Система управления тепловой энергией транспортного средства

Изобретение относится к системам управления тепловой энергии транспортного средства. Система управления тепловой энергией включает источники тепла и распределитель количества тепла, выполненный с возможностью назначать требуемое количество тепла, вычисленное из запросов тепла, сформированных во всем транспортном средстве, каждому источнику тепла на основе доступного для подачи количества тепла каждого источника тепла. Обеспечивается улучшение управления теплом во всем транспортном средстве. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе управления тепловой энергией транспортного средства, которая назначает требуемое количество тепла источникам тепла на основе множества запросов тепла, сформированных в транспортном средстве.

Уровень техники

В публикации выложенной заявки на патент Японии № 2011-201488 описано устройство управления источником тепла, в котором охлаждающая жидкость для двигателя и тепловой насос используются в качестве источника тепла для нагрева салона транспортного средства. В устройстве управления источником нагрева, описанном в публикации выложенной заявки на патент Японии № 2011-201488, распределение количества тепла, которое должно подаваться от охлаждающей жидкости для двигателя через сердцевину обогревателя в воздух в салоне транспортного средства, и количества тепла, которое должно подаваться от внутреннего теплообменника системы теплового насоса в воздух в салоне транспортного средства, определяется так, что расход тепла (количество топлива), которое должно потребляться, минимизируется.

Современные транспортные средства оборудуются различными устройствами, которые используют тепло, и, таким образом, управление их теплом усложняется по сравнению с управлением теплом для традиционного транспортного средства. Однако, в настоящее время, управление теплом во всем транспортном средстве не может считаться достаточно оптимизированным.

Сущность изобретения

Следовательно, настоящее изобретение предоставляет систему управления тепловой энергией транспортного средства, которая приспособлена для осуществления улучшенного управления теплом во всем транспортном средстве.

Система управления тепловой энергией согласно настоящему изобретению включает в себя источник тепла и распределитель количества тепла, выполненный с возможностью назначать требуемое количество тепла, вычисленное из запроса тепла, сформированного во всем транспортном средстве, источнику тепла на основе доступного для подачи количества тепла источника тепла.

Согласно настоящему изобретению, возможно предоставлять систему управления тепловой энергией транспортного средства, которая приспособлена для осуществления улучшенного управления теплом во всем транспортном средстве.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - функциональная блок-схема, показывающая схематичную конфигурацию системы управления тепловой энергией согласно первому варианту осуществления;

Фиг. 2 - схема последовательности действий, иллюстрирующая процесс управления, выполняемый системой управления тепловой энергией, показанной на фиг. 1; и

Фиг. 3 - функциональная блок-схема, показывающая схематичную конфигурацию системы управления тепловой энергией согласно второму варианту осуществления.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Основной принцип

В системе управления тепловой энергией согласно настоящему изобретению, с учетом доступных для подачи величин тепла источников тепла, таких как тепловой генератор и теплообменник, включенные в транспортное средство, требуемое количество тепла распределяется каждому источнику тепла. Следовательно, улучшенное управление теплом во всем транспортном средстве может быть осуществлено с учетом количества тепла, которое должно быть сформировано тепловым генератором, количества тепла, которое должно быть выпущено из теплообменника, количества тепла, которое должно быть сохранено в теплоносителе теплообменника, и т.д.

Первый вариант осуществления

Конфигурация

Фиг. 1 представляет собой функциональную блок-схему, показывающую схематичную конфигурацию системы управления тепловой энергией согласно первому варианту осуществления.

Система 10 управления тепловой энергией включает в себя множество источников 1 тепла, распределитель 2 количества тепла и множество актуаторов 3.

Примеры источников 1 тепла включают в себя тепловые генераторы и теплообменники. Тепловой генератор является устройством, которое формирует тепло посредством работы. Примеры тепловых генераторов включают в себя двигатель, тепловой насос, тяговый мотор для гибридного транспортного средства, электрического транспортного средства или т.п., блок управления мощностью для тягового мотора и приводной аккумулятор для тягового мотора. Теплообменник является устройством для обмена тепловой энергией между двумя различными теплоносителями. Примеры теплообменников включают в себя радиатор, промежуточный охладитель, охладитель масла, сердцевину обогревателя, коллектор тепла отработавших газов и наружный теплообменник теплового насоса. Каждый источник 1 тепла вычисляет доступное для подачи количество тепла, которое является максимальным количеством тепла, которое может быть подано, и фактическое поданное количество тепла, которое является количеством тепла, поданным фактически, на основе рабочего состояния источника 1 тепла и рабочего состояния позднее описанного актуатора 3 и выводит вычисленное доступное для подачи количество тепла и фактически поданное количество тепла позднее описанному распределителю 2 количества тепла. В случае, когда источник 1 тепла является тепловым генератором, поданное количество тепла источника 1 тепла соответствует количеству сформированного тепла. В случае, когда источник 1 тепла является теплообменником, поданное количество тепла источника 1 тепла соответствует количеству выпущенного тепла. Источник 1 тепла включает в себя компьютер, такой как ECU, который не показан, и каждый из позднее описанных процессов выполняется посредством компьютера. В настоящем варианте осуществления предусматриваются множество источников 1 тепла, но число источников 1 тепла, включенных в систему 10 управления тепловой энергией, может быть равным единице.

