СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОЙ УСТАНОВКИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЯ
OPERATING METHOD FOR AT LEAST ONE MOTOR VEHICLE AIR CONDITIONER

Изобретение относится к способу эксплуатации установки кондиционирования, по меньшей мере, одного автомобиля, преимущественно для предварительного расчета, по меньшей мере, одного плана поддержания постоянной температуры для установленного маршрута движения или, по меньшей мере, одного участка пути. Автомобилем является преимущественно автобус, целесообразно для общественного местного пассажирского сообщения, который, как правило, регулярно используется, по меньшей мере, на одном заданном и, тем самым, заранее известном маршруте движения (например, курсирует по нему).
Управление (регулирование) установкой кондиционирования автобуса происходит в настоящее время обычно на основе заранее определенных заданных значений (например, 22°С). Управление происходит, как правило, путем ввода водителем заданного значения, измерения наружной температуры, и измерения температуры салона. Управление установкой кондиционирования происходить на основе производительности компрессора, однако может происходить также посредством управления температурой за счет последующего нагрева воздушного потока.
Недостатком современных установок кондиционирования автобусов является их относительно высокое энергопотребление.
Задача изобретения заключается в создании способа эксплуатации и соответствующей установки кондиционирования автомобиля, преимущественно автобуса, с меньшим энергопотреблением.
Эта задача решается посредством признаков независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения и в нижеследующем описании.
Согласно изобретению, создан способ эксплуатации установки кондиционирования, по меньшей мере, одного автомобиля, преимущественно для предварительного расчета, по меньшей мере, одного плана поддержания постоянной температуры для установленного маршрута движения или, по меньшей мере, одного участка пути. Автомобилем является преимущественно городской автобус, который постоянно используется, по меньшей мере, на одном заранее известном маршруте движения (например, курсирует по нему).
Способ эксплуатации отличается, в частности, тем, что устанавливается, по меньшей мере, один маршрут движения и определяются, по меньшей мере, один прогнозируемый (ожидаемый) параметр маршрута движения или, по меньшей мере, одного участка пути и план поддержания постоянной температуры целесообразно для всего маршрута движения или, по меньшей мере, одного участка пути в зависимости от определенного прогнозируемого параметра. Прогнозируемый параметр включает в себя, по меньшей мере, один прогнозируемый (ожидаемый) климат окружающей среды и/или, по меньшей мере, один прогнозируемый (ожидаемый) тепловой поток (например, приток холода и/или тепла) в салон автомобиля.
Прогнозируемый климат окружающей среды соответствует преимущественно характеристике климата окружающей среды на всем маршруте движения или, по меньшей мере, на одном участке пути.
Прогнозируемый тепловой поток соответствует преимущественно характеристике теплового потока на всем маршруте движения или, по меньшей мере, на одном участке пути.
Возможно определение плана поддержания постоянной температуры посредством управляющего компьютера, расположенного вне автомобиля, и/или центральное дистанционное управление установкой кондиционирования в зависимости от плана поддержания постоянной температуры, преимущественно посредством телематики.
Важный аспект изобретения заключается в том, что посредством, по меньшей мере, одного прогнозируемого параметра и целесообразно заранее известного маршрута движения являются заранее известными или, по меньшей мере, прогнозируемым образом оцениваемыми факторы (например, температура внешней окружающей среды, температура дорожного покрытия, топология участка маршрута движения, число пассажиров, время остановки или ожидания и/или условия затененности), влияющие на установку кондиционирования. За счет этого энергопотребление установки кондиционирования можно, по меньшей мере, приблизительно рассчитать заранее, а план поддержания постоянной температуры - оптимизировать с уменьшенным или оптимизированным энергопотреблением. Например, пики энергопотребления, которые привели бы к высокому энергопотреблению, однако к относительно небольшой пользе поддержания постоянной температуры, можно заранее обнаружить и вслед за этим уменьшить или даже полностью исключить. Точно так же можно избежать дополнительного потребления, например из-за несоразмерной заданной температуры, которое могло бы возникнуть, например, на основании заданных водителем параметров.
Следовательно, в рамках изобретения можно определить характеристику заданной температуры салона с уменьшенным потреблением.
