AT515193B1 - Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeuges - Google Patents

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Dipl Ing Kunzemann Ralf
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines zumindest eine elektrische Maschine (EM) und zumindest eine Brennkraftmaschine (ICE) aufweisenden Hybridfahrzeuges (1), welches zumindest in einem ersten Betriebsbereich (B1) bei stillstehender Brennkraftmaschine (ICE) durch die elektrische Maschine (EM) angetrieben wird, wobei in zumindest einem zweiten Betriebsbereich (B2) die Brennkraftmaschine (ICE) betrieben wird, welcher unterhalb einer minimalen Betriebstemperatur Wärmeenergie aus einem Latentwärmespeicher (4) zugeführt wird. Um Kraftstoffverbrauch und Emissionen zu reduzieren, ist vorgesehen, dass eine verbleibende Betriebszeit (ΔtR) der elektrischen Maschine (EM) im ersten Betriebsbereich (B1) in Abhängigkeit zumindest einer Einflussgröße abgeschätzt wird und der Beginn (tH) des Zuführens von Wärmeenergie aus dem Latentwärmespeicher (4) an die Brennkraftmaschine (ICE) in Abhängigkeit der verbleibenden Betriebszeit (ΔtR) der elektrischen Antriebsmaschine (EM) erfolgt.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines zumindest eine elektrische Maschine und zumindest eine Brennkraftmaschine aufweisenden Hybridfahrzeuges, welches zumindest in einem ersten Betriebsbereich bei stillstehender Brennkraftmaschine durch die elektrische Maschine angetrieben wird, wobei in zumindest einem zweiten Betriebsbereich die Brennkraftmaschine betrieben wird, welcher unterhalb ihrer Betriebstemperatur Wärmeenergie aus einem Latentwärmespeicher zugeführt wird. Weiters betrifft die Erfindung ein Hybridfahrzeug, mit zumindest einer elektrischen Maschine und zumindest einer Brennkraftmaschine, welches zumindest in einem ersten Betriebsbereich bei stillstehender Brennkraftmaschine durch die elektrische Maschine antreibbar ist, wobei in zumindest einem zweiten Betriebsbereich die Brennkraftmaschine betreibbar ist, welcher unterhalb einer minimalen Betriebstemperatur Wärmeenergie aus einem Latentwärmespeicher zuführbar ist, zur Durchführung des Verfahrens.
[0002] Aus der EP 1 172 538 A2 ist eine Brennkraftmaschine mit einem Wärmespeicher bekannt, wobei die Brennkraftmaschine durch Heißwasser aus der Wärmespeichereinrichtung vorgewärmt wird. Die elektronische Steuereinheit der Brennkraftmaschine bestimmt die notwendige Vorheizdauer auf der Basis der Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine, um die Brennkraftmaschine nach Beenden des Vorwärmvorganges automatisch zu starten.
[0003] Eine Speichervorrichtung für Wärme von einem warmen Kühlmittel für ein Hybridfahrzeug ist in der JP 2001-065384 A offenbart. Diese Speichervorrichtung für Wärme eines Kühlmittels gewinnt etwas durch den Motor erwärmtes Kühlmittel wieder, nachdem der Motor warm gelaufen ist, und speichert dieses in einem Wärmespeichertank als warmes Kühlmittel. Die Speichervorrichtung für Wärme von warmem Kühlmittel ersetzt dann während eines Kaltstarts vom Verbrennungsmotor etwas Motorkühlmittel mit dem im Wärmespeichertank gespeicherten waren Kühlmittel, um den Verbrennungsmotor zu erwärmen. Dadurch ist es möglich, das Kaltstartvermögen des Verbrennungsmotors zu verbessern sowie die Abgasemissionen zu verringern.
[0004] Die EP 1 199 206 A2 beschreibt ein Hybridfahrzeug, welches entweder durch eine Brennkraftmaschine oder einen Elektromotor angetrieben wird. In einem Latentwärmespeicher wird zumindest ein Teil des Kühlwassers der Brennkraftmaschine warm gehalten und vor dem Start der Brennkraftmaschine dieser zugeführt.
