專利名稱：調(diào)節(jié)機(jī)動(dòng)車(chē)?yán)鋮s空氣流的方法與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及調(diào)節(jié)機(jī)動(dòng)車(chē)?yán)鋮s空氣流的方法與設(shè)備。
背景技術(shù)：
汽車(chē)前部通常都會(huì)安置一個(gè)或多個(gè)換熱器，用以向外界排出由于發(fā)動(dòng)機(jī)和其他動(dòng) 力總成工作中產(chǎn)生的熱量。為了這個(gè)目的，通過(guò)汽車(chē)在行進(jìn)過(guò)程中形成的動(dòng)態(tài)壓力和可能 的情況下散熱器風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流會(huì)流過(guò)這一個(gè)或多個(gè)換熱器以及發(fā)動(dòng)機(jī)艙。在裝有空調(diào)的 汽車(chē)?yán)?，一般情況下會(huì)在發(fā)動(dòng)起散熱器部分安裝空調(diào)的外換熱器，把駕駛室內(nèi)的熱量向外 界排出。在這里，通過(guò)外換熱器的氣流還會(huì)通過(guò)動(dòng)態(tài)壓力和/或一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇來(lái)產(chǎn)生。特別是在高速行進(jìn)中利用動(dòng)態(tài)壓力來(lái)形成冷卻空氣流這一做法將會(huì)帶來(lái)的后果 是，提升了空氣阻力以及由此提高了燃油消耗，因此，依據(jù)EP 0 117 775 Al將不借助動(dòng)態(tài) 壓力來(lái)產(chǎn)生冷卻空氣流。為此安裝一個(gè)散熱器風(fēng)扇，它將不依靠動(dòng)態(tài)壓力而為發(fā)動(dòng)機(jī)散熱 器和可能情況下為空調(diào)外換熱器產(chǎn)生氣流。由此雖然可以克服空氣阻力的增大，但是散熱 器風(fēng)扇的功率消耗將會(huì)增加汽車(chē)的燃油消耗。此外為了保障發(fā)動(dòng)機(jī)和可能情況下其他汽車(chē) 動(dòng)力總成的有效冷卻所帶來(lái)的花費(fèi)也必定很高。另外一種降低因冷卻空氣流引起的空氣阻力的可能方法是，安裝一個(gè)有效的可控 的百葉窗，只要沒(méi)有相應(yīng)的冷卻要求，它可中斷冷卻空氣流并因此避免了由其形成摩擦消 耗。在DE 10 2005 034 775 Al中描述了一種汽車(chē)?yán)鋮s體系風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的有效百葉窗的控 制法，其中百葉窗依據(jù)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)狀態(tài)開(kāi)啟或關(guān)閉。在這里，百葉窗在一般狀態(tài)下處于關(guān)閉 狀態(tài)，僅在通風(fēng)裝置運(yùn)行或冷卻要求較高時(shí)才開(kāi)啟。一般情況下，即百葉窗關(guān)閉時(shí)，汽車(chē)的 空氣阻力降低。但并沒(méi)有考慮到百葉窗開(kāi)啟時(shí)油耗的降低方法。DE 197 19 792 Al公開(kāi)了一種調(diào)節(jié)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度的方法，在其方法中， 冷卻水泵和為制造冷卻空氣流應(yīng)用的通風(fēng)裝置的功率將依據(jù)泵和通風(fēng)裝置總能耗最小的 原則來(lái)調(diào)節(jié)。借助百葉窗，動(dòng)態(tài)壓力驅(qū)動(dòng)的冷卻空氣流的通過(guò)量可以通過(guò)冷卻器來(lái)調(diào)節(jié)，可 以通過(guò)百葉窗的控制來(lái)影響汽車(chē)對(duì)抗空氣阻力在前進(jìn)中需要的能耗，并且在總能耗方面實(shí) 現(xiàn)冷卻劑溫度的最佳調(diào)節(jié)。在此并沒(méi)有考慮到能體現(xiàn)為汽車(chē)全部能量需求之中一部分的空 調(diào)能量需求，以至于當(dāng)空調(diào)運(yùn)行時(shí)，不可能實(shí)現(xiàn)百葉窗的最佳調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供調(diào)節(jié)汽車(chē)?yán)鋮s空氣流的方法和設(shè)備，從而能夠克服掉上述提到的 缺陷。