2つの方向に均等な実際値変化を提供できるようにするために提案されるのは、第1実際値変化量と第2実際値変化量とが等しいことである。さらにこの関連において、第1カウント値に第1基準カウント値が対応付けられており、第2カウント値に第2基準カウント値が対応付けられており、また第1基準カウント値と第2基準カウント値とが等しいと有利である。
【0015】
本発明の方法の実行を開始する際にも適切なスタート値が使用されて種々異なる方法の手段が実施できるようにするために提案されるのは、ステップb)の最初の実行時に、ステップa)の最初の実行時に得られた測定値を実際値として使用することである。
【0016】
【実施例】
以下では添付の図面に関連して本発明を詳しく説明する。
【0017】
図1では、例えば自動車に使用される暖房装置が一般に参照符号10に示されている。この暖房装置10には、例えば燃料および燃焼空気供給によって作動されるヒータ12が含まれており、その熱は熱交換器14において、加熱すべき媒体、例えば車内に導くべき空気に伝達される。この空気はインレットライン16を介して熱交換器14に導かれ、この熱交換器を離れてアウトレットライン18を介して車内の方向に進む。空気の温度を検出するため、種々異なるセンサが設けられている。したがって第1温度センサ20により、空気の温度が熱交換器14に入る前に検出され、これに対して第2温度センサ22により、空気の温度が熱交換器14から出た後に検出される。車内には温度センサ24を設けることが可能であり、これによりそこの温度も検出される。駆動制御装置26に導かれる、センサ20,22,24の信号のうちの少なくとも1つの信号に基づいて、また例えば車両の運転者によって設定可能な、または駆動制御装置26に形成される温度目標値に基づいて、ヒータ12は駆動制御装置26によって駆動制御され、これによりヒータ12のヒータ出力が相応に変更されて、熱交換器14を流れる媒体の所定の加熱が達成される。この変更は、例えば、燃料供給の変更によって、および/または燃料空気供給の変更によって行うことができる。この際に、以下に詳しく説明するように形成される実際値と、温度目標値とを比較して、このように形成された差分に基づいて制御が行われるようにすることが可能である。すなわち例えば差分が大きくなると、ヒータ出力が一段と増大ないしは減少されるのである。
【0018】
センサ20,22,24のうちの少なくとも1つのセンサからの出力に基づく実際値の形成を、以下、図2および3に関連して原理的に説明する。
【0019】
例えば所定の時点ないしは時間インターバルに、すなわち例えば1秒が経過した後毎にセンサ20,22,24のうちの1つまたは複数のセンサからの信号と、可能であれば差分信号とが、記録ないしは測定値として駆動制御装置26に入力される。またはこの駆動制御装置においてこれらの信号入力値に基づいて形成される測定値が準備される。これを例えば時点t1において測定値m1とする。これは図示のケースでは、第1の値として例えば動作の開始時に記録される測定値miも表す。この測定値miは、最初に実際値Iとして使用される。時点t2に第2の測定値m2が得られ、これは図2の線図a)からわかるように測定値m1よりも格段に大きく、ひいては時点t2においてなお採用される実際値Iよりも大きい。殊に、測定値m2は、実際値Iに対してあらかじめ定めた間隔を有する上側の閾値Soよりも大きいことがわかる。有利には閾値Soのこのあらかじめ定めた間隔は、信号を処理するセンサの信号分解能ないしは測定誤差と少なくとも同じ大きさであり、すなわち各測定値miにおいて発生する測定誤差または誤差とも少なくとも同じ大きさである。測定値m2を得た後、この測定値と、実際値Iすなわちここでは測定値m1とが比較される。ここでこの比較によって示されるのは、測定値m2がつぎのような量の分だけ実際値Iよりも大きいことである。すなわちこの量は、実際値Iと閾値Soとの間隔によって決まる差分を上回る量である。したがって最初のうちはなお0のスタート値に維持されている図2の線図b)による第1のカウント値Aは、あらかじめ定めた増分値(この場合は値1である)分だけ増大される。時点t3に測定値m3が得られ、この測定値m3は、ここでも実際値Iすなわち今もってなお開始時に記録された測定値m1と比較される。この比較によって示されるのも、測定値m3が、あらかじめ定めた差分以上に実際値Iから離れていることである。それはこの測定値が測定値m2と同様に、実際値Iに対してあらかじめ定めた間隔を有する上側の閾値Soの上にあるからである。したがってカウント値Aは新たに1増分値分だけ増大され、このカウント値はいまや値2をとる。時点t4にも比較によって、この時点で得られた測定値m4が、あらかじめ定めた差分以上に実際値Iから離れていること、ないしは測定値m2およびm3と同様に上側の閾値Soの上にあることが示される。したがってカウント値Aはさらなる増分値分だけ増大され、これはいまや値3をとるのである。
【0020】