[0005] Aus der AT 506.272 A ist ein Verfahren zum Betreiben eines Elektrofahrzeuges bekannt, bei dem eine Stromerzeugungseinrichtung ab einem definierten Ladezustand des elektrischen Energiespeichers aktiviert wird. Die Stromerzeugungseinrichtung ist dabei für einen mittleren Leistungsbedarf der elektrischen Antriebsmaschine bei einer definierten Dauergeschwindigkeit des Elektrofahrzeuges in der Ebene ausgelegt, wobei die Stromerzeugungseinrichtung noch vor Erreichen einer unteren technischen Betriebsgrenze des Ladezustandes des elektrischen Energiespeichers bei einem definierten Einschaltladezustand aktiviert wird, welcher so bemessen ist, dass im Bezug auf die untere technische Betriebsgrenze eine Energiereserve im elektrischen Energiespeicher verbleibt, um Spitzenleistungen abdecken zu können. Der Einschaltladezustand kann dabei flexibel in Abhängigkeit eines Fahrzieles und/oder einer geplanten Fahrtroute festgelegt werden.
[0006] Die JP 2008-201165 A beschreibt eine Steuereinheit für ein Hybridfahrzeug, wobei der Einschaltzeitpunkt des Motors in Abhängigkeit des Ladezustandes des Energiespeichers aufgrund der aufgezeichneten Daten von absolvierten Fahrten und aufgrund der aufgezeigten Fahreigenschaften eines identifizierten Fahrers festgelegt wird.
[0007] Die AT 507 916 B1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Elektrofahrzeuges, welches zumindest eine elektrische Antriebsmaschine, zumindest einen elektrischen Energiespeicher, sowie zumindest eine insbesondere durch einen Range-Extender gebildete Stromerzeugungseinrichtung aufweist, wobei die Stromerzeugungseinrichtung in Abhängigkeit des Ladezustandes des elektrischen Energiespeichers und der Fahrtroute aktiviert wird. Ausgehend von einem Bezugspunkt, welcher einem Ausgangspunkt der Fahrtroute entspricht, werden innerhalb eines definierten Betrachtungshorizontes alle mögliche Fahrtrouten simuliert. Für jede der simulierten Fahrtrouten wird prospektiv ein Einschaltzeitpunkt der Stromerzeugungseinrichtung ermittelt, so dass bei Erreichen des Betrachtungshorizontes ein definierter Ladezustand des Energiespeichers erhalten bleibt.
[0008] Bei einem Hybridfahrzeug ist der Betriebsbereich, in welchem ein rein elektrischer Betrieb möglich ist, durch den Ladezustand des elektrischen Energiespeichers begrenzt. Fällt der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers unter eine definierte Schwelle, so wird die Brennkraftmaschine des Hybridfahrzeuges aktiviert, um alleine oder zusammen mit der elektrischen Antriebsmaschine das Hybridfahrzeug anzutreiben, oder um zusammen mit einem elektrischen Generator, die elektrische Energie zum Antrieb der elektrischen Antriebsmaschine bereitzustellen. Der Kaltstart der Brennkraftmaschine ist mit erhöhten Emissionen und erhöhtem Kraftstoffverbrauch verbunden.
[0009] Es ist bekannt, durch Abrufen der Wärmeenergie aus dem Latentwärmespeicher eine Brennkraftmaschine vorzuwärmen. Bei Fahrzeugen mit konventionellem Antrieb über eine Brennkraftmaschine kann aber der Zeitpunkt, zu dem die Aufheizung der Brennkraftmaschine durch den Latentwärmespeicher ausgelöst wird, nicht geplant werden. Beim Start der Brennkraftmaschine ist es für ein Abrufen der Wärme aus dem Latentwärmespeicher bereits zu spät, beim Einschalten der Zündung ist es allerdings eigentlich noch zu früh.
[0010] Aufgabe der Erfindung ist es die genannten Nachteile zu vermeiden und bei einem Hybridfahrzeug Emissionen und Kraftstoffverbrauch zu verringern.