獨(dú)立權(quán)利要求中的方法以及設(shè)備可以完成這項(xiàng)任務(wù)。按照本發(fā)明方法對(duì)汽車(chē)內(nèi)冷卻空氣流的調(diào)節(jié)中，特別是對(duì)汽車(chē)空調(diào)外換熱器冷卻 空氣流的調(diào)節(jié)中，至少應(yīng)確定一個(gè)空調(diào)的負(fù)荷參數(shù)以及一個(gè)汽車(chē)行進(jìn)速度。在應(yīng)用這至少 一個(gè)空調(diào)負(fù)荷參數(shù)和至少一個(gè)測(cè)量得出的速度時(shí)，依據(jù)本發(fā)明可以確定導(dǎo)流裝置的最佳設(shè) 定從而通過(guò)外換熱器實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻空氣流的控制，以及將導(dǎo)流裝置調(diào)節(jié)到最佳設(shè)定。
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導(dǎo)流裝置的最佳調(diào)節(jié)要依照降低汽車(chē)能耗的原則。在這里，特別是空調(diào)的功率消 耗要最小化，它在一個(gè)依靠汽車(chē)速度決定的大小范圍里受導(dǎo)流裝置設(shè)定的影響。通過(guò)發(fā)動(dòng) 機(jī)艙內(nèi)或者汽車(chē)前部排出的熱空氣的或大或小部分與冷卻空氣流的混合，導(dǎo)流裝置的設(shè)定 不但能確定冷卻空氣流的通過(guò)量，而且可以在相當(dāng)大的范圍里影響冷卻空氣流的溫度。兩 者均在很大程度上影響空調(diào)的效率。導(dǎo)流裝置的設(shè)定在相當(dāng)大的大小范圍內(nèi)不僅影響汽車(chē) 的空氣阻力系數(shù)，而且還影響空調(diào)的功率消耗和汽車(chē)總體能量消耗。導(dǎo)流裝置的調(diào)節(jié)比如可以使冷卻空氣流毫無(wú)阻礙的流過(guò)空調(diào)的外換熱器，當(dāng)動(dòng)態(tài) 壓力足夠的時(shí)候，外換熱器和其中的冷卻劑可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化冷卻?？照{(diào)的效率由此提高，從而 在給定空調(diào)冷卻要求時(shí)，例如空調(diào)壓縮機(jī)的功率消耗會(huì)降低。另一方面，通過(guò)利用動(dòng)態(tài)壓力 或者打開(kāi)散熱器百葉窗，汽車(chē)的空氣阻力會(huì)增大，因此要求提高驅(qū)動(dòng)功率來(lái)克服空氣阻力。 但當(dāng)行進(jìn)速度足夠高時(shí)，部分關(guān)閉導(dǎo)流裝置仍可有充足的冷卻空氣流供利用，因此空調(diào)的 效率并不會(huì)實(shí)質(zhì)上降低。再進(jìn)一步開(kāi)啟導(dǎo)流裝置并不會(huì)提高空調(diào)效率，如果有這種情況反 而使汽車(chē)的空氣阻力增大。根據(jù)導(dǎo)流裝置依照特定的速度關(guān)閉，空調(diào)效率實(shí)際上不會(huì)降低， 從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)流裝置的最佳設(shè)定。通過(guò)應(yīng)用空調(diào)負(fù)荷參數(shù)和汽車(chē)行進(jìn)速度，在考慮了運(yùn)行空調(diào)所需功率的前提下， 來(lái)為導(dǎo)流裝置選擇最佳設(shè)定，這樣根據(jù)發(fā)明就可以在運(yùn)行空調(diào)時(shí)使汽車(chē)的能耗最小化。由 此發(fā)明所提的任務(wù)被徹底解決。依此方法汽車(chē)的總能耗還將進(jìn)一步降低，而且在確定導(dǎo)流裝置的最佳設(shè)定時(shí)并不 須考慮為克服空氣阻力必需的驅(qū)動(dòng)功率。依據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，待最小化的汽車(chē)能耗包括汽車(chē)為克服空氣阻力所必 需的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)功率。它依賴于汽車(chē)的行進(jìn)速度并體現(xiàn)為汽車(chē)總驅(qū)動(dòng)功率的一部分。因?yàn)?空氣阻力系數(shù)依賴于導(dǎo)流裝置的設(shè)定，所以汽車(chē)的這部分驅(qū)動(dòng)功率也依賴于導(dǎo)流裝置的設(shè) 定。