Распределитель 2 количества тепла получает множество запросов тепла, сформированных во всем транспортном средстве, и распределяет требуемое количество тепла, которое вычисляется из множества полученных запросов тепла, каждому источнику 1 тепла на основе требуемого количества тепла и доступного для подачи количества тепла, полученного от каждого источника 1 тепла. Запросы тепла, сформированные во всем транспортном средстве, являются запросами для величин тепла, требуемых различными устройствами, предусмотренными в транспортном средстве, и требуемые количества тепла могут принимать как положительные, так и отрицательные значения. Примеры запросов тепла, сформированных в транспортном средстве, включают в себя запрос положительного или отрицательного количества тепла, требуемого для нагрева или охлаждения двигателя, тягового мотора, тягового аккумулятора или т.п. до оптимальной температуры, запрос положительного или отрицательного количества тепла, требуемого для увеличения или уменьшения температуры воздуха в салоне транспортного средства до заданной температуры кондиционера воздуха, и запрос положительного количества тепла, требуемого для сохранения тепла в теплоносителе каждой из различных систем охлаждения, или отрицательного количества тепла, требуемого для охлаждения теплоносителя до предварительно определенной температуры.

Распределитель 2 количества тепла запрашивает у каждого источника 1 тепла подачу тепловой энергии, так что каждый из полученных запросов тепла может быть удовлетворен. Например, когда количество тепла для повышения температуры воздуха в салоне транспортного средства до предварительно определенной температуры запрашивается от кондиционера воздуха, распределитель 2 количества тепла распределяет количество тепла, требуемое от кондиционера воздуха, двигателю или тепловому насосу. В распределении требуемого количества тепла каждому источнику 1 тепла распределитель 2 количества тепла принимает во внимание доступное для подачи количество тепла каждого источника 1 тепла. Например, когда доступное для подачи количество тепла двигателя меньше количества тепла, требуемого от кондиционера воздуха, распределитель 2 количества тепла распределяет все количество тепла, требуемое от кондиционера воздуха, источникам 1 тепла, отличным от двигателя, или распределяет часть количества тепла, требуемого от кондиционера воздуха, двигателю и распределяет остаток количества тепла, требуемого от кондиционера воздуха, источникам 1 тепла, отличным от двигателя. Когда требуемое количество тепла распределяется каждому источнику 1 тепла без учета доступного для подачи количества тепла каждого источника 1 тепла, может возникать ситуация, в которой доступное для подачи количество тепла некоторого источника 1 тепла меньше количества тепла, распределенного ему, и, таким образом, подача тепловой энергии становится недостаточной, но существует избыточная тепловая энергия, оставшаяся в другом источнике 1 тепла. Избыточная тепловая энергия отбрасывается, так что происходит пустая трата энергии.

С другой стороны, в системе 10 управления тепловой энергией согласно настоящему варианту осуществления, распределитель 2 количества тепла может распознавать, насколько большой запас существует для доступного для подачи количества тепла в каждом источнике 1 тепла, обращаясь к доступному для подачи количеству тепла, полученному от каждого источника 1 тепла. Следовательно, даже если не существует запас для доступного для подачи количества тепла некоторого источника 1 тепла, если существует запас для доступного для подачи количества тепла другого источника 1 тепла, сформированная тепловая энергия может быть эффективно использована посредством распределения тепловой энергии другого источника 1 тепла источнику запроса тепла. Поскольку распределитель 2 количества тепла предусматривается, и поданное количество тепла каждого источника 1 тепла управляется объединенным образом посредством распределителя 2 количества тепла, улучшенное управление теплом во всем транспортном средстве может быть выполнено. Если компонент, приспособленный для управления поданным количеством тепла каждого источника 1 тепла объединенным образом, такой как распределитель 2 количества тепла, не присутствует, тепловая энергия индивидуально формируется и подается каждым источником 1 тепла, так что запросы тепла, формируемые в транспортном средстве, удовлетворяются. Таким образом, существует возможность того, что тепловая энергия, остающаяся в каком-либо из источников 1 тепла, не используется эффективно, и распределение тепловой энергии во всем транспортном средстве становится неэффективным.

Каждый актуатор 3 является приводным устройством, которое срабатывает в ответ на команду от контроллера, такого как ECU, предусмотренного в источнике 1 тепла, и выполняет управление выводом тепла из источника 1 тепла, управление охлаждением источника 1 тепла, управление теплообменом между теплоносителями, и т.д. Примеры актуаторов 3 включают в себя различные насосы для управления расходом охлаждающей жидкости, различные клапаны для изменения пути протекания для охлаждающей жидкости, вентилятор для охлаждения радиатора или наружного теплообменника, компрессор и расширительный клапан. Кроме того, двигатель и тепловой насос являются источниками 1 тепла, но могут также служить в качестве актуаторов 3.

Множество источников 1 тепла выводят команды привода одному актуатору 3 в некоторых случаях. Следовательно, когда каждый актуатор 3 принимает команды привода от множества источников 1 тепла, актуатор 3 выполняет процесс посредничества и работает согласно команде привода, принятой от какого-либо одного из источников 1 тепла. В частности, каждый источник 1 тепла задает степень свободы для команды привода, которая должна быть выведена актуатору 3. Актуатор 3 работает согласно команде привода, для которой задана наименьшая степень свободы, среди множества принятых команд привода, и отклоняет другие команды привода. Степень свободы, которая должна быть задана для команды привода, задается так, чтобы быть выше, когда число актуаторов 3, которые могут быть использованы каждым источником 1 тепла, чтобы обеспечивать количество тепла, распределенное из распределителя 2 количества тепла, увеличивается. Т.е., степень свободы для команды привода актуатору 3 увеличивается, когда число альтернативных методов для обеспечения количества тепла, распределенного из распределителя 2 количества тепла, увеличивается.