[0011] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreich, dass eine verbleibende Betriebszeit der elektrischen Maschine im ersten Betriebsbereich in Abhängigkeit zumindest einer Einflussgröße abgeschätzt wird und der Beginn des Zuführens von Wärmeenergie aus dem Latentwärmespeicher an die Brennkraftmaschine in Abhängigkeit der verbleibenden Betriebszeit der elektrischen Antriebsmaschine erfolgt.
[0012] Die Abschätzung der verbleibenden Betriebszeit der elektrischen Maschine erfolgt über eine elektronische Steuereinheit, beispielsweise einer Motorsteuereinheit oder einer Hybridsteuereinheit. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Brennkraftmaschine zum Startzeitpunkt optimal temperiert werden, was eine Verringerung von Emissionen und Kraftstoffverbrauch ermöglicht. Die Formulierung, wonach der Beginn des Zuführens der Wärmeenergie in Abhängigkeit von der verbleibenden Betriebszeit der elektrischen Antriebsmaschine erfolgt, ist also dahingehend zu verstehen, dass ein Abgleich zwischen bester erreichbarer Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine mit verbleibender Betriebszeit der elektrischen Antriebsmaschine erzielt werden soll.
[0013] Vorzugsweise erfolgt der Beginn des Zuführens von Wärmeenergie aus dem Latentwärmespeichers in Abhängigkeit der Temperatur der Brennkraftmaschine und/oder eines Kühl-und/oder Schmiermediums der Brennkraftmaschine. Zur Bestimmung der Temperatur der Brennkraftmaschine und/oder eines Kühl- und/oder Schmiermediums der Brennkraftmaschine steht die Steuereinheit mit zumindest einem mit der Brennkraftmaschine und/oder mit dem Kühl- und/oder Kühlmedium verbundenen Temperatursensor mit der Steuereinheit in Verbindung.
[0014] Von der aktuellen Temperatur der Brennkraftmaschine hängt die zuzuführende Wärmemenge ab. Nur wenn die ermittelte Temperatur unterhalb einer definierten Mindestbetriebstemperatur der Brennkraftmaschine liegt, ist es notwendig, die Wärmeenergie des Latentwärmespeicher abzurufen und die Brennkraftmaschine vorzuheizen.
[0015] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine Einflussgröße aus der Gruppe aktueller Ladezustand und/oder Kapazität der Fahrzeugbatterie; durchschnittlicher Stromverbrauch der elektrischen Maschine für eine bereits gefahrene Referenzstrecke; Stromverbrauch aktuell eingeschalteter Verbraucher; aktuelles Fahrzeuggewicht; Fahrweise und/oder Fahrertypus; Topografie, Witterungsbedingungen, Straßenzustand, aktuel le Verkehrslage der vorausliegenden Fahrstrecke; Tages und/oder Jahreszeit ausgewählt und der Steuereinheit über zumindest eine Informationsquelle zur Verfügung gestellt wird und die verbleibende Betriebszeit der elektrischen Maschine im ersten Betriebsbereich in Abhängigkeit zumindest dieser Einflussgröße mittels eines Rechenmodells durch die Steuereinheit ermittelt wird.
[0016] Die restliche Betriebszeit der elektrischen Maschine wird im Wesentlichen durch den Ladezustand bzw. die Kapazität der die elektrische Maschine speisenden Fahrzeugbatterie begrenzt. Für die Abschätzung der verbleibenden Betriebszeit wird über zumindest eine Span-nungs- und/oder Strommesseinrichtung der aktuelle Ladezustand und/oder die Kapazität der Fahrzeugbatterie ermittelt und vorzugsweise auf der Basis eines durchschnittlichen Stromverbrauches der elektrischen Maschine für eine bereits gefahrene Referenzstrecke die restliche Betriebszeit abgeschätzt. Für die Abschätzung der Kapazität der Fahrzeugbatterie kann ein beispielsweise aus der AT 512 745 A bekanntes Verfahren verwendet werden.
[0017] Die Fahrweise bzw. der Fahrtypus kann aus mittels Beschleunigungs-, Geschwindig-keits- und Pedalwegsensoren aufgezeichneten Informationen über Beschleunigung, Verzögerung, Durchschnittsgeschwindigkeit und Spitzengeschwindigkeit für bereits gefahrene Steckenabschnitte analysiert werden. Das Ergebnis dieser Analyse ergibt beispielsweise, ob überwiegend eine sportliche oder ökonomische Fahrweise vorliegt, oder ob es sich um einen sportlichen oder ökonomischen Fahrertyp handelt.