Характеристика заданной температуры салона с уменьшенным потреблением может, например, для уменьшения энергопотребления отличаться от необходимой заданной температуры салона автомобиля, а именно, в частности, в рамках кривой температурного комфорта, ограничивающей отличие. Способ эксплуатации, основанный предварительно на установленном маршруте движения и/или прогнозируемом параметре, подходит, в частности, для централизованного управления установками кондиционирования нескольких автомобилей и, тем самым, вне автомобилей.
Следовательно, согласно изобретению, создан способ эксплуатации, посредством которого можно управлять установками кондиционирования нескольких автомобилей. Способ эксплуатации служит преимущественно для предварительного расчета планов для поддержания постоянной температуры для установок кондиционирования нескольких автомобилей, а именно, в частности, для установленных маршрутов движения или, по меньшей мере, их участков пути.
Способ эксплуатации отличается, в частности, тем, что планы для поддержания постоянной температуры для установок кондиционирования автомобилей централизованно определяются посредством управляющего компьютера, расположенного вне автомобиля, а управление установками кондиционирования автомобилей осуществляется централизованно и дистанционно в зависимости от планов поддержания постоянной температуры, преимущественно посредством телематики.
Возможно установление маршрутов движения автомобилей и/или определение планов поддержания постоянной температуры в зависимости от, по меньшей мере, одного прогнозируемого параметра для маршрутов движения или, по меньшей мере, их участков пути. Прогнозируемый параметр включает в себя, по меньшей мере, один прогнозируемый климат окружающей среды (например, характеристику климата окружающей среды на всем маршруте движения или, по меньшей мере, на одном участке пути) и/или, по меньшей мере, один прогнозируемый тепловой поток (например, приток холода и/или тепла) в салон автомобиля (например, характеристику теплового потока по всему маршруту движения или, по меньшей мере, на одном участке пути).
Описанные способы эксплуатации обеспечивают, в частности, эксплуатацию установок кондиционирования с экономией энергии, поскольку ожидаемые, влияющие на установку кондиционирования факторы (например, температура внешней окружающей среды, температура дорожного покрытия, топология участка маршрута движения, число пассажиров, время остановки или ожидания и/или условия затененности) можно заранее учесть.
Описанные способы эксплуатации подходят, в принципе, для всех видов автомобилей, однако, в частности, для городских автобусов, которые регулярно используются на заранее известных маршрутах движения (например, курсируют по ним).
С учетом прогнозируемого параметра и целесообразно маршрута движения можно определить величину теплового потока (например, холода и/или тепла) в салон автомобиля и/или план поддержания постоянной температуры целесообразно по всему маршруту движения или, по меньшей мере, на одном участке пути, которые требуются для достижения и, в частности, поддержания необходимой температуры салона автомобиля целесообразно по всему маршруту движения или, по меньшей мере, на одном участке пути. При этом может, однако, произойти так, что необходимая потребность в энергии, по меньшей мере, на отдельных участках или в отдельных точках будет несоразмерно велика и, тем самым, будут иметь место потенциалы экономии энергии.
С учетом прогнозируемого параметра и, например, кривой температурного комфорта и/или установленного маршрута движения можно определить как бы фактически реализуемую характеристику заданной температуры салона автомобиля (например, по меньшей мере, на отдельных отрезках криволинейную, постоянную или прямую) целесообразно по всему маршруту движения или, по меньшей мере, на одном участке пути.
С учетом прогнозируемого параметра можно определить целесообразно величину теплового потока (например, холода и/или тепла) в салон автомобиля и/или план поддержания постоянной температуры, которые требуются для достижения и целесообразно для поддержания характеристики заданной температуры салона автомобиля, преимущественно по всему маршруту движения или, по меньшей мере, на одном участке пути. В соответствии с этим можно тогда и осуществить поддержание постоянной температуры.
Фактически реализуемая характеристика заданной температуры салона автомобиля, по меньшей мере, на отдельных участках отличаться от необходимой заданной температуры. Кривая температурного комфорта может определять максимальное отличие между необходимой и фактически реализуемой заданными температурами.
Прогнозируемый параметр можно сравнить с фактической величиной, имеющейся на маршруте движения и поддержание постоянной температуры согласовать в зависимости от разницы. Так, например, возможно, чтобы прогнозированная наружная температура значительно отличалась от фактической наружной температуры, например, за счет резкого падения температуры, на что можно реагировать посредством поддержания постоянной температуры, зависимого от разности .