このカウント値Aに対してもに基準カウント値SAが閾値として設定される。この場合、この閾値は値3に設定されている。時点t4にカウント値Aは実際にこの値3に到達する。すなわちこのことが意味するのは、連続する3つの測定値miにおいてこれらがそれぞれ上側の閾値Soの上にあると、測定値miの明らか傾向が識別されることである。したがってカウント値Aがその基準カウント値SAすなわちここでは数3に達すると、実際値Iが、測定値miのこの傾向に追従して実際値変化量d分だけ増大されるのである。この実際値変化量は自由に選択することができ、例えば、実際値Iと閾値Soとの差分の大きさの範囲にある。図示の実施例ではわかりやすくするという理由から実際値変化量dは、上側の閾値Soと実際値Iとの差分よりもやや小さい。実際値Iと一緒に、上側の閾値Soも下側の閾値Suも測定値miの傾向への適合の際に、例えば同様にこの実際値変化量d分だけシフトされる。さらに基準カウントしSAに到達した後、カウント値Aを再度そのスタート値、すなわちここに示した実施例では値0に再設定する。
【0021】
時点t5ではさらなる測定値m5が得られ、ここでこれは、いまや変更された実際値Iと比較される。この比較によって得られるのは、測定値m5は実際値Iよりも小さいが、この実際値に対してつぎのような間隔を有することである。すなわち、下側の閾値Suと実際値Iとの間隔よりも小さな間隔を有することである。ここで指摘しておきたいのは、有利には上側の閾値Soおよび下側の閾値Suは実際値Iに対して同じ間隔を有することである。ここでは測定値m5が、上側の閾値Soと下側の閾値Suとによって定まる、実際値Iの周りの区間にあるという事実に基づき、カウント値Aも、これまではそのスタート値すなわち値0に維持されていた、図2の線図c)に見えるカウント値Bも共に変化しない。
【0022】
時点t6にはさらなる測定値m6が得られ、これは下側の閾値Suよりも下にあり、ひいては実際値Iに対して、下側の閾値Suと実際値Iとの間隔によって定まる差分よりも大きな間隔を有する。したがって実際値Iないしは測定値miの減少に対応付けられたカウンタ値Bを増分値分だけ、図示の実施例ではここでも1だけ増大させる。続いて得られる測定値m7も、下側の閾値Suの下にあるため、時点t7にもカウント値Bは新たに増分値分だけ増大され、いまや値2をとる。これに対して実際値Iないしは測定値miの増大に対応付けられたカウント値Aは、このフェーズの間、そのスタート値にとどまる。
【0023】
時点t8に実際値Iとの比較に使用される測定値m8も閾値Suの下にあるため、新たにカウント値Bは増分値分だけ増大されていまや値3をとる。ここでも前提としたのは、カウント値Bに対して、基準カウント値SBが3に設定されていることであり、このため時点t8にはいまやカウント値Bはその基準カウント値SBに達する。すなわちこのことが示しているのは、3つの測定ステップにわたって記録された、測定値m8の明らかな減少傾向である。したがってこの傾向に追従して、カウント値Bが基準カウント値SBに到達した際に実際値Iを減少させ、しかも図示の実施例ではここでも実際値変化量d分だけ減少させる。この場合、時点t8の後、再び時点t4の前の実際値Iに等しい実際値Iが得られるのである。
【0024】
実際値を増大させる際およびそれを減少させる際の実際値の変化は、図示の実施例においてそれぞれ同じ変化量dで実現される。ここでは上方向および下方向に別個の変化量を設けることが可能である。また同様に2つのカウント値AおよびBに対して別個に基準カウント値SAおよびSBを設けて、例えば、実際値の増大に対しては、実際値の減少に対するよりも、より長く傾向が持続しなければならないようにすることも、その逆も当然のことながら可能である。
【0025】
時点t9における測定値m9は、測定値m8を大きく上回り、また減少した実際値Iへの適合の際に同様に減少させた上側の閾値Soを上回る。相応することが測定値m10に対しても当てはまるため、時点t9およびt10においてカウント値Aはそれぞれスタート値0から出発して1増分値分だけ増大され、これに対して実際値Iの減少後にスタート値0に再設定されたカウント値Bは、そのスタート値にとどまる。
【0026】
図3にも測定値miの変化のさまざまな状況が示されている。ここからわかるのは、測定値m1から出発して測定値m2はここでも上にあり、しかも上側の閾値Soを上回っていることである。このことにより、すでに上で説明したように、つぎのような結果になる。すなわち、この増大に対応付けられたカウント値Aが1増分値分だけ増大するのである。実際に増大が発生したという事実は、都度の測定値miと実際値Iとの間で形成される差分がどのような数字符号を有するかによって識別可能である。この数字符号が正か負かに応じて、カウント値Aまたはカウント値Bまたは場合によっては両方のカウント値を、以下に説明するように変更することができる。ここでこれはこの差分が十分に大きい場合に行われる。