導(dǎo)流裝置的設(shè)定通過(guò)本方法選擇，并且通過(guò)最小化空調(diào)和克服空氣阻力的驅(qū)動(dòng)功率的 總和，可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)總能耗的有效降低。在本發(fā)明另外一個(gè)最佳實(shí)施方式中，至少安裝一個(gè)風(fēng)扇用來(lái)產(chǎn)生或加強(qiáng)通過(guò)外換 熱器的冷卻空氣流。這至少一個(gè)的風(fēng)扇可以同時(shí)產(chǎn)生通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器的氣流和/或冷卻 其余動(dòng)力總成。特別是當(dāng)汽車(chē)在沒(méi)有動(dòng)態(tài)壓力的情況下靜止時(shí)，風(fēng)扇也能產(chǎn)生冷卻空氣流。在優(yōu)選實(shí)施方式中，汽車(chē)的能耗包括為外換熱器而設(shè)的至少一個(gè)的風(fēng)扇的功率消 耗。當(dāng)風(fēng)扇運(yùn)行時(shí)，依賴于導(dǎo)流裝置設(shè)定的加強(qiáng)冷卻空氣流可以提高空調(diào)的效率。另一方 面，風(fēng)扇的功率消耗會(huì)增加汽車(chē)的總能耗?？紤]了至少一個(gè)風(fēng)扇的功率消耗的前提下，導(dǎo)流 裝置的最佳設(shè)定將進(jìn)一步使汽車(chē)的總能耗最小化。當(dāng)因?yàn)樾羞M(jìn)速度產(chǎn)出的動(dòng)態(tài)壓力足夠大時(shí)，其特別的好處在于導(dǎo)流裝置可以這樣 調(diào)節(jié)，即盡可能大的開(kāi)啟，從而盡可能避免開(kāi)動(dòng)風(fēng)扇。依據(jù)本發(fā)明方法的另一最佳實(shí)施方 式，在高速行進(jìn)中另一方面好處是，可以驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇并使導(dǎo)流裝置盡可能處于關(guān)閉狀態(tài)；例 如，當(dāng)因?yàn)槔昧藦陌l(fā)動(dòng)機(jī)艙排出的再循環(huán)熱空氣，因降低空氣摩擦的獲益將會(huì)過(guò)度補(bǔ)償 給風(fēng)扇的額外功率消耗。此外最好是能夠確定外部空氣的溫度，并應(yīng)用在導(dǎo)流裝置的最佳設(shè)定中。外部空 氣溫度對(duì)空調(diào)外換熱器的散熱效率以及因此對(duì)空調(diào)的功率消耗起至關(guān)重要的作用?？紤]并 掌握了外部空氣溫度后，可以更準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)導(dǎo)流裝置，并可以在眾多驅(qū)動(dòng)條件下使汽車(chē)能耗還能做到最小化。發(fā)明中的速度是指相對(duì)于地面的速度，它能夠通過(guò)測(cè)量車(chē)輪的轉(zhuǎn)速得到的。速度 還可以指汽車(chē)相對(duì)于周?chē)諝獾乃俣?，它可以通過(guò)測(cè)量動(dòng)態(tài)壓力來(lái)確定。兩種速度在本發(fā) 明的方法中均可應(yīng)用。空調(diào)的功率消耗可以直接作為負(fù)荷參數(shù)來(lái)使用。對(duì)于一個(gè)擁有冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)并 且靠壓縮機(jī)輸送冷卻劑的空調(diào)來(lái)說(shuō)，參數(shù)就可以是壓縮機(jī)機(jī)械的或者電動(dòng)的功率消耗或者 由其導(dǎo)出的某個(gè)量。描述空調(diào)制冷要求或者描述冷卻劑循環(huán)中的壓力和/或流體的測(cè)量 值，也可以作為負(fù)荷參數(shù)來(lái)使用。出版物EP 16474^B1中描述了一種評(píng)價(jià)汽車(chē)?yán)鋮s劑壓縮 機(jī)功率消耗的方法，這里將參考其中公開(kāi)的全部?jī)?nèi)容。還會(huì)有很多的空調(diào)負(fù)荷參數(shù)，并應(yīng)用 在導(dǎo)流裝置最佳設(shè)定的確定中。冷卻劑壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓力作為空調(diào)的負(fù)荷參數(shù)時(shí)擁有特別的優(yōu)勢(shì)。壓縮機(jī)出口處 的壓力很容易測(cè)量得到，并且其適合描述空調(diào)的功率要求。