Возможно подавление заданных водителем параметров автомобиля или автомобилей и/или их замена параметрами, заданными управляющим компьютером, расположенным вне автомобиля, в зависимости от энергопотребления. Это может быть, например, тот случай, когда водитель перед подъемом хотел бы сильно охладить салон или, вообще, заданные им параметры привели бы к несоразмерно высокому энергопотреблению.
Дистанционное управление установкой кондиционирования посредством управляющего компьютера, расположенного вне автомобиля, может, следовательно, обеспечить, в частности, не только безоговорочное управление установкой кондиционирования водителем.
Прогнозируемый климат окружающей среды описывается, в частности, по меньшей мере, одним из следующих параметров: температура наружного воздуха, температура или тепловая конвекцию дорожного покрытия, температура воздуха в помещении, в котором автомобиль или автомобили останавливаются или паркуются (например, депо).
Прогнозируемый климат окружающей среды может, например, предоставляться метеослужбой в виде текущего фактического внешнего климата или прогноза внешнего климата. Он может также храниться в памяти, например, в виде эмпирического значения или заранее известного фактора (например, температуры в туннелях или депо).
Кроме того, сам автомобиль или другой автомобиль на маршруте движения может регистрировать фактический климат окружающей среды, который впоследствии может использоваться в виде прогнозируемого климата окружающей среды для (повторного) движения по маршруту или, по меньшей мере, на одном участке пути.
Прогнозируемый тепловой поток в салон автомобиля может включать в себя, например, излучение тепла стенками автомобиля в салон автомобиля, тепловой поток в салон автомобиля в зависимости от наружной температуры и специфической конфигурации автомобиля (например, массы, коэффициента теплопередачи и т.д.) и/или числа пассажиров.
Прогнозируемый тепловой поток может быть исследован на самом автомобиле или представляющем несколько автомобилей опытном транспортном средстве, например за счет проезда по маршрутам, например, в разное время и/или при разных наружных температурах, и определения теплового потока, например, посредством датчиков. Прогнозируемый тепловой поток может быть определен также, например, посредством компьютерных имитационных моделей.
За счет того, что можно прогнозировать тепловой поток (например, приток тепла и/или холода), можно целенаправленно избежать или использовать приток тепла.
Прогнозируемый климат окружающей среды включает в себя преимущественно прогнозируемую характеристику температуры наружного воздуха, как правило, изменяющуюся целесообразно на всем маршруте движения или, по меньшей мере, на одном участке пути.
Прогнозируемый тепловой поток включает в себя преимущественно прогнозируемую характеристику теплового потока, изменяющуюся целесообразно на всем маршруте движения или, по меньшей мере, на одном участке пути.
Прогнозируемый параметр может включать в себя дополнительно условия затенения (например, за счет зданий, деревьев, туннелей и т.д.) и/или время остановки или ожидания (например, светофоры, стройплощадки, часы пик, остановки и т.д.) на всем маршруте движения или, по меньшей мере, на одном участке пути.
Между управляющим компьютером, расположенным вне автомобиля, и автомобилем может происходит преимущественно двунаправленный обмен данными. Автомобиль передает, в частности, фактическую температуру салона, фактический климат окружающей среды и/или другие влияющие на установку кондиционирования факторы (например, пробка, стройплощадка и т.д.) на всем маршруте движения или, по меньшей мере, на одном участке пути. Целесообразно управляющий компьютер обрабатывает эту информацию для актуализации плана поддержания постоянной температуры для самого автомобиля или для составления и/или актуализации плана поддержания постоянной температуры для другого автомобиля.
Возможно, чтобы план или планы поддержания постоянной температуры учитывали топологию на всем маршруте движения или, по меньшей мере, на одном участке пути. Так, поддержание постоянной температуры может происходить, в частности, на этапах принудительного холостого хода, тогда как до этих этапов поддержание постоянной температуры можно уменьшить или полностью прекратить.
Следует отметить, что признак «прогнозируемый климат окружающей среды» включает в себя, в частности, предполагаемо ожидаемый климат окружающей среды на всем маршруте движения. Он может основываться, например, на предварительно зарегистрированном фактическом климате окружающей среды на всем маршруте движения (определяется, например, другими автомобилями, местами измерений и/или самим автомобилем). Им может быть также предоставленный, например, метеослужбой фактический климат окружающей среды (микроклимат). Точно так же он может основываться на прогнозе погоды (микроклимат). Кроме того, он может включать в себя климат окружающей среды, основанный на эмпирических значениях и/или заранее известных факторах. Он включает в себя преимущественно температуру наружного воздуха, влажность, дождь, облачность и/или солнечное излучение.