[0018] Informationen über die Topografie vorausliegender Streckenabschnitte können aus internen oder externen Informationsspeicher wie beispielsweise Navigationsgeräten, oder über das Internet aufgefunden werden. Der aktuelle Straßenzustand, die aktuelle Verkehrslage und Witterungsbedingungen können am einfachsten über eine vorhandene Internetverbindung von einem Informationsserver abgerufen werden. Ein Internetzugang für die Steuereinheit ist somit vorteilhaft.
[0019] In der elektronischen Steuereinheit der Brennkraftmaschine oder in der Hybridsteuereinheit wird - in Abhängigkeit zumindest einer der genannten Einflussgrößen - die verbleibende Betriebszeit der elektrischen Antriebsmaschine abgeschätzt und somit ein geplanter Einschaltvorgang der Brennkraftmaschine ermittelt. In Abhängigkeit der Temperatur der Brennkraftmaschine wird eine optimale elektrische Vorheizdauer des Latentwärmespeichers berechnet und in Abhängigkeit des geplanten Betriebsbeginns der Brennkraftmaschine der Beginn des Zuführens von Wärmeenergie aus dem Latentwärmespeicher an die Brennkraftmaschine ermittelt. Das Zuführen von Wärmeenergie an die Brennkraftmaschine kann dabei indirekt über ein Schmieroder Kühlmedium, oder direkt erfolgen.
[0020] Am Ende des elektrischen Aufheizvorganges kann die Brennkraftmaschine bereits zumindest teilweise warm betrieben werden. Dies führt zu einer deutlichen Verringerung der Reibmomente, und somit des Kraftstoffverbrauches sowie der Emissionen.
[0021] Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Hybridfahrzeug vorgesehen, bei dem eine verbleibende Betriebszeit der elektrischen Maschine durch eine Steuereinheit in Abhängigkeit zumindest einer Einflussgröße abschätzbar ist und der Beginn des Zuführens von Wärmeenergie aus dem Latentwärmespeicher an die Brennkraftmaschine in Abhängigkeit der verbleibenden Betriebszeit der elektrischen Antriebsmaschine einstellbar ist. Vorzugsweise ist der Beginn des Zuführens von Wärmeenergie aus dem Latentwärmespeichers in Abhängigkeit der Temperatur der Brennkraftmaschine und/oder eines Kühl- und/oder Schmiermediums der Brennkraftmaschine durch die Steuereinheit einstellbar, wobei zur Bestimmung der Temperatur der Brennkraftmaschine und/oder eines Kühl- und/oder Schmiermediums der Brennkraftmaschine zumindest ein mit der Brennkraftmaschine und/oder mit dem Kühl- und/oder Kühlmedium verbundener Temperatursensor mit der Steuereinheit verbunden ist.
[0022] Zumindest eine Einflussgröße aus der Gruppe aktueller Ladezustand und/oder Kapazität der Fahrzeugbatterie; durchschnittlicher Stromverbrauch der elektrischen Maschine für eine bereits gefahrene Referenzstrecke; Stromverbrauch der aktuell eingeschalteten Stromverbrau- eher, aktuelles Fahrzeuggewicht, Fahrweise und/oder Fahrertypus, Topografie, Witterungsbedingungen, Straßenzustand, aktuelle Verkehrslage der vorausliegenden Fahrstrecke, Tages und/oder Jahreszeit kann über zumindest eine Informationsquelle der Steuereinheit zur Verfügung stehen und die verbleibende Betriebszeit der elektrischen Maschine im ersten Betriebsbereich in Abhängigkeit zumindest dieser Einflussgröße mittels eines Rechenmodells durch die Steuereinheit ermittelbar sein.