【0027】
測定値m3は、測定値m2を大きく下回り、さらに下側の閾値Suも下回る。この結果、この減少に対応付けられたカウント値Bは、1増分値分だけ増大される。この前になお値1に設定されていたカウント値Aは、カウント値が増大するという傾向が識別されないという事実に基づいて、そのスタート値に再設定される。
【0028】
測定値m4は、下側の閾値Suの下にあるため、カウント値Bはさらに1増分値分だけ増大される。測定値m5は再度大きな増大を示し、また上側の閾値Soの上にある。したがってこの増大に対応するカウント値Aは、時点t5には1増分値分だけ増大されて1に設定される。これに対して減少の方向の傾向に対応付けられたカウント値Bはそのスタート値に再設定される。つぎにこれとは逆に測定値m6への移行によってカウント値Bが新たに値1に設定され、その一方でカウント値Aはそのスタート値に再設定される。測定値m7は再び上側の閾値Soの上にあるため、カウント値の交替が新たに行われ、ここではカウント値Aはここでもそのスタート値0から出発して1増分値分だけ増大され、これに対してカウント値Bはそのスタート値0に再設定される。後続の測定値m8,m9およびm10はすべて閾値S0とSuとによって決まる、実際値Iの周りの範囲内にある。したがって時点t8にカウント値Aはそのスタート値に再設定され、カウント値Bと同様にそのスタート値にとどまる。それは後続の測定値が、図示の範囲からもやは外に出ないからである。
【0029】
図2および3によって明瞭に示されるのは、比較的大きくかつ短時間の測定値変動によって極めて平坦な実際値経過になることである。実際値は、短時間かつ図3から識別される測定値変動に追従しないが、図2に示したように、長時間持続する測定値変動にはやや遅延されかつ大きく平坦化されて追従するのである。殊に、ヒータ出力変化によって、加熱すべき媒体例えば空気の加熱に作用を及ぼそうとする比較的緩慢なシステムに関連して、明らかに有利であるのは、上記のような実際値の平坦な経過を使用して駆動制御でき、それにもかかわらずこの経過により、種々異なる測定値によって決まる傾向を表すことである。これは図4においても明らかであり、ここでは比較的長い180秒の時間にわたって種々異なる測定値を表す測定値信号は大きな変動を有しており、これに対して本発明の方法により求められて実際値は、より低い温度の方向を一般的に向いている測定値の傾向を追従しているが、180秒の時間インターバルにわたってこの傾向に適合して2回しか変化していない。したがって実際値変動によって誘導される制御ないしは駆動制御変動の発生は実践的に完全に排除されるのである。
【0030】
ここで指摘しておきたいのは、本発明の手段はさまざまな様相において、上記に詳しく説明したのとは別に実現できることである。例えば、上または下方向の種々異なる増分値ないしは変化値をそれぞれ互いに無関係に別個の値に設定することができる。また例えば基準カウント値に到達する前に、2つの閾値によって定まる範囲に測定値が再び入る場合には、すなわち例えば図3の測定値m7からm8への移行の際に見られるようにこの範囲を別の方向に越えない場合には、対応付けられたカウント値を、そのスタート値に再設定するのではなく、例えば1増分値分だけ減少させるのである。このことが意味するのは、必ずしも直に連続する複数の比較によって基準カウント値を達する必要はなく、例えば、所定の数の比較によって所定の傾向が示される場合にも所定の方向の傾向が識別されることである。この際にこの比較のカウントを、傾向は確認されないが、別の方向への傾向を示していない1つまたは複数の比較によって中断することができる。
【0031】
さらに指摘したいのは、当然ことながら本発明の手段は、車両のヒータだけに関連して使用できるのではなく、連続して記録ないしは得られる複数の測定値から、システムの駆動制御に有利に使用可能な実際値を形成したい場合にはつねに使用できることである。ヒータの駆動制御に利用可能な上記の温度実際値の検出に関連して、本発明の手段を使用して、この温度実際値と比較される目標値を求めることも可能である。この温度目標値は、回転つまみ操作などによって変更可能な電気抵抗器における電圧降下を検出することにより求めることができ、ここでは所定の時間間隔で繰り返してこの電圧値が求められる。つぎにこの電圧値が利用されて、本発明の手段を実施するために、この具体的な量について実際値としてみなされる値が求められる。つぎにこの値により、このヒータの駆動制御時に目標値が形成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の手段を実施することの可能な暖房装置の基本的な平面図である。
【図2】連続して得られる複数の測定値miならびにこれらの測定値に基づいて決定される実際値Iを示す線図a)、第1カウント値Aの経過を示す線図b)および第2カウント値Bの経過を示す線図c)である。
【図3】暖房装置の別の動作状態に対する、図2に相応する線図a),b),c)である。