В рамках изобретения прогнозируемый климат окружающей среды или, вообще, прогнозируемый параметр, включается в качестве заранее известного и/или предположительно ожидаемого параметра в управление температурой установки (установок) кондиционирования.
Следует еще раз упомянуть, что автомобилем является преимущественно городской автобус, в частности для общественного местного пассажирского сообщения, который, как правило, регулярно используется, по меньшей мере, на одном заранее известном маршруте движения (например, курсирует по нему).
Кроме того, следует упомянуть, что в рамках изобретения, разумеется, можно целесообразно определить фактическую температуру салона автомобиля, которая включается в управление установкой кондиционирования или в план поддержания постоянной температуры.
Кроме того, следует упомянуть, что изобретение описано частично со ссылкой на установку кондиционирования автомобиля. Точно так же изобретение подходит, в частности, для нескольких установок кондиционирования автомобилей. Описание, относящееся к одной установке кондиционирования автомобиля, относится также, следовательно, соответственно к нескольким установкам кондиционирования автомобилей.
Кроме того, следует упомянуть, что признак «управление» в рамках изобретения трактуется широко и может включать в себя также «регулирование».
Кроме того, следует упомянуть, что способы эксплуатации включают в себя преимущественно поддержание постоянной температуры согласно целесообразно оптимизированному по потреблению плану поддержания постоянной температуры и/или согласно целесообразно оптимизированной по потреблению заданной температуре салона автомобиля.
Кроме того, следует упомянуть, что для определения наружной температуры температурный датчик может быть расположен спереди на автомобиле за облицовочным элементом (например, за логотипом «MAN», в частности за «львом») и/или для температуры салона температурный датчик может быть расположен внутри целесообразно на крыше в установке кондиционирования или рядом с установкой кондиционирования.
Изобретение не ограничено описанными способами эксплуатации, а включает в себя также установку кондиционирования для автомобиля, преимущественно городского автобуса, которая выполнена для осуществления раскрытых способов эксплуатации.
Кроме того, изобретение подходит также для городской железной дороги (например, метро или трамвая), которая регулярно эксплуатируется обычно также, по меньшей мере, на одном, целесообразно заданном и, тем самым, заранее известном маршруте движения (например, курсирует по нему).
Описанные выше предпочтительные варианты осуществления и признаки изобретения могут комбинироваться между собой. Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения или приведены в нижеследующем описании в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых изображено:
фиг. 1 - график, облегчающий понимание изобретения;
фиг. 2, 3 - блок-схема способа эксплуатации согласно одному варианту осуществления изобретения;
фиг. 4-6 - принципиальные схемы примеров осуществления изобретения.
На фиг. 1 изображен график, облегчающий понимание изобретения. На нем показаны прогнозируемая характеристика наружной температуры по проезжаемому автобусом, заранее известному маршруту движения, характеристика фактической температуры салона, прогнозируемая характеристика теплового потока в салон автобуса (например, в зависимости от наружной и внутренней температур, массы автобуса, изоляции стенок и окон автобуса и т.д.) и характеристика заданной температуры салона (например, постоянная 20°С), которая, по меньшей мере, приблизительно достигается посредством нагрева или охлаждения с помощью установки кондиционирования.
На фиг. 2 и 3 изображена блок-схема способа эксплуатации установки кондиционирования в соответствии с первым примером осуществления изобретения. В способе эксплуатации использованы данные с фиг. 1, чтобы эксплуатировать установку кондиционирования с экономией энергопотребления.
На этапе S1 устанавливается проезжаемый автобусом маршрут движения по времени прохождения (например, согласно графику или на основании навигатора). За счет того, что маршрут движения заранее известен, прогнозируемым образом заранее известны также его влияющие на установку кондиционирования факторы (например, обычное время остановки или ожидания, число пассажиров, условия затенения, подъемы, спуски и т.д.).
На этапе S2 определяется фактическая температура салона автобуса, в котором поддерживается постоянная температура, например, посредством температурных датчиков; точно так же можно определить фактическую температуру дорожного покрытия на маршруте движения, что, например, летом при нагретом битумном покрытии может оказывать значительное влияние на температуру салона.