Каждый актуатор 3 выводит свою величину привода источнику 1 тепла, который вывел утвержденную команду привода (см. стрелки прерывистыми линиями на фиг. 1). На фиг. 1 некоторые из путей обратной связи от актуаторов 3 к источникам 1 тепла указываются стрелками прерывистыми линиями, а другие пути обратной связи не показаны. Примеры величины привода от актуатора 3 включают в себя, значение напряжения, значение тока, скорость потока и расход охлаждающей жидкости, угловое положение клапана и число оборотов вентилятора. Величина привода актуатора 3 используется в источнике 1 тепла для вычисления фактического поданного количества тепла. Между тем, актуатор 3 выводит уведомление об отклонении, указывающее, что команда привода была отклонена, источнику 1 тепла, который вывел отклоненную команду привода. Уведомление об отклонении используется в качестве триггера, чтобы источник 1 привода скорректировал команду привода и повторно вывел команду привода другому актуатору 3.

Чтобы предоставить конкретный пример, для транспортного средства, может быть применена конфигурация, в которой вентилятор, радиатор для двигателя и наружный теплообменник теплового насоса размещаются последовательно в таком порядке, и воздух отправляется как к радиатору для двигателя, так и к внешнему теплообменнику теплового насоса с помощью одного и того же вентилятора. В качестве примера, рассматривается случай, в котором такое транспортное средство, имеющее компоновку из вентилятора, радиатора и внешнего теплообменника, используется в зоне холодного климата, и двигатель и обогрев салона транспортного средства запускаются в одно и то же время. В этом случае, поскольку двигатель требует прогрева, команда привода для остановки привода выводится от двигателя актуатору вентилятора. Между тем, поскольку необходимо обмениваться теплом между наружным воздухом и хладагентом, имеющим более низкую температуру, чем наружный воздух, в тепловом насосе кондиционера воздуха, команда привода для увеличения числа оборотов может быть выведена от теплового насоса актуатору вентилятора. Однако, даже когда вентилятор останавливается, тепловой насос кондиционера воздуха может формировать тепло, требуемое для кондиционера воздуха, посредством регулировки компрессора или расширительного клапана.

Следовательно, степень свободы, которая выше степени свободы для команды привода для остановки вентилятора во время прогрева двигателя, задается заранее для команды привода для увеличения числа оборотов от теплового насоса кондиционера воздуха вентилятору. С такой конфигурацией, даже когда актуатор вентилятора принимает противоречивые команды привода от двигателя и теплового насоса, актуатор выполняет процесс посредничества для определения, какая команда привода должна быть утверждена, на основе заданных степеней свободы, и может работать на основе команды привода, имеющей наименьшую степень свободы. В этом примере актуатор вентилятора утверждает команду привода, для которой задана наименьшая степень свободы, и которая выводится от двигателя, и отклоняет команду привода, выводимую от теплового насоса. Когда тепловой насос принимает уведомление об отклонении, тепловой насос может попытаться осуществлять подачу количества тепла, инструктированную распределителем 2 количества тепла, посредством корректировки команды привода и повторного вывода команды привода другому актуатору (например, компрессору или расширительному клапану).

Когда распределитель 2 количества тепла распределяет требуемое количество тепла каждому источнику 1 тепла, суммарное количество доступных для подачи величин тепла всех источников 1 тепла может быть недостаточным для требуемого количества тепла (суммарного количества) во всем транспортном средстве. Следовательно, предпочтительно, создается приоритет, ассоциированный с каждым запросом тепла, сформированным в транспортном средстве, и распределитель 2 количества тепла определяет, для какого запроса тепла количество тепла предпочтительно подается, в соответствии с приоритетами полученных запросов тепла. Приоритет, который должен быть задан для запроса тепла, может быть предварительно задан на основе атрибута запроса тепла (например, является ли запрос тепла запросом тепла, требуемым для движения транспортного средства, или запросом тепла, требуемым для улучшения комфорта в салоне транспортного средства). Что касается приоритета, который должен быть задан для запроса тепла, приоритет для запроса тепла, требуемого для движения транспортного средства, предпочтительно делается более высоким, чем приоритет для запроса тепла, требуемого для улучшения комфорта. Когда суммарное количество доступных для подачи величин тепла всех источников 1 тепла меньше требуемого количества тепла во всем транспортном средстве, распределитель 2 количества тепла может отменять запрос тепла, для которого задан относительно низкий приоритет.

В качестве примера рассматривается случай, в котором, в зоне холодного климата, двигатель и обогрев запускаются в одно и то же время, и запрос тепла для прогрева двигателя и запрос тепла для обогрева салона транспортного средства до заданной температуры посредством кондиционера воздуха вводятся в распределитель 2 количества тепла. Когда распределитель 2 количества тепла определяет, что требуемое количество тепла во всем транспортном средстве меньше суммарного количества доступных для подачи величин тепла всех источников 1 тепла, и доступное для подачи количество тепла двигателя меньше количества тепла, требуемого для прогрева двигателя, распределитель 2 количества тепла отменяет запрос тепла, который выполняется кондиционером воздуха, и который имеет относительно низкий приоритет, и назначает доступное для подачи количество тепла теплового насоса для привода кондиционера воздуха для прогрева двигателя.