在確定導(dǎo)流裝置最佳設(shè)定時(shí)，可以應(yīng)用負(fù)荷參數(shù)和速度和外部溫度(如果有這種 情況的話)的即時(shí)值，或者應(yīng)用平均值，以此來(lái)消除測(cè)量值的短期振動(dòng)。還可以應(yīng)用計(jì)算值 或校正值，因此避免了系統(tǒng)誤差，以及因此通過(guò)考慮到速度對(duì)空調(diào)制冷要求的影響預(yù)先校 正了負(fù)荷參數(shù)。汽車(chē)能耗相比于原始狀態(tài)降低，這樣就能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流裝置的最佳設(shè)定。導(dǎo)流裝置的 最佳設(shè)定最好是由先已決定的汽車(chē)速度和空調(diào)負(fù)荷參數(shù)以及可能情況下外部溫度之間相 互關(guān)系確定的一個(gè)最佳設(shè)定。在這里，首先采用組合特征曲線，它為每一組速度，負(fù)荷參數(shù) 和可能情況下外部溫度和/或其他輸入變量的組合提供一個(gè)導(dǎo)流裝置最佳設(shè)定。組合特征 曲線通常依賴于很多由設(shè)計(jì)決定的汽車(chē)特點(diǎn)，并且其可針對(duì)每款車(chē)型預(yù)先確定，但它也依 賴于每輛單個(gè)的車(chē)。導(dǎo)流裝置的最佳設(shè)定因此以作為速度、負(fù)荷參數(shù)和可能情況下其他測(cè) 量值的函數(shù)形式給出。作為導(dǎo)流裝置會(huì)有大量因素影響冷卻空氣流，比如閥門(mén)或者調(diào)節(jié)通過(guò)量的導(dǎo)風(fēng)板 和/或冷卻空氣流的方向。導(dǎo)流裝置最好是逐漸可以想象的，特別在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方面是可 調(diào)節(jié)的，并且相應(yīng)的在電動(dòng)方面是可以控制的。依本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，導(dǎo)流裝置是散熱器百葉窗，它安裝在空調(diào)外換熱器或 風(fēng)扇的直接前方或直接后方，并且可以有效操控。散熱器百葉窗可以由多個(gè)整體或單獨(dú)的 可調(diào)節(jié)葉片組成，它在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方面可以操作，并由控制裝置來(lái)控制。通過(guò)外換熱器可以 簡(jiǎn)單并安全的調(diào)節(jié)冷卻空氣流。依據(jù)本發(fā)明的其他最佳實(shí)施方式，至少需安裝一個(gè)散熱器風(fēng)扇，用以控制調(diào)節(jié)發(fā) 動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)的溫度和/或空調(diào)的冷卻循環(huán)。為此，一般情況下為了調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度會(huì)安 裝一個(gè)調(diào)整電路。同樣在通常情況下，為了調(diào)節(jié)空調(diào)壓縮機(jī)性能，在調(diào)整電路內(nèi)連接一個(gè)歸 為空調(diào)外換熱器的風(fēng)扇。這樣的好處是，本發(fā)明中的方法在調(diào)整電路內(nèi)并不影響空調(diào)或發(fā) 動(dòng)機(jī)溫度的的調(diào)節(jié)，所以并不改變相應(yīng)最佳的冷卻劑溫度。本發(fā)明調(diào)節(jié)汽車(chē)空調(diào)外換熱器冷卻空氣流的設(shè)備為了使氣流可以調(diào)節(jié)，包括了一 個(gè)導(dǎo)流裝置，例如導(dǎo)流裝置可以構(gòu)成能有效控制的散熱器百葉窗。另外，發(fā)明中的設(shè)備進(jìn) 口處和/或傳感介質(zhì)，用以掌握空調(diào)負(fù)荷參數(shù)和汽車(chē)速度以及可能情況下其他的輸入端參 數(shù)，比如說(shuō)外部溫度。此外設(shè)備還包括用以存儲(chǔ)導(dǎo)流裝置最佳設(shè)定中汽車(chē)速度和空調(diào)負(fù)荷參數(shù)預(yù)先設(shè)定好的相互關(guān)系的存儲(chǔ)介質(zhì)，設(shè)備還包括中央處理器，例如微處理器或者微控 制器。中央處理器用測(cè)量所得到的輸入端參數(shù)來(lái)確定導(dǎo)流裝置的最佳設(shè)定，以使汽車(chē)的能 耗最小化，并控制導(dǎo)流裝置。