На этапе S3 определяется фактическая температура наружного воздуха на маршруте движения, например, с помощью метеослужбы для определенных городских районов (микроклимат) или с помощью телематических данных других систем (например, других автомобилей, мест измерений и т.д.).
На этапе S4 рассчитывается необходимое количество тепла или холода или, вообще, план поддержания постоянной температуры для достижения и поддержания необходимой заданной температуры салона целесообразно для всего маршрута движения. В этом расчете используются прогнозируемый климат окружающей среды, а также прогнозируемый тепловой поток (например, холода и/или тепла). Как правило, по причинам энергопотребления в большинстве случаев несоразмерно поддерживать постоянной необходимую заданную температуру салона, несмотря на факторы, влияющие на установку кондиционирования.
Поэтому на этапе S5 рассчитывается благоприятная по потреблению, в частности оптимизированная по потреблению, фактически реализуемая характеристика заданной температуры (например, по меньшей мере, на отдельных участках постоянная, криволинейная и т.д.), которая в рамках кривой комфорта, по меньшей мере, на отдельных участках может отличаться от необходимой заданной температуры. В расчет включаются прогнозируемый климат окружающей среды, а также прогнозируемый тепловой поток (например, приток холода и/или тепла).
На этапе S6 рассчитывается необходимое количество жара или холода или, вообще, план поддержания постоянной температуры для достижения и поддержания благоприятной по потреблению характеристики заданной температуры, и в соответствии с этим составляется план поддержания постоянной температуры, который установка кондиционирования выполняет на всем маршруте движения или, по меньшей мере, на одном участке пути.
На фиг. 4 схематично изображен пример осуществления изобретения. На данной фиг. показана концепция, при которой план поддержания постоянной температуры для установки кондиционирования автомобиля составляется посредством управляющего компьютера, расположенного вне автомобиля, а управление установкой кондиционирования автомобиля осуществляется дистанционно в зависимости от плана поддержания постоянной температуры, преимущественно посредством телематики.
Кроме того, фиг. 4 иллюстрирует другие этапы способа эксплуатации.
На первом этапе устанавливается необходимая заданная температура для маршрута движения (рейс), и определяется требуемый для этого план поддержания постоянной температуры (например, приток тепла или холода в салон автомобиля).
На втором этапе в зависимости от прогнозируемого климата окружающей среды, прогнозируемого теплового потока в салон автомобиля и кривой температурного комфорта посредством внешнего управляющего компьютера составляется оптимизированный по потреблению план поддержания постоянной температуры для установленного маршрута движения, который установка кондиционирования выполняет на этом маршруте.
На фиг. 4 кроме того показано, что между автомобилем и внешним управляющим компьютером посредством телематического решения (телематическая связь) происходит обмен данными. Между автомобилем и управляющим компьютером происходит преимущественно двунаправленный обмен данными. От автомобиля на управляющий компьютер передаются, например, данные фактического климата окружающей среды (например, наружная температура и т.д.) и данные фактической температуры салона. Управляющий компьютер обрабатывает переданные данные, при необходимости, актуализируя план поддержания постоянной температуры. С другой стороны, он может обрабатывать переданные данные климата окружающей среды в качестве «прогнозируемых параметров» для самого автомобиля для следующего прохождения маршрута движения и/или для других автомобилей.
На фиг. 5 и 6 изображены другие схемы, иллюстрирующие варианты осуществления изобретения. Показаны маршруты движения, на которых регулярно используются автомобили. Автомобили передают время от времени зарегистрированную информацию о климате окружающей среды на центральный управляющий компьютер, который включает ее в качестве прогнозируемого климата окружающей среды в последующие (будущие) планы поддержания постоянной температуры.
Пример с фиг. 1-3, пример с фиг. 4 и пример с фиг. 5 и 6 могут комбинироваться между собой в рамках изобретения.
Изобретение не ограничено вышеописанными предпочтительными вариантами осуществления. Напротив, возможно большое число вариантов и модификаций, в которых также используется идея изобретения и которые поэтому подпадают под объем охраны. Кроме того, изобретение предусмотрено также получение правовой охраны объекта и признаков зависимых пунктов формулы изобретения независимо от признаков и пунктов формулы изобретения, на которые они ссылаются.