Поскольку приоритет предварительно задается для каждого запроса тепла, как описано выше, количества тепла, которые могут быть поданы всеми источниками 1 тепла в каждый момент времени, могут быть назначены в порядке от запроса тепла, для которого необходимость в тепловой энергии является относительно высокой, так что распределение тепла может быть сделано эффективным.

Кроме того, распределитель 2 количества тепла получает фактическое поданное количество тепла, фактически поданное каждым источником 1 тепла. Фактическое поданное количество тепла вычисляется источником 1 тепла на основе величины привода актуатора 3. Распределитель 2 количества тепла корректирует количество тепла, распределенное каждому источнику 1 тепла, на основе количества тепла, распределенного каждому источнику 1 тепла, и фактического поданного количества тепла, полученного от каждого источника 1 тепла. В качестве случаев, когда необходима корректировка, случаи, когда источнику 1 тепла не удалось подать количество тепла, распределенное источнику 1 тепла распределителем 2 количества тепла, возможен случай, когда отклонение, равное или больше предварительно определенного значения, произошло между количеством тепла, распределенным источнику 1 тепла распределителем 2 количества тепла, и фактическим поданным количеством тепла вследствие фактора, приводящего к погрешности, случай, когда какой-либо из источников 1 тепла становится неиспользуемым, и т.д. При необходимости, распределитель 2 количества тепла повторно распределяет требуемое количество тепла каждому источнику 1 тепла и повторно инструктирует каждому источнику 1 тепла подавать тепло. В настоящем варианте осуществления величина привода каждого актуатора 3 не сообщается по обратной связи распределителю 2 количества тепла, а сообщается по обратной связи источнику 1 тепла, и источник 1 тепла выводит фактическое поданное количество тепла, вычисленное на основе величины привода актуатора 3, распределителю 2 количества тепла. Для вычисления фактического поданного количества тепла информация для указания рабочего состояния источника 1 тепла является необходимой в дополнение к величине привода актуатора 3. Следовательно, с конфигурацией, в которой величина привода актуатора 3 сообщается по обратной связи с целью вычисления фактического поданного количества тепла в распределителе 2 количества тепла, необходимость сообщать по обратной связи информацию для указания рабочего состояния источника 1 тепла распределителю 2 количества тепла также возникает, и, таким образом, интерфейс ввода-вывода и процесс управления распределителя 2 количества тепла усложняются. В настоящем варианте осуществления, поскольку источник 1 тепла вычисляет фактическое поданное количество тепла и выводит фактическое поданное количество тепла распределителю 2 количества тепла, интерфейс ввода-вывода и процесс управления распределителя 2 количества тепла могут быть упрощены. Кроме того, даже в случае, когда часть источников 1 тепла или актуаторов 3 изменяется, становится необходимым изменять интерфейс ввода-вывода и процесс управления распределителя 2 количества тепла, и, таким образом, управление теплом во всем транспортном средстве может выполняться объединенным образом независимо от конфигурации системы транспортного средства.

Распределитель 2 количества тепла предпочтительно управляет каждым из количества тепла, требуемого по вышеописанному запросу тепла, доступного для подачи количества тепла и фактического поданного количества тепла в единицах количества тепла. В таком случае, процесс распределения тепла и процесс корректировки (процесс повторного распределения) в распределителе 2 количества тепла могут быть легко выполнены. Однако, распределитель 2 количества тепла может получать другой параметр, такой как температура, вместо получения количества тепла, требуемого по запросу тепла от каждого устройства транспортного средства, и выполнять процесс распределения или процесс корректировки на основе другого параметра.

Процесс управления

Фиг. 2 представляет собой схему последовательности действий, иллюстрирующую процесс управления, выполняемый системой управления тепловой энергией, показанной на фиг. 1.

Этап S1: Распределитель 2 количества тепла получает запросы тепла, сформированные во всем транспортном средстве. После этого обработка переходит к этапу S2.

Этап S2: Каждый из множества источников 1 тепла выводит свое доступное для подачи количество тепла распределителю 2 количества тепла. Доступное для подачи количество тепла каждого источника 1 тепла может быть вычислено, например, на основе рабочего состояния источника 1 тепла и рабочего состояния актуатора 3. После этого обработка переходит к этапу S3.

Этап S3: Распределитель 2 количества тепла выполняет процесс распределения количества тепла. В частности, распределитель 2 количества тепла определяет требуемое количество тепла, которое должно быть распределено каждому источнику 1 тепла, на основе требуемого количества тепла, вычисленного из всех запросов тепла, полученных на этапе S1, и доступного для подачи количества тепла, выведенного от каждого источника 1 тепла на этапе S2. В процессе распределения на этапе S3, как описано выше, используются соотношение величин между требуемым количеством тепла (суммарным количеством) во всем транспортном средстве и суммарным количеством доступных для подачи величин тепла соответствующих источников 1 тепла, емкость подачи тепла на основе доступных для подачи величин тепла соответствующих источников 1 тепла и приоритет, заданный для каждого запроса тепла. После этого обработка переходит к этапу S4.

Этап S4: Распределитель 2 количества тепла инструктирует каждому источнику 1 тепла подавать количество тепла, распределенное на этапе S3. После этого обработка переходит к этапу S5.