[0023] Weiters kann zur Ermittlung des aktuellen Ladezustandes und/oder der Kapazität der Fahrzeugbatterie, des durchschnittlichen Stromverbrauches der elektrischen Maschine für eine bereits gefahrene Referenzstrecke und/oder des aktuellen Stromverbrauches der Stromverbraucher des Hybridfahrzeuges die Steuereinheit mit zumindest einem Strom- und/oder Spannungsaufnehmer als Informationsquelle verbunden sein. Zur Bestimmung der Fahrweise und/oder des Fahrertypus ikann vorteilhafter Weise die Steuereinheit mit zumindest einem Beschleunigungssensor und/oder Pedalwegsensor als Informationsquelle verbunden sein.
[0024] Im Rahmen der Erfindung ist weiters vorgesehen, dass dass zur Ermittlung von Informationen über Tages- und/oder Jahreszeit, Witterungsbedingungen, Topografie, Straßenzustand und/oder Verkehrslage - die Steuereinheit mit zumindest einem fahrzeuginternen oder externen Informationsspeicher als Informationsquelle verbunden oder verbindbar ist.
[0025] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Fig. näher erläutert.
[0026] Es zeigen schematisch [0027] Fig. 1 ein Hybridfahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, [0028] Fig. 2 das erfindungsgemäße Verfahren in einem Blockdiagramm und [0029] Fig. 3 die Phase des Aufwärmens und Startens der Brennkraftmaschine über der Zeit t aufgetragen.
[0030] Das Hybridfahrzeug 1 weist zumindest eine mit einer Fahrzeugbatterie 2 verbundene elektrische Maschine EM zum Antrieb und eine Brennkraftmaschine ICE auf, welche parallel oder seriell im Antriebsstrang 3 des Hybridfahrzeuges 1 angeordnet sein kann. Über einen Latentwärmespeicher 4 kann Wärmeenergie gespeichert und vor dem Startvorgang der Brennkraftmaschine ICE zugeführt werden, wobei die Brennkraftmaschine ICE direkt oder über ein Schmier- oder Kühlmedium 6 erwärmt wird. Unter einem Latentwärmespeicher 4 wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung eine Vorrichtung verstanden, die das Speichern von Wärme in einem Fahrzeug in beliebiger Form erlaubt. Der Latentwärmespeicher 4 weist beispielsweise ein Phasenwechselmaterial als Speichermedium auf, welches zuvor aufgenommene Wärmemengen als Kristallisationswärme wieder abgibt. Der Latentwärmespeicher 4 kann gegebenenfalls über eine elektrische Heizeinrichtung 5 aufgeheizt werden, wobei die elektrische Heizeinrichtung 5 von der Fahrzeugbatterie 2 gespeist wird.
[0031] Die Temperatur der Brennkraftmaschine ICE, des Schmiermediums und/oder des Kühlmediums 6 wird über zumindest einen Temperatursensor 7 gemessen.
[0032] Der Steuereinheit ECU - beispielsweise eine Motor- oder Hybridsteuereinheit - stehen verschiedene Informationsquellen zur Beschaffung von Einflussgrößen für die Berechnung der restlichen Betriebszeit zur Verfügung, nämlich Spannungs- und/oder Strommesseinrichtungen 8, 9, zumindest ein intern Informationsspeicher 10, zumindest ein externer Informationsspeicher 11, zumindest ein Beschleunigungs- und/oder Pedalwegsensor 12 und zumindest einen Kraftoder Wegaufnehmer 13.
[0033] Die Spannungs- und/oder Strommesseinrichtungen 8, 9 dienen zur Ermittlung des Ladezustandes der Fahrzeugbatterie 2 und des Stromverbrauches aller relevanten Stromverbraucher des Hybridfahrzeuges 1. Der interne Informationsspeicher 10 kann Informationen über die Tages- und Jahreszeit, über die Topografie der Fahrstrecke, etc. beinhalten. Aktuelle Daten über Witterungsbedingungen, Straßenzustand, Verkehrslage, Baustellen etc. können über den externen Informationsspeicher 11 abgerufen werden. Der externe Informationsspeicher 11 kann etwa über einen kabellosen Kommunikationspfad via Internet abgefragt werden. Die Daten der
Pedalweg- und/oder Beschleunigungssensoren 12 dienen - nach Auswertung und Klassifizierung durch die elektronische Steuereinheit ECU - in bekannter Weise zur Bestimmung der Fahrweise und/oder des Fahrertyps (nicht Teil der Erfindung). Über Kraft- oder Wegaufnehmer 13 an der Fahrzeugaufhängung bzw. an der Fahrzeugfederung kann das aktuelle Fahrzeuggewicht ermittelt werden.