接受和/或校準(zhǔn)導(dǎo)流裝置最佳設(shè)定的方法包括以下步驟-通過(guò)在不同行進(jìn)速度下依賴于散熱器百葉窗開(kāi)啟的汽車(chē)空氣阻力來(lái)測(cè)量功率消 耗，-在不同行進(jìn)速度和環(huán)境條件下測(cè)量壓縮機(jī)的功率消耗或者扭矩消耗，-通過(guò)依賴于散熱器百葉窗開(kāi)啟和行進(jìn)速度的空氣阻力和壓縮機(jī)來(lái)計(jì)算總能耗， 并且確定空調(diào)負(fù)荷參數(shù)與此有關(guān)的值，-為每一對(duì)汽車(chē)速度和環(huán)境條件的組合計(jì)算出散熱器百葉窗的最佳開(kāi)啟，并且確 定負(fù)荷參數(shù)與此有關(guān)的值，以及-確定出組合特征曲線，以此表征依賴于空調(diào)負(fù)荷參數(shù)、行進(jìn)速度和環(huán)境條件的散 熱器百葉窗的最佳開(kāi)啟。依照本發(fā)明的方法和設(shè)備實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)能耗的降低，例如對(duì)于空調(diào)運(yùn)行中的小轎 車(chē)、載貨車(chē)或軌道機(jī)車(chē)。這樣的空調(diào)可以是一個(gè)空氣調(diào)節(jié)裝置，特別用來(lái)冷卻汽車(chē)內(nèi)部空 間，比如汽車(chē)的駕駛室，而且還可以冷卻載貨車(chē)的貨艙。


下面將結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明，附圖中圖1 本發(fā)明設(shè)備的一個(gè)實(shí)施方式；圖2 在兩個(gè)不同行進(jìn)速度條件下，測(cè)量依賴散熱器百葉窗開(kāi)啟的汽車(chē)空調(diào)效率 的例子；圖3 在三個(gè)不同外部溫度條件下，測(cè)量依賴散熱器百葉窗開(kāi)啟的空調(diào)效率的例 子；圖4 空調(diào)壓縮機(jī)功率消耗和壓縮機(jī)產(chǎn)生壓力以及壓縮機(jī)輸出輸入端壓力比之間 的相互關(guān)系的例子；圖5 壓縮機(jī)功率消耗的例子，和通過(guò)空氣阻力確定的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)功率消耗依賴于 散熱器百葉窗開(kāi)啟的例子；圖6 本發(fā)明中所述方法實(shí)施方式的概況流程圖，和圖7 舉例描述的一個(gè)方法的概況流程圖，該方法為實(shí)施本發(fā)明的方法而采用組 合特征曲線。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖1，裝在汽車(chē)?yán)锏目照{(diào)比如包括構(gòu)成蒸發(fā)器的內(nèi)換熱器1，內(nèi)部氣流2穿過(guò) 內(nèi)換熱器1。由內(nèi)部空氣向內(nèi)換熱器1中包含的制冷劑給出的熱量將加熱制冷劑并使其蒸 發(fā)，同事內(nèi)部空氣被冷卻。加熱了的或已氣化的制冷劑到達(dá)壓縮制冷劑的壓縮機(jī)3。壓縮機(jī) 輸出端壓力可由壓力傳感器4測(cè)得。被壓縮的制冷劑到達(dá)外換熱器5，在此釋放一部分其包 含的熱量或者冷凝。外換熱器5也可以被表述為液化器或冷凝器，因?yàn)闅鈶B(tài)的制冷劑可以 在其中通過(guò)釋放熱量而冷凝。在制冷劑循環(huán)6的隨后過(guò)程中，制冷劑流過(guò)一個(gè)膨脹或者減壓裝置7，例如一個(gè)節(jié)流閥，隨后再次到達(dá)內(nèi)換熱器1。箭頭6’標(biāo)出了制冷劑在冷卻循環(huán)6 中的流動(dòng)方向。壓縮機(jī)3比如可以通過(guò)傳送帶由汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)8來(lái)驅(qū)動(dòng)。圖1中虛線標(biāo)出了伴有發(fā) 動(dòng)機(jī)散熱器10的發(fā)動(dòng)機(jī)8的冷卻循環(huán)9?？照{(diào)外換熱器5和發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器10以及散熱器 風(fēng)扇11能夠構(gòu)成一個(gè)冷卻單元12。冷卻空氣流13經(jīng)過(guò)空調(diào)外換熱器5和發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器10。散熱器風(fēng)扇11用以產(chǎn) 生或加強(qiáng)冷卻空氣流13。