Этап S5: Каждый источник 1 тепла выводит команду привода актуатору 3, так что количество тепла, распределенное распределителем 2 количества тепла, может быть обеспечено. Источник 1 тепла, который также служит в качестве актуатора 3, такой как двигатель или тепловой насос, управляет своим выводом сам. После этого обработка переходит к этапу S6.

Этап S6: Когда актуатор 3 принимает множество команд привода, и множество принятых команд привода не может быть выполнено в одно и то же время, актуатор 3 выполняет процесс посредничества. Как описано выше, актуатор 3 обращается к степени свободы, заданной для каждой принятой команды привода, утверждает команду привода, для которой задана наименьшая степень свободы, и отклоняет другие команды привода. Когда актуатор 3 принимает одну команду привода, актуатор 3 не выполняет процесс посредничества и утверждает одну команду привода. Кроме того, когда множество принятых команд привода не противоречат друг другу, актуатор 3 утверждает любую из множества команд привода. После этого обработка переходит к этапу S7.

Этап S7: Актуатор 3 управляет своей работой на основе команды привода, утвержденной на этапе S6. В частности, актуатор 3 управляет расходом или путем протекания для охлаждающей жидкости, числом оборотов вентилятора или т.п. После этого обработка переходит к этапу S8 или S9. Более конкретно, актуатор 3 выполняет процесс на этапе S8 по источнику 1 тепла, который вывел команду привода, утвержденную на этапе S6, и выполняет процесс на этапе S9 по каждому источнику 1 тепла, который вывел команду привода, отклоненную на этапе S6.

Этап S8: Актуатор 3 выводит свою величину привода после выполнения управления работой согласно команде привода, источнику 1 тепла, который вывел команду привода, утвержденную на этапе S6. После этого обработка переходит к этапу S12.

Этап S9: Актуатор 3 выводит уведомление об отклонении, указывающее, что команда привода была отклонена, каждому источнику 1 тепла, который вывел команду привода, отклоненную на этапе S6. После этого обработка переходит к этапу S10.

Этап S10: Когда источник 1 тепла принимает уведомление об отклонении от актуатора 3, источник 1 тепла корректирует команду привода. Более конкретно, источник 1 тепла определяет, может ли количество тепла, распределенное распределителем 2 количества тепла, быть обеспечено посредством привода другого актуатора 3. Когда источник 1 тепла определяет, что распределенное количество тепла может быть обеспечено посредством привода другого актуатора 3, источник 1 тепла формирует команду привода для другого актуатора 3. После этого обработка переходит к этапу S11.

Этап S11: Источник 1 тепла выводит повторно сформированную команду привода актуатору 3, отличному от адресата вывода на этапе S5. После этого обработка переходит к этапу S6, и процессы на этапах S6-S11 циклически выполняются.

Этап S12: Источник 1 тепла вычисляет фактическое поданное количество тепла на основе величины привода, полученной от актуатора 3. Фактическое поданное количество тепла может быть вычислено с помощью значения, обнаруженного или хранимого источником 1 тепла, в дополнение к величине привода актуатора 3. Например, в случае, когда источник 1 тепла является двигателем, и актуатор 3 является водяным насосом, фактическое поданное количество тепла может быть вычислено на основе изменения в температуре охлаждающей жидкости, обнаруженной источником 1 тепла, и расхода охлаждающей жидкости, полученного от актуатора 3. После этого обработка переходит к этапу S13.

Этап S13: Источник 1 тепла выводит вычисленное фактическое поданное количество тепла распределителю 2 количества тепла. После этого обработка переходит к этапу S14.

Этап S14: Распределитель 2 количества тепла корректирует (повторно распределяет) количество тепла, распределенное каждому источнику 1 тепла, на основе количества тепла для подачи, инструктированного каждому источнику 1 тепла на этапе S4, и фактического поданного количества тепла, полученного от каждого источника 1 тепла. После этого обработка переходит к этапу S15.

Этап S15: Распределитель 2 количества тепла инструктирует каждому источнику 1 тепла подавать количество тепла, скорректированное на этапе S14.

После этого процесс распределения тепловой энергии в транспортном средстве продолжается циклическим выполнением процессов на этапах S1-S15 с предварительно определенными временными интервалами.

Вышеописанный распределитель 2 количества тепла может быть реализован посредством специализированной схемы для выполнения процесса управления распределителя 2 количества тепла, показанного на фиг. 2. Кроме того, вышеописанный распределитель 2 количества тепла может быть реализован, например, посредством инструктирования компьютеру, такому как ECU, имеющему процессор, ROM, RAM и жесткий диск, выполнять процессы на этапах S1, S3, S4 и S13-S15, показанные на фиг. 2. Кроме того, процесс управления источника 1 тепла, показанный на фиг. 2, может быть реализован посредством инструктирования компьютеру, такому как ECU для управления источником 1 тепла, выполнять процессы на этапах S5 и S8-S12, показанные на фиг. 2. Аналогично, процесс управления актуатором 3, показанный на фиг. 2, может быть реализован посредством инструктирования компьютеру на плате управления или ECU для управления актуатором 3 выполнять процессы на этапах S6 и S7, показанные на фиг. 2. В случае инструктирования компьютеру выполнять процесс управления на фиг. 2, программа для процесса управления, показанного на фиг. 2, сохраняется в запоминающем устройстве, таком как ROM или жесткий диск, заранее, и процесс управления для каждого из распределителя 2 количества тепла, источника 1 тепла и актуатора 3 может выполняться посредством инструктирования процессору, включенному в компьютер, считывать программу из запоминающего устройства и выполнять программу. Кроме того, настоящее изобретение может рассматриваться как способ управления тепловой энергией и программа, исполняемая компьютером, и компьютерно-читаемый энергонезависимый носитель хранения, имеющий программу, сохраненную на нем.

