DE102021208943A1

DE102021208943A1 - Verfahren und Steuereinrichtung zum Steuern einer Fahrzeugeinrichtung

Info

Publication number: DE102021208943A1
Application number: DE102021208943.7A
Authority: DE
Inventors: Alexander Oguz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-08-16
Filing date: 2021-08-16
Publication date: 2023-02-16
Anticipated expiration: 2041-08-17
Also published as: DE102021208943B4; US11885254B2; US20230052200A1

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugeinrichtung (10) zum Herbeiführen eines Kühlens einer Fahrzeugeinheit (20), mit den Schritten: Einlesen von Information zu einer Temperatur, welche mit einem Betrieb der Fahrzeugeinheit (20) in einem Wirkzusammenhang steht, und Bestimmen eines Temperaturgradienten basierend auf der eingelesenen Information, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte: Prüfen, ob die eingelesene Information einen Schwellwert für die eingelesene Information überschreitet, Prüfen, ob der bestimmte Temperaturgradient einen Schwellwert für den Temperaturgradienten überschreitet, und Ausgeben eines Signals zum Steuern der Fahrzeugeinrichtung (10) in Abhängigkeit von Prüfergebnissen der Schritte des Prüfens, um das Kühlen der Fahrzeugeinheit (20) durch die Fahrzeugeinrichtung (10) herbeizuführen. Zudem eine Steuereinrichtung (100) zum Durchführen des Verfahrens und ein Fahrzeug (200) mit einer derartigen Steuereinrichtung (100).