尤其是在汽車(chē)處于停駛狀態(tài)，沒(méi)有動(dòng)態(tài)壓力的時(shí)候，冷卻空氣流 13僅由散熱器風(fēng)扇11驅(qū)動(dòng)。在外換熱器5前，冷卻空氣流13的方向上，安裝散熱器百葉窗 14，它全部或部分的擋住了冷卻空氣流13的路徑。散熱器百葉窗14也可以安裝在外換熱 器5之后或者也可以齊平的安裝在汽車(chē)前部的外面。從內(nèi)部氣流2中帶走的熱量可以經(jīng)過(guò) 外換熱器5排給冷卻空氣流13，以及由發(fā)動(dòng)機(jī)8產(chǎn)生且沒(méi)被其他地方利用的熱量經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng) 機(jī)散熱器10排給冷卻空氣流13。冷卻空氣流13還能冷卻汽車(chē)的其他動(dòng)力總成。控制裝置15是用來(lái)掌握壓力傳感器4的測(cè)量值和外部溫度值16的。此外，控制 裝置15還掌握汽車(chē)的行進(jìn)速度(并未詳述)。如圖1中介紹的那樣，控制裝置可以是發(fā)動(dòng) 機(jī)控制，或者由此構(gòu)成一個(gè)單元?？刂蒲b置特別包含有存儲(chǔ)器(并未詳述)用來(lái)存儲(chǔ)組合特 征曲線，正因?yàn)槿绱?，在?yīng)用了已掌握的數(shù)值的情況下就能夠確定散熱器百葉窗14的最佳 設(shè)定。確定好的最佳設(shè)定為了操作散熱器百葉窗14被傳達(dá)到一個(gè)促動(dòng)器，比如一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī) 或者調(diào)整板(并未詳述)。促動(dòng)器以箭頭17指示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)葉片14’，以使散熱器百葉窗 14相應(yīng)的按確定好的最佳設(shè)定開(kāi)啟或閉合。在這里，以所期望的方式調(diào)節(jié)冷卻空氣流13。圖2展示了一個(gè)例子，在兩個(gè)不同行進(jìn)速度下，依賴于散熱器百葉窗的開(kāi)啟X測(cè)量 空調(diào)的效率。在這里，用制冷效果(即由內(nèi)向外傳遞的熱量)與壓縮機(jī)的功率消耗之間的 比值來(lái)描述空調(diào)的效率(性能系數(shù)Coefficient of Performance, COP)。圖2示范性的介 紹了當(dāng)外部溫度在25°C時(shí)，行進(jìn)速度是100千米/小時(shí)(曲線18)以及50千米/小時(shí)(曲 線18’)的空調(diào)效率(COP)隨散熱器百葉窗開(kāi)啟X的變化關(guān)系。散熱器百葉窗開(kāi)啟越大，空 調(diào)效率越高，從一個(gè)特定的依賴于速度的開(kāi)啟狀態(tài)19、19’開(kāi)始，效率保持不變。根據(jù)本發(fā) 明所述方法是實(shí)施方式，散熱器百葉窗依賴于汽車(chē)速度要盡可能的關(guān)閉，并且空調(diào)效率保 證最大。由此可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)能耗的降低。圖3展示的是在相同行進(jìn)速度(100千米/小時(shí))但三個(gè)不同外部溫度15°C (曲 線20)、25°C (曲線20’ )、35°C (曲線20”)情況下空調(diào)效率(COP)隨散熱器百葉窗開(kāi)啟X 的變化過(guò)程。在較高溫度時(shí)，空調(diào)效率最大值分別在散熱器百葉窗較大開(kāi)啟01、21’、21”) 時(shí)達(dá)到。掌握外部溫度可以實(shí)現(xiàn)更好的控制散熱器百葉窗，從而使汽車(chē)能耗最小化。正如圖4展示的那樣，當(dāng)給定溫度(25°C )和速度(100千米/小時(shí))時(shí)，空調(diào)壓 縮機(jī)的功率消耗Pc隨散熱器百葉窗開(kāi)啟X的變化而變化?？照{(diào)壓縮機(jī)輸出端壓力曲 線23)以及壓縮機(jī)輸出壓力與輸出壓力的壓力比I^a/Pe(曲線24)同樣也隨散熱器百葉窗 開(kāi)啟的變化而變化。就是說(shuō)，更大的開(kāi)啟散熱器百葉窗能夠更好的冷卻外換熱器，并能提高 空調(diào)效率。不僅是壓縮機(jī)輸出端壓力Pa，而且還有壓縮機(jī)輸出端與輸入端壓力比Pa/Pe與 壓縮機(jī)的功率消耗Pc相互制約，因此這兩個(gè)值同樣也適用于壓縮機(jī)功率消耗的確定。