Полезные результаты и т.д.

В системе 10 управления тепловой энергией согласно настоящему варианту осуществления распределитель 2 количества тепла назначает требуемое количество тепла, вычисленное из запросов тепла, сформированных во всем транспортном средстве, источникам 1 тепла на основе доступных для подачи величин тепла источников 1 тепла. Требуемое количество тепла и подаваемое количество тепла каждого источника 1 тепла управляются объединенным образом посредством распределителя 2 количества тепла, в результате чего, улучшенное управление теплом во всем транспортном средстве может быть выполнено.

Запросы тепла, сформированные во всем транспортном средстве, включают в себя запросы тепла, сформированные с помощью работы двигателя, тягового мотора, блока управления мощностью для тягового мотора, устройства охлаждения/нагрева для салона транспортного средства, приводного аккумулятора для тягового мотора и т.д. Следовательно, распределитель 2 количества тепла может управлять различными запросами тепла объединенным образом.

Когда приоритет задается для каждого запроса тепла, сформированного во всем транспортном средстве, и суммарное количество доступных для подачи величин тепла соответствующих источников 1 тепла меньше требуемого количества тепла, распределитель 2 количества тепла может отменять запрос тепла, для которого задан относительно низкий приоритет. Поскольку приоритет задается для каждого количества тепла, тепловая энергия может быть распределена в соответствии с суммарным количеством доступных для подачи величин тепла и уровнем необходимости тепловой энергии.

Степень свободы задается для команды привода, которая должна быть выведена актуатору 3 каждым источником 1 тепла. Когда актуатор 3 принимает команды привода от двух или более источников тепла, и принятые команды привода не могут быть выполнены в одно и то же время, актуатор 3 может работать на основе команды привода, для которой задана наименьшая степень свободы, и отклонять другие команды привода. Поскольку степень свободы задается для команды привода от каждого источника 1 тепла актуатору 3, даже когда множество команд привода противоречат друг другу, актуатор 3 может надлежащим образом приводиться в действие.

Актуатор 3 выводит уведомление об отклонении, указывающее, что команда привода была отклонена, каждому источнику 1 тепла, который вывел отклоненную команду привода. Когда источник 1 тепла принимает уведомление об отклонении, источник 1 тепла может выводить команду привода актуатору 3, отличному от актуатора 3, который вывел уведомление об отклонении. Поскольку уведомление об отклонении команды привода отправляется от актуатора 3 источнику 1 тепла, источник 1 тепла может выполнять альтернативный способ для обеспечения количества тепла, распределенного из распределителя 2 количества тепла.

Актуатор 3 выводит величину своего привода источнику 1 тепла, который вывел ему команду привода, и источник 1 тепла может выводить фактическое поданное количество тепла, вычисленное на основе величины привода, полученной от актуатора 3, распределителю 2 количества тепла. Поскольку фактическое поданное количество тепла сообщается по обратной связи от источника 1 тепла распределителю 2 количества тепла, распределитель 2 количества тепла может управлять тем, было ли обеспечено количество тепла, распределенное изначально каждому источнику 1 тепла.

Распределитель 2 количества тепла может корректировать количество тепла, распределенное каждому источнику 1 тепла, на основе фактического поданного количества тепла, принятого от каждого источника 1 тепла. Поскольку количество тепла, распределенное каждому источнику 1 тепла, корректируется на основе фактического поданного количества тепла каждого источника 1 тепла, даже когда каждый источник 1 тепла не смог подать количество тепла, запрошенное от распределителя 2 количества тепла, по некоторым причинам, требуемое количество тепла может быть повторно распределено каждому источнику 1 тепла.

Второй вариант осуществления

Конфигурация

Фиг. 3 представляет собой функциональную блок-схему, показывающую схематичную конфигурацию системы управления тепловой энергией согласно второму варианту осуществления. Далее в данном документе различия между настоящим вариантом осуществления и первым вариантом осуществления будут, главным образом, описаны.

Система 20 управления тепловой энергией согласно настоящему варианту осуществления получается посредством дополнительного добавления блока 4 управления состоянием в систему 10 управления тепловой энергией согласно первому варианту осуществления.

Блок 4 управления состоянием может получать и управлять состоянием транспортного средства или состоянием внешнего окружения (далее в данном документе эти состояния совокупно называются "состоянием системы") и выбирать более предпочтительный путь для тепла в транспортном средстве на основе полученного состояния системы. Например, когда блок 4 управления состоянием получает состояние системы, которое является состоянием, когда двигатель прогревается, блок 4 управления состоянием выбирает путь, более короткий, чем во время без прогрева, в качестве пути для охлаждающей жидкости для двигателя, для того, чтобы стимулировать прогрев двигателя. Блок 4 управления состоянием выводит выбранный более предпочтительный путь тепла в качестве информации о состоянии системы распределителю 2 количества тепла.