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Fahrzeugeinrichtung. Die Erfindung bezieht sich zudem auf ein Fahrzeug mit einer derartigen Steuereinrichtung.
Stand der Technik
Es ist bekannt, Fahrzeugkomponenten bei Überschreiten einer für den Betrieb der Fahrzeugkomponente kritischen Temperatur zu kühlen. Aus der DE 103 06 896 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Kupplung eines Kraftfahrzeugs bekannt. Mit dem Verfahren wird eine Temperatur eines die Kupplung verlassenden Kühlmittels gemessen. Basierend darauf wird eine Fahrkennlinie zur Steuerung der Kupplung ausgewäh lt.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung betrifft in einem Aspekt ein Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugeinrichtung zum Herbeiführen eines Kühlens einer Fahrzeugeinheit. Bei der Fahrzeugeinrichtung kann es sich um eine Kühleinrichtung zum Herbeiführen des Kühlens der Fahrzeugeinheit handeln. Die Fahrzeugeinrichtung kann somit zum aktiven beziehungsweise direkten Kühlen der Fahrzeugeinheit eingerichtet sein. Bei der Fahrzeugeinrichtung kann es sich auch um eine Fahrzeugantriebseinrichtung handeln, welche ein Bestandteil eines Fahrzeugantriebstrangs sein kann. Die Fahrzeugeinrichtung kann daher auch zum passiven beziehungsweise indirekten Kühlen der Fahrzeugeinheit eingerichtet sein. Unter dem Kühlen kann im Allgemeinen ein Verringern oder Halten der Temperatur verstanden werden.
Das Verfahren weist als einen Schritt ein Einlesen von Information zu einer Temperatur auf, welche mit einem Betrieb der Fahrzeugeinheit in einem Wirkzusammenhang steht. Die Fahrzeugeinheit kann mindestens eine Fahrzeugkomponente aufweisen, welche sich in dem Betrieb der Fahrzeugeinheit erwärmen kann und gekühlt wird, um den Betrieb aufrechtzuerhalten. Die eingelesene Information kann Temperaturmessdaten eines Temperatursensors zum Erfassen der Temperatur aufweisen. Bei dem Temperatursensor kann es sich um einen Fahrzeugtemperatursensor handeln, welchen die Fahrzeugeinheit aufweisen kann. Das Verfahren kann somit als einen weiteren Schritt ein Erfassen der Information mit dem Temperatursensor aufweisen. Der Temperatursensor kann ferner in der Fahrzeugeinheit angeordnet beziehungsweise in diese integriert sein. Alternativ oder zusätzlich zu den Temperaturmessdaten kann die eingelesene Information Modelldaten eines Temperaturmodells für die Temperatur aufweisen. Das Temperaturmodell kann den Temperatursensor abbilden. Das Verfahren kann somit als einen weiteren Schritt ein modellbasiertes Bestimmen der Information aufweisen. Die Information kann aus dem Temperatursensor oder dem Temperaturmodell ausgelesen werden.
Bei der Temperatur kann es sich um eine Temperatur der Fahrzeugeinheit oder einer weiteren Fahrzeugkomponente handeln, welche mit der Fahrzeugeinheit in einem Wirkzusammenhang stehen kann. Beispielsweise kann es sich bei der Temperatur um eine Fluidtemperatur eines Fluids handeln, welches die Fahrzeugeinheit durchströmen, umströmen oder beströmen kann. Bei dem Fluid kann es sich um ein Kühlmedium handeln. Bei dem Wirkzusammenhang kann es sich ferner im Allgemeinen um einen Wirkzusammenhang zwischen dem Betrieb der Fahrzeugeinheit und der Temperatur handeln, welcher einen Temperaturanstieg verursacht. Bei der Temperatur kann es sich daher um eine auf die Fahrzeugeinheit bezogene Außentemperatur oder Innentemperatur handeln.
Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Bestimmen eines Temperaturgradienten basierend auf der eingelesenen Information auf. Der Temperaturgradient kann einen Anstieg der Temperatur abbilden. Aus der eingelesenen Information kann ein zeitlicher Verlauf der Temperatur abgeleitet werden, aus welchem der Temperaturgradient bestimmt werden kann. Der Temperaturgradient kann somit aus einer Ableitung eines Temperaturverlaufs nach der Zeit bestimmt werden.
Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Prüfen, ob der bestimmte Temperaturgradient einen Schwellwert für den Temperaturgradienten überschreitet, auf. Bei dem Schwellwert kann es sich um einen vorbestimmten oder in dem Betrieb der Fahrzeugeinheit an diesen angepassten und in dem Betrieb bestimmten Schwellwert handeln. Das Verfahren kann daher als einen weiteren Schritt einen entsprechenden Schritt eines Bestimmens des Schwellenwerts für den Temperaturgradienten aufweisen. Es kann somit in dem Schritt des Prüfens geprüft werden, ob ein Anstieg der Temperatur einen Schwellwert für den Anstieg der Temperatur überschreitet. Ein im Schritt des Prüfens feststellbares Prüfergebnis kann sein, dass der bestimmte Temperaturgradient den Schwellwert für den Temperaturgradienten überschreitet. Ein weiteres im Schritt des Prüfens feststellbares Prüfergebnis kann sein, dass der bestimmte Temperaturgradient den Schwellwert für den Temperaturgradienten nicht überschreitet.
Das Verfahren weist als einen weiteren Schritt ein Ausgeben eines Signals zum Steuern der Fahrzeugeinrichtung in Abhängigkeit eines Prüfergebnisses des Schritts des Prüfens auf, um das Kühlen der Fahrzeugeinheit durch die Fahrzeugeinrichtung herbeizuführen. Die Fahrzeugeinrichtung kann zu dem Kühlen der Fahrzeugeinheit ausgebildet sein. Das Signal kann eine Kühlanforderung aufweisen, welche ausgegeben wird, um eine durch die Fahrzeugeinrichtung herbeiführbare Kühlmaßnahme anzufordern beziehungsweise zu bewirken. Die Kühlanforderung kann beispielsweise mindestens eines von einem Aktivieren einer Kühlmaßnahme, einem Erhöhen eines Kühlvolumens in einem Kühlstrom beziehungsweise eines Kühlmediums und einem Verringern einer Kühltemperatur des Kühlmediums aufweisen. Das Signal kann daher ausgegeben werden, um eine durch die Fahrzeugeinrichtung ausführbare Schutzmaßnahme anzufordern, welche die Fahrzeugeinheit vor einer Überhitzung schützt, bei welcher ein für den Betrieb der Fahrzeugeinheit kritischer Schwellwert für die Temperatur überschritten wird. Weist das Signal die Kühlanforderung auf, kann diese ferner in Abhängigkeit, beispielsweise proportional, zum bestimmten Temperaturgradienten festgelegt werden, um die Fahrzeugeinrichtung entsprechend zu steuern.