正如圖5展示的測(cè)量實(shí)例，依散熱器百葉窗開(kāi)啟的變化而變化的壓縮機(jī)功率消耗 (曲線26)與汽車(chē)通過(guò)空氣阻力所消耗的驅(qū)動(dòng)功率(曲線27)之和(曲線25)有一個(gè)最小值觀，其相對(duì)應(yīng)于散熱器百葉窗的最佳設(shè)定。通過(guò)散熱器百葉窗的相應(yīng)設(shè)定可以效果非常 好地實(shí)現(xiàn)汽車(chē)總能耗的最小化。圖6概要性的展示了本發(fā)明所述方法的流程圖。組合特征曲線依賴于壓縮機(jī)壓 力、速度、外部溫度和可能情況下其他的輸入變量給出散熱器百葉窗的最佳開(kāi)啟，基于為每 輛或每款車(chē)采用組合特征曲線，控制裝置的處理器應(yīng)用即時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算出最佳開(kāi)啟。隨后的 步驟中還將包括因發(fā)動(dòng)機(jī)空氣冷卻或中冷器所必要的其他條件。根據(jù)所有開(kāi)啟要求所確定 的最大開(kāi)啟為了散熱器百葉窗的操作將被傳達(dá)給促動(dòng)器。每次通過(guò)賦予最大開(kāi)啟要求以優(yōu) 先權(quán)，就能夠在任何情況下避免發(fā)動(dòng)機(jī)或其他動(dòng)力總成的過(guò)熱。圖7展示了為實(shí)施本發(fā)明所述方法所采用組合特征曲線的流程圖。首先，在不同 行進(jìn)速度下，通過(guò)依賴散熱器百葉窗開(kāi)啟的汽車(chē)空氣阻力來(lái)確定功率消耗，例如通過(guò)在風(fēng) 洞內(nèi)的測(cè)量。此外，還要確定在不同行進(jìn)速度和不同環(huán)境條件下的壓縮機(jī)功率消耗。例如 在15°C、25°C和35°C這些外部溫度和其代表的空調(diào)設(shè)定時(shí)，可以完成測(cè)量。此處，還可以考 慮到不同的陽(yáng)光輻射或者對(duì)空氣除濕方面的要求。在隨后步驟里，通過(guò)依賴于散熱器百葉 窗開(kāi)啟和行進(jìn)速度的空氣阻力和壓縮機(jī)來(lái)計(jì)算全部能耗，并且確定其對(duì)應(yīng)的壓縮機(jī)壓力或 者空調(diào)其他負(fù)荷參數(shù)，例如壓縮機(jī)功率消耗和/或壓縮機(jī)輸出端與輸入端的壓力比。通過(guò) 散熱器百葉窗每次開(kāi)啟或者壓縮機(jī)相對(duì)其默認(rèn)設(shè)置都會(huì)引起額外的能耗，代替能量消耗， 也可以確定這些額外的能耗。此外要為每一個(gè)汽車(chē)速度和環(huán)境條件的組合確定散熱器百葉 窗的最佳開(kāi)啟，并以此確定相應(yīng)的壓縮機(jī)壓力或負(fù)荷參數(shù)。綜上，可得出組合特征曲線，組 合特征曲線依照空調(diào)負(fù)荷參數(shù)、行進(jìn)速度和環(huán)境條件、特別是環(huán)境溫度給出散熱器百葉窗 的最佳開(kāi)啟。之后的步驟里為控制散熱器百葉窗將考慮其他一些條件，例如當(dāng)外部溫度超過(guò)一 個(gè)臨界值時(shí)，一輛停駛的汽車(chē)將最大限度的打開(kāi)散熱器百葉窗。以此來(lái)提高空調(diào)的效率。為 了更好加熱發(fā)動(dòng)機(jī)和/或駕駛室，以及為了使在冷卻系統(tǒng)里已有的熱量在發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作 時(shí)得以保持，可以把散熱器百葉窗在低于給定溫度時(shí)即關(guān)閉作為一個(gè)條件來(lái)施行。提高了 的空調(diào)壓縮機(jī)功率消耗在百葉窗閉合和/或散熱風(fēng)扇功率降低時(shí)仍然還有較高的電機(jī)負(fù) 荷并因此能使發(fā)動(dòng)機(jī)較快加熱。這一效果在外部溫度允許和要求的情況下可以用來(lái)改善駕 駛室的加熱。最后還能確定，當(dāng)外部溫度比如高于40°C時(shí)，散熱器百葉窗應(yīng)該始終最大程度 開(kāi)啟。為了實(shí)施圖6所描述的方法，補(bǔ)充了附加條件和邊界條件的組合特征曲線例如以 表格形式(查表Look-up Table)存儲(chǔ)在控制裝置里。通過(guò)已知的插值法可以確定、存儲(chǔ)和 應(yīng)用組合特征曲線。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)節(jié)汽車(chē)?yán)鋮s空氣流，特別是汽車(chē)空調(diào)外換熱器(5)的空氣流的方法，其中，要 確定空調(diào)的負(fù)荷參數(shù)和汽車(chē)的行進(jìn)速度，利用負(fù)荷參數(shù)和速度可以確定導(dǎo)流裝置(14)的 最佳設(shè)定，用以調(diào)節(jié)冷卻空氣流，從而使得包括空調(diào)功率消耗在內(nèi)的汽車(chē)能耗最小化，可以 依據(jù)確定好的最佳設(shè)定來(lái)控制導(dǎo)流裝置(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，汽車(chē)能耗包括汽車(chē)在確實(shí)速度下為克服 汽車(chē)的空氣阻力所必需的驅(qū)動(dòng)功率。