Состояние транспортного средства ссылается на состояние, представляющее то, как транспортное средство работает, а состояние внешнего окружения ссылается на состояние, представляющее то, что собой представляет внешнее окружение транспортного средства. Состояние транспортного средства, включенное в состояние системы, включает в себя состояние, когда двигатель прогревается, состояние, когда транспортное средство движется, состояние, когда транспортное средство остановлено, состояние, когда гибридное транспортное средство движется с помощью своего двигателя, состояние, когда гибридное транспортное средство движется электрическим способом с помощью своего тягового мотора, состояние, когда транспортное средство движется в режиме экономии энергии, и т.д. Кроме того, состояние внешнего окружения включает в себя состояние, когда транспортное средство используется в конкретное время года, состояние, когда транспортное средство используется в зоне холодного климата, и т.д.

Распределитель 2 количества тепла распределяет подаваемое количество тепла каждому источнику 1 тепла, а также корректирует распределенное количество тепла, на основе информации о состоянии системы, выведенной из блока 4 управления состоянием. Например, предполагается случай, в котором запрос тепла для обогрева салона транспортного средства выполняется кондиционером воздуха, в то время как двигатель прогревается, и когда путь для охлаждающей жидкости для стимулирования прогрева двигателя был выбран. В таком случае, распределитель 2 количества тепла определяет, что состояние транспортного средства является состоянием, когда прогрев двигателя стимулируется, на основе информации о состоянии системы и может распределять количество тепла, требуемое от кондиционера воздуха, другому источнику 1 тепла.

Процесс управления согласно настоящему варианту осуществления может быть реализован посредством дополнительного добавления этапа получения блоком 4 управления состоянием состояния системы и этапа вывода блоком 4 управления состоянием информации о состоянии системы распределителю 2 количества тепла, в последовательность управления, показанную на фиг. 2. Распределитель 2 количества тепла отражает информацию о состоянии системы, полученную от блока 4 управления состоянием, в процессе распределения на этапе S3 и процессе корректировки на этапе S14 на фиг. 2.

Полезные результаты и т.д.

Как описано выше, система 20 управления тепловой энергией согласно настоящему варианту осуществления включает в себя блок 4 управления состоянием, который получает и управляет состоянием системы (состоянием транспортного средства или состоянием внешнего окружения), и распределитель 2 количества тепла может корректировать количество тепла, распределенное каждому источнику 1 тепла, на основе состояния системы, полученного блоком 4 управления состоянием. Согласно этой конфигурации, более эффективное управление теплом может быть выполнено во всем транспортном средстве с учетом состояния системы.

Модификации

В вышеописанном первом варианте осуществления выбор пути для тепла может быть выполнен распределителем 2 количества тепла. В этом случае, информация, представляющая один или более путей для тепла, по которым тепловая энергия может быть передана между источниками 1 тепла, включенными в транспортное средство, подготавливается в соответствии с конфигурацией источников 1 тепла и актуаторов 3, включенных в транспортное средство, и распределитель 2 количества тепла может выбирать более предпочтительный путь для тепла (путь передачи тепловой энергии), обращаясь к информации о пути для тепла. В случае, когда распределитель 2 количества тепла может выбирать путь для тепла, распределитель 2 количества тепла может назначать требуемое количество тепла каждому источнику тепла на основе информации о выбранном или переключенном пути для тепла в дополнение к запросам тепла и обеспечиваемому количеству тепла и фактическому сформированному количеству тепла каждого источника 1 тепла. Например, когда запрос тепла, выполненный для прогрева двигателя, не может быть удовлетворен только посредством привода двигателя, и существует запас количества тепла для подачи в другом источнике 1 тепла, таком как тепловой насос, распределитель 2 количества тепла может выбирать путь для тепла, по которому тепловая энергия передается от другого источника 1 тепла, такого как тепловой насос, к двигателю, на основе информации о пути для тепла, и назначать количество тепла, недостающее для прогрева двигателя, другому источнику 1 тепла. В этом случае, распределитель 2 количества тепла может дополнительно переключать путь для тепла. В этом случае, информация, представляющая рабочее состояние каждого актуатора 3 для обеспечения пути для тепла, включенная в вышеописанную информацию о пути для тепла, подготавливается в соответствии с конфигурацией источников 1 тепла и актуаторов 3, включенных в транспортное средство, и актуатор 3 непосредственно или опосредованно переключается посредством обращения к информации о рабочем состоянии актуатора 3, в результате чего, текущий путь для тепла может быть переключен на предпочтительный путь для тепла (путь передачи для тепловой энергии). В вышеописанном втором варианте осуществления процесс переключения пути для тепла может быть выполнен посредством блока 4 управления состоянием.

Выбор или переключение пути для тепла (управление актуаторами 3) могут быть выполнены посредством конфигурации, отличной от систем 10 и 20 управления тепловой энергии согласно вышеописанным соответствующим вариантам осуществления.

Настоящее изобретение может быть использовано для системы, которая оптимизирует, во всем транспортном средстве, распределение тепловой энергии, испускаемой от множества источников тепла, включенных в транспортное средство.

1. Система (10, 20) управления тепловой энергией для транспортного средства, содержащая:

множество источников (1) тепла и

распределитель (2) количества тепла, выполненный с возможностью распределения всего требуемого количества тепла, вычисленного из множества запросов тепла, сформированных во всем транспортном средстве, источникам (1) тепла на основе доступного для подачи количества тепла источников (1) тепла.