【図4】比較的長時間にわたって測定値、実際値ならびにカウント値AおよびBの経過を示す時間線図である。
【符号の説明】
10 暖房装置
12 ヒータ
14 熱交換器
16 インレットライン
18 アウトレットライン
20 第1温度センサ
22 第2温度センサ
24 温度センサ
26 駆動制御装置
Claims (11)
- 加熱すべき媒体の温度を特徴付ける実際値(I)に基づいてヒータ(12)、例えば車両ヒータを駆動制御する方法において、
a) 加熱すべき媒体の温度に関連する測定値(mi)を得るステップと、
b) 前記の測定値(mi)と実際値(I)とを比較するステップと、
c) 前記の測定値(mi)が、実際値(I)に対してあらかじめ定めた差分を有する場合、カウント値(A,B)を、カウント値変化量(d)分だけ変化させるステップと、
d) 前記カウント値(A,B)があらかじめ定めた基準カウント値(SA,SB)に達した場合、前記実際値(I)を前記実際値変化量(d)分だけ変化させるステップと、
e) 場合によってはステップd)で変化させた実際値(I)に基づいてヒータ(12)を駆動制御するステップと、
f) ステップa)〜e)を繰り返して実行するステップとを有することを特徴とする、
加熱すべき媒体の温度を特徴付ける実際値に基づいてヒータを駆動制御する方法。 - 先行する実行が終了して以来の所定時間後毎に、ステップf)により、前記のステップa)〜e)を繰り返して測定値(mi)の列を得る、
請求項1に記載の方法。 - 測定値(mi)が実際値(I)に対してあらかじめ定めた差分を有しない場合、ステップc)の先行する実行にて変化させたカウント値(A,B)をスタート値に再設定する、
請求項1または2に記載の方法。 - ステップc)にて測定値(mi)が実際値(I)よりも大きい場合、第1のカウント値(A)を変化させ、
測定値(mi)が実際値(I)よりも小さい場合、第2のカウント値(B)を変化させる、
請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。 - ステップc)の連続する少なくとも3つの実行にてカウント値(A,B)がカウント値変化量分だけ変化されて基準カウント値(SA,SB)に達している場合にステップd)にて実際値(I)を変化させる、
請求項1から4までのいずれか1項の方法。 - 第1カウント値(A)が第1の基準カウント値(SA)に達している場合、実際値(I)を第1の実際値変化量(d)分だけ増大させ、
第2カウント値(B)が第2の基準カウント値(SB)に達している場合、実際値(I)を第2の実際値変化量(d)分だけ減少させる、
請求項4または請求項4を引用した請求項5に記載の方法。 - 前記の第1の実際値変化量(d)は第2の実際値変化量(d)に等しい、
請求項6に記載の方法。 - 第1のカウント値(A)に第1の基準カウント値(SA)が対応付けられており、
第2のカウント値(B)の第2の基準カウント値(SB)が対応付けられており、
前記の第1基準カウント値(SA)と第2基準カウント値(SB)とは等しい、
請求項4または請求項4を引用した請求項5〜7のいずれか1項に記載の方法。 - ステップb)の最初の実行の際に、ステップa)の最初の実行時に得られた測定値(mi)を実際値(I)として使用する、
請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。 - 例えば車両用の暖房装置において、
該暖房装置は、
加熱すべき媒体に熱を伝達する熱交換装置(14)を有するヒータ(12)と、
該ヒータ(12)を駆動制御する駆動制御装置(26)と、
加熱すべき媒体の温度に関連する少なくとも1つの量を検出するセンサ装置(20,22,24)とを有し、
前記駆動制御装置(26)により、前記少なくとも1つの量に基づき、請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法が実施されて前記ヒータ(12)が制御されることを特徴とする
暖房装置。 - 連続して得られる複数の測定値(mi)から実際値(I)を求める方法において、
a) 測定値(mi)を得るステップと、
b) ステップa)で得られた測定値(mi)と実際値(I)とを比較するステップと、
c) この測定値(mi)が実際値(I)に対して所定の差分を有する場合、カウント値(A,B)をカウント値変化量分だけ変化させるステップと、
d) このカウント値(A,B)があらかじめ定めた基準カウント値(SA,SB)に達する場合、実際値変化量(d)分だけ実際値(I)を変化させるステップと、
e) ステップa)〜e)を繰り返すステップとを、請求項1から9までのいずれか1項に記載された方法の特徴に関連して選択的に有することを特徴とする、
連続して得られる複数の測定値から実際値を求める方法。
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