3.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，汽車(chē)能耗包括為外換熱器(5)而 設(shè)的風(fēng)扇(11)的功率消耗。
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，要確定外部溫度，再應(yīng)用外部溫度 確定導(dǎo)流裝置(14)的最佳設(shè)定。
5.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，確定好的速度是汽車(chē)相對(duì)于地面 和/或相對(duì)于空氣的速度。
6.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，空調(diào)有一個(gè)制冷劑壓縮機(jī)(3)，使 用由冷劑壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓力作為負(fù)荷參數(shù)。
7.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，根據(jù)預(yù)先確定好的導(dǎo)流裝置(14) 最佳設(shè)定與汽車(chē)速度和空調(diào)負(fù)荷參數(shù)間的相互關(guān)系來(lái)確定導(dǎo)流裝置(14)的最佳設(shè)定。
8.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，導(dǎo)流裝置(14)是散熱器百葉窗。
9.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，現(xiàn)成至少要有一個(gè)散熱器風(fēng)扇 (11)，其用來(lái)控制調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻循環(huán)和/或空調(diào)冷卻循環(huán)的溫度。
10.調(diào)節(jié)汽車(chē)空調(diào)外換熱器(5)冷卻空氣流的設(shè)備包括有調(diào)節(jié)冷卻空氣流的導(dǎo)流裝 置(14)；確定空調(diào)負(fù)荷參數(shù)和汽車(chē)速度的傳感器；用來(lái)存儲(chǔ)導(dǎo)流裝置最佳設(shè)定與汽車(chē)速 度和空調(diào)負(fù)荷參數(shù)間相互關(guān)系的存儲(chǔ)器；以及為了汽車(chē)能耗最小化和為了控制導(dǎo)流裝置 (14)，用來(lái)確定導(dǎo)流裝置最佳設(shè)定的控制器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)機(jī)動(dòng)車(chē)?yán)鋮s空氣流的方法與設(shè)備，在依照發(fā)明所述方法調(diào)節(jié)汽車(chē)?yán)鋮s空氣流，特別是汽車(chē)空調(diào)外換熱器(5)的空氣流時(shí)，要確定空調(diào)負(fù)荷參數(shù)和汽車(chē)行進(jìn)速度，應(yīng)用空調(diào)負(fù)荷參數(shù)和汽車(chē)行進(jìn)速度能夠確定導(dǎo)流裝置(14)的最佳設(shè)定，從而調(diào)節(jié)冷卻空氣流，以使包括空調(diào)功率消耗在內(nèi)的汽車(chē)總能耗最小化，并且導(dǎo)流裝置(14)按確定好的最佳設(shè)定來(lái)控制。本發(fā)明還涉及一種調(diào)節(jié)汽車(chē)?yán)鋮s空氣流的設(shè)備。
文檔編號(hào)B60K11/08GK102120416SQ20101058470
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月7日
發(fā)明者約瑟夫·詹姆斯·蓋洛, 詹姆斯·邁克爾·科恩斯, 迪特馬爾·費(fèi)舍爾, 馬庫(kù)斯·馬科維茨 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司