[0034] Das Verfahren ist in Fig. 2 und 3 schematisch dargestellt.
[0035] In Schritt 20 ist in einem ersten Betriebsbereich B1 des Hybridfahrzeuges 1 die elektrische Maschine EM aktiviert und treibt über den Antriebsstrang 3 das Hybridfahrzeug 1 an. Die Brennkraftmaschine ICE ist deaktiviert.
[0036] Im Schritt 21 wird die verbleibende Betriebszeit ÄtR der elektrischen Maschine EM mit einem Algorithmus abgeschätzt. Die Abschätzung der elektrischen Betriebszeit tR erfolgt in Abhängigkeit von folgenden Einflussgrößen: [0037] · aktueller Ladezustand SOC und/oder Kapazität der Fahrzeugbatterie 2; • aktueller oder voraussichtlicher Stromverbrauch lv von Stromverbrauchern - z.B. Heizung, Klimaanlage, etc.; • durchschnittlicher Stromverbrauch IEm der elektrischen Maschine EM für eine bereits gefahrene Referenzstrecke; • Fahrweise und/oder Fahrertypus FT; • Witterungsbedingungen WT - Wetter, Sichtweite, Niederschlag, Außentemperatur; • Tageszeit TZ- Tageslicht, Dunkelheit; • Topografie TP; • Straßenzustand SZ- trocken, nass, vereist; • Verkehrslage VL-Verkehraufkommen, Unfälle, Baustellen, Umleitungen; • Fahrzeuggewicht G - kann beispielsweise über Kraftaufnehmer an der Aufhängung oder Wegaufnehmer an denn Federbeinen gemessen werden; [0038] All diese Einflussgrößen wirken sich auf die restliche Betriebszeit ÄtR des reinen elektrischen Antriebes durch die elektrische Maschine EM aus.
[0039] Auf der Basis der ermittelten restlichen Betriebzeit ÄtR wird in Schritt 22 ein geplanter Startzeitpunkt t0 der Brennkraftmaschine ICE bestimmt.
[0040] In Schritt 23 wird die Aufwärmdauer ÄtH der Brennkraftmaschine ICE durch den Latentwärmespeicher 4 auf Grund der aktuellen Wärmekapazität des Latentwärmespeichers 4 und der aktuellen Temperatur Tice der Brennkraftmaschine ICE oder eines Kühl- oder Schmiermediums der Brennkraftmaschine ICE ermittelt und in Schritt 24 der Beginn tH des Zuführens von Wärmeenergie aus dem Latentwärmespeicher 4 an die Brennkraftmaschine ICE festgelegt: [0041] Ist die ermittelte die Aufwärmdauer ÄtH kleiner als die restliche Betriebszeit ÄtR, so wird der Beginn tH des Zuführens der Wärmeenergie aus dem Latentwärmespeicher 4 an die Brennkraftmaschine ICE so gewählt, dass zum Startzeitpunkt t0 die Brennkraftmaschine ICE eine definierte Mindestbetriebstemperatur erreicht hat und zum Zeitpunkt tH mit dem Aufwärmen der Brennkraftmaschine ICE begonnen (Schritt 25). Andernfalls wird in einem Schritt 26 mit dem Zuführens von Wärmeenergie aus dem Latentwärmespeicher an die Brennkraftmaschine ICE sofort begonnen, um ein bestmögliches Vorwärmen der Brennkraftmaschine ICE zu gewährleisten. In beiden Fällen wird zum Startzeitpunkt t0 die Brennkraftmaschine ICE wie geplant gestartet (Schritt 27). Nach Beenden der Startphase At0 der Brennkraftmaschine ICE kann - im Falle eines Parallelhybridantriebes - zur Eröffnung des zweiten Betriebsbereiches B2 der Antrieb an die Brennkraftmaschine ICE übergeben und die elektrische Maschine EM deaktiviert werden. Bei seriellem oder gemischtem Hybridantrieb bleibt die elektrische Maschine EM aktiviert und mit dem Antriebsstrang 3 verbunden.
