СПОСОБ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ АККУМУЛЯТОРОМ В АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ
METHOD AND APPARATUS FOR OPERATING HEAT ACCUMULATOR IN MOTOR VEHICLE

Настоящее изобретение относится к способу и устройству управления тепловым аккумулятором в автомобильном транспортном средстве.
В автомобильных транспортных средствах тепловой аккумулятор для тепла, содержащегося в хладагенте, реализуют, например, в виде аккумулятора хладагента или аккумулятора скрытого тепла, и он может сохранять запасенную в нем тепло, например, в течение по меньшей мере 24 часов, что позволяет снизить потребление топлива и, соответственно, уменьшить выбросы загрязняющих веществ. Тепло, запасенное в тепловом аккумуляторе за время поездки и/или в конце поездки, используют для того, чтобы как можно быстрее восстановить рабочую температуру в двигателе внутреннего сгорания при его очередном запуске, что значительно снижает потери на трение в двигателе и позволяет создать воздушно-топливную смесь, оптимальную в плане расхода топлива. Запасенное тепло можно также использовать для быстрого нагрева других частей автомобильного транспортного средства, таких, например, как аккумуляторная батарея и/или пассажирский салон транспортного средства.
В документе DE 19512821 A1 раскрыт способ управления тепловым аккумулятором в автомобильном транспортном средстве, в котором тепловой аккумулятор заряжают имеющимся теплом, самое позднее, при выключении зажигания. Это способствует достижению максимально возможного кпд при осуществлении зарядки аккумулятора теплом, содержащейся в хладагенте, и последующего новой разрядки аккумулятора.
В документе DE 102012006632 A1 раскрыт способ управления тепловым аккумулятором в автомобильном транспортном средстве, в котором термическая связь между тепловым аккумулятором и питаемой им приемником тепла является функцией расстояния, которое еще должно проехать автотранспортное средство.
Тепловой аккумулятор автомобильного транспортного средства заряжают, как правило, за счет небольших приращений, когда хладагент достигает сравнительно высоких температур или когда имеется избыточная тепловая энергия. Это тот случай, когда достигнута или почти достигнута постоянная температура системы охлаждения двигателя, при которой хладагент получает возможность циркулировать через радиатор.
Температура хладагента во время коротких поездок или при низких окружающих температурах может не подниматься выше 70°C. Пока температура хладагента еще сравнительно низка, заряжать тепловой аккумулятор нежелательно, так как все тепло нужно для дальнейшего прогрева двигателя внутреннего сгорания и, при необходимости, для подогрева пассажирского салона автомобиля.
Если в этом случае работу двигателя внутреннего сгорания прекращают выключением зажигания и транспортное средство оставляют в стационарном состоянии, то в такой момент также может быть неэкономично заряжать аккумулятор теплом, содержащейся в хладагенте. Это зависит от времени, в течение которого транспортное средство остается в нерабочем состоянии. Для сравнительно коротких времен простоя, например менее часа, аккумулирование тепла неэкономично, так как потери процесса теплообмена больше, чем полезный эффект от аккумулирования тепла.
Можно было бы подумать об автоматическом запуске процесса теплообмена только через некоторое время после выключения зажигания, но к тому моменту тепло было бы потеряно из-за рассеяния в окружающую среду, и в результате аккумулирование тепла оказалось бы менее полезно.
В основу настоящего изобретения положена задача предложить конкретный экономичный способ управления тепловым аккумулятором в автомобильном транспортном средстве.
Решение этой задачи достигается предложением способа с признаками по п. 1 формулы настоящего изобретения и устройства, выполненного для осуществления упомянутого способа.
Согласно настоящему изобретению, когда водитель выключает зажигание, определяют, исходя из текущей температуры хладагента, нужно ли аккумулировать тепло в это время и зависит ли полезный эффект этого аккумулирования от того, когда двигатель внутреннего сгорания будет снова запущен. Если ответы на оба эти вопроса положительные, у водителя запрашивают решение, нужно ли сейчас выполнять аккумулирование тепла, и, в зависимости от ответа водителя, аккумулирование тепла выполняют или не выполняют.