2. Система управления тепловой энергией по п. 1, в которой запрос тепла, сформированный во всем транспортном средстве, включает в себя запросы тепла, сформированные с помощью работы двигателя, тягового мотора, блока управления мощностью для тягового мотора, устройства охлаждения/нагрева для салона транспортного средства и приводного аккумулятора для тягового мотора.

3. Система управления тепловой энергией по п. 1 или 2, в которой

задается приоритет для запроса тепла, сформированного во всем транспортном средстве, и,

когда суммарное количество доступного для подачи количества тепла источника (1) тепла меньше всего требуемого количества тепла, распределитель (2) количества тепла отменяет запрос тепла, для которого задан относительно низкий приоритет.

4. Система управления тепловой энергией по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащая множество приводных устройств (3), каждое из которых сформировано, чтобы приводиться в действие на основе команды привода, выведенной из по меньшей мере одного из источников (1) тепла и приспособленной для управления количеством тепла, подаваемого по меньшей мере одним из источников (1) тепла, который вывел команду привода,

при этом степень свободы задается для каждой из команд привода, выведенных приводным устройствам (3) источниками (1) тепла, и,

когда приводное устройство (3) принимает команды привода от двух или более источников (1) тепла и принятые команды привода не могут быть выполнены в одно и то же время, приводное устройство (3) работает на основе команды привода, для которой задана наименьшая степень свободы, и отклоняет другие команды привода.

5. Система управления тепловой энергией по п. 4, в которой

приводное устройство (3) выводит уведомление об отклонении, указывающее на то, что команда привода была отклонена, каждому источнику (1) тепла, который вывел отклоненную команду привода, и,

когда источник (1) тепла принимает уведомление об отклонении, источник (1) тепла выводит команду привода приводному устройству (3), отличному от приводного устройства (3), которое вывело уведомление об отклонении.

6. Система управления тепловой энергией по п. 4 или 5, в которой

приводное устройство (3) выводит свою величину привода источнику (1) тепла, который вывел ему команду привода, и

источник (1) тепла выводит фактическое поданное количество тепла, вычисленное на основе величины привода, полученной от приводного устройства (3), распределителю (2) количества тепла.

7. Система управления тепловой энергией по п. 6, в которой распределитель (2) количества тепла корректирует количество тепла, назначенное каждому источнику (1) тепла, на основе фактического поданного количества тепла, принятого от каждого из источников (1) тепла.

8. Система управления тепловой энергией по любому из пп. 1-7, дополнительно содержащая блок (4) управления состоянием, выполненный с возможностью получения и управления состоянием транспортного средства или состоянием внешнего окружения,

при этом распределитель (2) количества тепла корректирует количество тепла, назначенное каждому источнику (1) тепла, на основе состояния транспортного средства или состояния внешнего окружения, полученного посредством блока (4) управления состоянием.

9. Система управления тепловой энергией по п. 1, в которой источником (1) тепла является тепловой генератор или теплообменник.

10. Система (10, 20) управления тепловой энергией для транспортного средства, содержащая:

источник (1) тепла и

распределитель (2) количества тепла, выполненный с возможностью назначения требуемого количества тепла, вычисленного из запроса тепла, сформированного во всем транспортном средстве, источнику (1) тепла на основе доступного для подачи количества тепла источника (1) тепла,

при этом задается приоритет для запроса тепла, сформированного во всем транспортном средстве,

причем, когда суммарное количество доступного для подачи количества тепла источника (1) тепла меньше требуемого количества тепла, распределитель (2) количества тепла отменяет запрос тепла, для которого задан относительно низкий приоритет.

11. Система (10, 20) управления тепловой энергией для транспортного средства, содержащая:

источник (1) тепла;

распределитель (2) количества тепла, выполненный с возможностью назначения требуемого количества тепла, вычисленного из запроса тепла, сформированного во всем транспортном средстве, источнику (1) тепла на основе доступного для подачи количества тепла источника (1) тепла; и

множество приводных устройств (3), каждое из которых выполнено с возможностью приведения в действие на основе команды привода, выведенной из по меньшей мере одного из источников (1) тепла и приспособленной для управления количеством тепла, подаваемого указанным по меньшей мере одним из источников (1) тепла, который вывел команду привода,

при этом степень свободы задается для каждой из команд привода, выведенных приводным устройствам (3) источниками (1) тепла,

причем, когда приводное устройство (3) принимает команды привода от двух или более источников (1) тепла и принятые команды привода не могут быть выполнены в одно и то же время, приводное устройство (3) работает на основе команды привода, для которой задана наименьшая степень свободы, и отклоняет другие команды привода.

12. Система (10, 20) управления тепловой энергией для транспортного средства, содержащая:

источник (1) тепла;

распределитель (2) количества тепла, выполненный с возможностью назначения требуемого количества тепла, вычисленного из запроса тепла, сформированного во всем транспортном средстве, источнику (1) тепла на основе доступного для подачи количества тепла источника (1) тепла; и

блок (4) управления состоянием, выполненный с возможностью получения и управления состоянием транспортного средства или состоянием внешнего окружения,

при этом распределитель (2) количества тепла корректирует количество тепла, назначенное каждому из множества источников (1) тепла, на основе состояния транспортного средства или состояния внешнего окружения, полученного посредством блока (4) управления состоянием.