[0042] Das Aufladen des Latentwärmespeichers 4 mit Wärmeenergie kann während des zweiten Betriebsbereiches B2 durch Abwärme der Brennkraftmaschine ICE erfolgen. Lässt das Fahrprofil keine Speicherung der Wärmeenergie im zweiten Betriebsbereich B2 zu so kann der Latentwärmespeicher 4 auch elektrisch bei vorhandener Plug-In-Funktionalität über das lokale Stromnetz mittels der Heizeinrichtung 5 mit Wärmeenergie aufgeladen werden. Alternativ kann der Latentwärmespeicher 4 auch während oder nach dem elektrischen Fährbetrieb im ersten Betriebsbereich B1 geladen werden, insbesondere wenn der Ladezustand SOC der Fahrzeugbatterie 2 hoch ist, da dann weder ein Nachladen über das Stromnetz, noch eine Aktivierung der Brennkraftmaschine ICE wahrscheinlich ist.
[0043] In Fig. 3 ist über der Zeit t eine Phase des Umschaltens vom ersten Betriebsbereich B1 auf den zweiten Betriebsbereich B2 aufgetragen, wobei mit A der aktuelle Zeitpunkt bezeichnet ist, auf dessen Basis die verbleibende Betriebszeit AtR der elektrischen Maschine EM im ersten Betriebsbereich B1 ermittelt wird.

Claims (10)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines zumindest eine elektrische Maschine (EM) und zumindest eine Brennkraftmaschine (ICE) aufweisenden Hybridfahrzeuges (1), welches zumindest in einem ersten Betriebsbereich (B1) bei stillstehender Brennkraftmaschine (ICE) durch die elektrische Maschine (EM) angetrieben wird, wobei in zumindest einem zweiten Betriebsbereich (B2) die Brennkraftmaschine (ICE) betrieben wird, welcher unterhalb einer minimalen Betriebstemperatur Wärmeenergie aus einem Latentwärmespeicher (4) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine verbleibende Betriebszeit (ÄtR) der elektrischen Maschine (EM) im ersten Betriebsbereich (B1) in Abhängigkeit zumindest einer Einflussgröße abgeschätzt wird und der Beginn (tH) des Zuführens von Wärmeenergie aus dem Latentwärmespeicher (4) an die Brennkraftmaschine (ICE) in Abhängigkeit der verbleibenden Betriebszeit (AtR) der elektrischen Antriebsmaschine (EM) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn (tH) des Zuführens von Wärmeenergie aus dem Latentwärmespeichers (4) in Abhängigkeit der Temperatur (Tice) der Brennkraftmaschine (ICE) und/oder eines Kühl- und/oder Schmiermediums (6) der Brennkraftmaschine (ICE) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einflussgröße aus der Gruppe aktueller Ladezustand (SOC) und/oder Kapazität einer Fahrzeugbatterie (2); durchschnittlicher Stromverbrauch (IEm) der elektrischen Maschine (EM) für eine bereits gefahrene Referenzstrecke; Stromverbrauch (lv) aktuell eingeschalteter Verbraucher, aktuelles Fahrzeuggewicht (G), Fahrweise und/oder Fahrertypus (FT), Topografie (TP), Witterungsbedingungen (WT), Straßenzustand (SZ), aktuelle Verkehrslage (VL) der vorausliegenden Fahrstrecke, Tages und/oder Jahreszeit (TZ) ausgewählt wird und die verbleibende Betriebszeit (AtR) der elektrischen Maschine (EM) im ersten Betriebsbereich (B1) in Abhängigkeit zumindest dieser Einflussgröße mittels eines Rechenmodells ermittelt wird.