В данном контексте полезный эффект аккумулирования тепла оценивают по меньшей мере с учетом минимально возможного потребления топлива, предпочтительно также с учетом минимально возможного выброса загрязняющих веществ, а также опционально с учетом удобства вождения.
Использование теплового аккумулятора согласно настоящему изобретению может осуществляться оптимальным образом, при этом не требуется каких-либо сложных приборов и стратегий управления тепловым аккумулятором. Напротив, стратегия согласно настоящему изобретению предельно проста и понятна водителю, что также будет способствовать ее принятию.
Настоящее изобретение основано на осознании того, что многие водители любят играть активную роль при выборе возможных мер экономии энергии, и что для таких водителей активное участие в экономии энергии отнюдь не будет неинтересно. Многие водители даже любят использовать возможности экономии энергии, предоставляемые им современными автомобильными транспортными средствами, выполненными с возможностью потребления как можно меньшего количества топлива и испускания как можно меньшего количества выбросов загрязняющих веществ, причем любят использовать эти возможности в максимально возможной степени.
Водителям, которым это не нравится, может быть обеспечена возможность никогда не выдавать запросов согласно настоящему изобретению или выдавать запросы только при определенных условиях; в таком случае какая-то другая стратегия аккумулирования тепла может быть применена без участия водителя.
В одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения время простоя автотранспортного средства, начиная с которого аккумулирование тепла становится выгодным, также определяют и сообщают, - например, визуально или акустически - водителю для снижения потребления топлива и выброса загрязняющих веществ.
Кроме того, в момент выключения двигателя определение зависимости экономичности аккумулирования тепла от времени, когда двигатель внутреннего сгорания будет снова запущен, предпочтительно выполняют с учетом текущего запаса тепла в тепловом аккумуляторе, а также, предпочтительно, с учетом текущей окружающей температуры, так как двигатель внутреннего сгорания и хладагент тогда охлаждаются быстрее.
Если вышеупомянутое определение выявит, что аккумулирование тепла не будет сейчас выгодно, аккумулирование тепла не выполняют, а если определение выявит, что аккумулирование тепла будет сейчас безусловно выгодно, аккумулирование тепла выполняют. В обоих случаях после определения запрос водителю не поступает.
Далее следует описание примера осуществления изобретения со ссылкой на чертеж. На единственной ФИГ. представлена блок-схема части способа управления тепловым аккумулятором в автомобильном транспортном средстве.
В автомобильном транспортном средстве с двигателем внутреннего сгорания и, например, аккумулятором скрытого тепла для тепла, содержащегося в хладагенте, после запуска двигателя непрерывно проверяют, по-прежнему ли включено зажигание (шаг S1).
Если обнаружено, что водитель выключил зажигание, определяют (шаг S2), - исходя из текущей температуры хладагента в двигателе, текущего запаса тепла в тепловом аккумуляторе и окружающей температуры, - будет ли аккумулирование тепла полезно в это время, и если да, то зависит ли полезный эффект этого аккумулирования от того, когда двигатель внутреннего сгорания будет снова запущен (шаг S3). Если на шаге S2 ответ отрицательный, способ завершается без аккумулирования тепла. Если на шаге S3 ответ отрицательный, аккумулирование тепла выполняют сразу или через короткое заранее заданное время (S4).
Если на шаге S3 ответ положительный, водителю отправляют запрос (шаг S5) о том, нужно ли сейчас выполнять аккумулирование тепла или нет. Запрос может быть сделан, например, в виде текстового сообщения на дисплее приборной панели, и это текстовое сообщение может быть, например, таким: "Если поездка не будет продолжена в ближайшие 35 минут, аккумулирование тепла полезно. Хотите ли вы сохранить тепловую энергию?"
Если водитель подтверждает это каким-либо образом, аккумулирование тепла выполняют (шаг S4), если же он сигнализирует, что аккумулирование тепла не нужно выполнять, его не выполняют, и способ завершается.
Если водитель никак не реагирует на текстовое сообщение, может выполняться какая-либо заранее заданная, очень простая стратегия аккумулирования тепла. Например, в этом случае аккумулирование тепла могут выполнять, если текущая температура хладагента выше заранее заданной величины, а если не выше - аккумулирование не выполняют.