4. Hybridfahrzeug (1), mit zumindest einer elektrischen Maschine (EM) und zumindest einer Brennkraftmaschine (ICE), welches zumindest in einem ersten Betriebsbereich (B1) bei stillstehender Brennkraftmaschine (ICE) durch die elektrische Maschine (EM) antreibbar ist, wobei in zumindest einem zweiten Betriebsbereich (B2) die Brennkraftmaschine (ICE) betreibbar ist, welcher unterhalb einer minimalen Betriebstemperatur Wärmeenergie aus einem Latentwärmespeicher (4) zuführbar ist, zur Durchführung des Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (ECU) des Hybridfahrzeugs (1) dazu eingerichet ist, eine verbleibende Betriebszeit (AtR) der elektrischen Maschine (EM) in Abhängigkeit zumindest einer Einflussgröße abzuschätzen und der Beginn (tH) des Zuführens von Wärmeenergie aus dem Latentwärmespeicher (4) an die Brennkraftmaschine (ICE) in Abhängigkeit der verbleibenden Betriebszeit (AtR) der elektrischen Antriebsmaschine (EM) einstellbar ist.
5. Hybridfahrzeug (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn (tH) des Zuführens von Wärmeenergie aus dem Latentwärmespeichers (4) in Abhängigkeit der Temperatur (T|Ce) der Brennkraftmaschine (ICE) und/oder eines Kühl- und/oder Schmiermediums (6) der Brennkraftmaschine (ICE) durch die Steuereinheit (ECU) einstellbar ist, wobei zur Bestimmung der Temperatur (Tice) der Brennkraftmaschine (ICE) und/oder eines Kühl- und/oder Schmiermediums (6) der Brennkraftmaschine (ICE) zumindest ein mit der Brennkraftmaschine (ICE) und/oder mit dem Kühl- und/oder Kühlmedium (6) verbundener Temperatursensor (7) mit der Steuereinheit (ECU) verbunden ist.
6. Hybridfahrzeug (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einflussgröße aus der Gruppe aktueller Ladezustand (SOC) und/oder Kapazität der Fahrzeugbatterie (2); durchschnittlicher Stromverbrauch (IEm) der elektrischen Maschine (EM) für eine bereits gefahrene Referenzstrecke; Stromverbrauch (lv) der aktuell eingeschalteten Stromverbraucher, aktuelles Fahrzeuggewicht (G), Fahrweise und/oder Fahrertypus (FT), Topografie (TP), Witterungsbedingungen (WT), Straßenzustand (SZ), aktuelle Verkehrslage (VL) der vorausliegenden Fahrstrecke, Tages und/oder Jahreszeit (TZ) über zumindest eine Informationsquelle der Steuereinheit (ECU) zur Verfügung steht und die Steuereinheit (ECU) dazu eingerichtet ist, die verbleibende Betriebszeit (AtR) der elektrischen Maschine (EM) im ersten Betriebsbereich (B1) in Abhängigkeit zumindest dieser Einflussgröße mittels eines Rechenmodells zu ermitteln.
7. Hybridfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des aktuellen Ladezustandes (SOC) und/oder der Kapazität der Fahrzeugbatterie (2), des durchschnittlichen Stromverbrauches (IEm) der elektrischen Maschine (EM) für eine bereits gefahrene Referenzstrecke und/oder des aktuellen Stromverbrauches (lv) der Stromverbraucher des Hybridfahrzeuges (1) die Steuereinheit (ECU) mit zumindest einem Strom- und/oder Spannungsaufnehmer (8, 9) als Informationsquelle verbunden ist.
8. Hybridfahrzeug (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des aktuellen Fahrzeuggewichtes (G) des Hybridfahrzeuges (1) die Steuereinheit (ECU) mit zumindest einem Kraft- oder Wegaufnehmer (3) als Informationsquelle verbunden ist.
9. Hybridfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Fahrweise und/oder des Fahrertypus (FT) die Steuereinheit (ECU) mit zumindest einem Beschleunigungssensor und/oder Pedalwegsensor (12) als Informationsquelle verbunden ist.
10. Hybridfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung von Informationen über Tages- und/oder Jahreszeit (TZ), Witterungsbedingungen (WT), Topografie (TP), Straßenzustand (SZ) und/oder Verkehrslage (VL) - die Steuereinheit (ECU) mit zumindest einem fahrzeuginternen oder externen Informationsspeicher (10, 11) als Informationsquelle verbunden oder verbindbar ist.
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