Mit dem Verfahren kann eine Fahrzeugeinheit in Abhängigkeit eines aktuellen Temperaturgradienten, welcher mit dem Betrieb der Fahrzeugeinheit in einem Wirkzusammenhang steht, frühzeitig gekühlt werden. Eine für den Betrieb der Fahrzeugeinheit notwendige Kühlung kann somit mit dem Verfahren bereits unabhängig von einem Überschreiten eines für den Betrieb der Fahrzeugeinheit kritischen Temperaturwerts durchgeführt werden. Der Schritt des Ausgebens zum Steuern der Fahrzeugeinrichtung kann daher vorausschauend beziehungsweise proaktiv zu einem potenziellen Überschreiten des kritischen Temperaturwerts durchgeführt werden, um das Überschreiten des kritischen Temperaturwerts vorausschauend zu verhindern. Eine thermische Überbeanspruchung der Fahrzeugeinheit kann somit verringert werden und basierend darauf in vorteilhafter Weise eine Lebensdauer der Fahrzeugeinheit verlängert werden. Zudem kann mit dem Verfahren ein betriebsbereiter Zustand der Fahrzeugeinheit länger aufrechterhalten werden und Betriebsunterbrechungen oder Schäden durch eine Überhitzung der Fahrzeugeinheit vermieden werden.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann dieses als einen weiteren Schritt ein Prüfen, ob die eingelesene Information einen Schwellwert für die eingelesene Information überschreitet, aufweisen. Der Schritt des Prüfens der eingelesenen Information kann vor dem Schritt des Prüfens des bestimmten Temperaturgradienten durchgeführt werden. Das Verfahren kann somit basierend auf zwei verschiedenen Schwellwerten durchgeführt werden. Der Schritt des Prüfens des bestimmten Temperaturgradienten kann in Abhängigkeit davon durchgeführt werden, ob die eingelesene Information den Schwellwert für die eingelesene Information überschreitet. Der Schritt des Prüfens des bestimmten Temperaturgradienten kann daher erst dann durchgeführt werden, wenn die eingelesene Information den Schwellwert für die eingelesene Information überschritten hat. Bei dem Schritt des Prüfens, ob die eingelesene Information einen Schwellwert für die eingelesene Information überschreitet, kann es sich daher um ein Vorprüfen handeln, welches den weiteren Schritt des Prüfens, ob der bestimmte Temperaturgradient den Schwellwert für den Temperaturgradienten überschreitet, vorangehen kann. Ferner kann der Schritt des Ausgebens in Abhängigkeit eines Prüfergebnisses des Schritts des Prüfens durchgeführt werden. Das Signal kann somit erst dann ausgegeben werden, wenn die eingelesene Information und der Temperaturgradient den jeweiligen Schwellwert überschreiten. Das Ausgeben kann daher zunächst in Abhängigkeit einer absoluten Information, beispielsweise der Temperatur der Fahrzeugeinheit, und zusätzlich zu der absoluten Information in Abhängigkeit einer zeitlichen Information, beispielsweise dem Temperaturgradienten, ausgegeben werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann im Schritt des Ausgebens das Signal zum Steuern der Fahrzeugeinrichtung ausgegeben werden, um eine Temperatur der Fahrzeugeinheit unterhalb eines kritischen Temperaturwerts für die Temperatur der Fahrzeugeinheit einzustellen. Die Schritte des Verfahrens können somit bereits dann durchgeführt werden, wenn sich die Temperatur der Fahrzeugeinheit unterhalb des kritischen Temperaturwerts befindet. Die Temperatur der Fahrzeugeinheit kann auf eine Zieltemperatur geregelt werden, welche kleiner als der kritische Temperaturwert ist. Die Zieltemperatur kann vorbestimmt sein oder dem Betrieb der Fahrzeugeinheit angepasst werden. Mit dem Verfahren kann somit zuverlässig sichergestellt werden, dass der kritische Temperaturwert nicht überschritten wird.
Bei einem Erreichen des kritischen Temperaturwerts kann es erforderlich sein, den Betrieb der Fahrzeugeinheit als Sicherheitsmaßnahme vor Überhitzung oder Brand zu beenden. Bei dem Erreichen des kritischen Temperaturwert kann sich die Fahrzeugeinheit durch eine interne Schutzeinrichtung selbst außer Betrieb setzen, um eine Überhitzung oder einen Brand zu vermeiden. Eine derartige Beendung des Betriebs der Fahrzeugeinheit kann den Betrieb eines Fahrzeugs zumindest nachteilig beeinflussen oder stilllegen. Mit der Erfindung können diese Nachteile jedoch vermieden werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann in mindestens einem Schritt des Prüfens ein jeweiliges Überschreiten von mindestens zwei Stufenschwellwerten stufenartig geprüft werden. Das Überschreiten der mindestens zwei Stufenschwellwerte kann in entsprechenden Unterschritten von mindestens einem Schritt des Prüfens stufenartig geprüft werden. Gemäß dieser Ausführungsform kann im Schritt des Ausgebens das Signal in Abhängigkeit eines aktuell überschrittenen Stufenschwellwerts ausgegeben werden. Das Signal kann die Kühlanforderung aufweisen, welche in Abhängigkeit des aktuell überschrittenen Stufenschwellwerts eingerichtet sein kann. Eine erforderliche Kühlanforderung kann daher effizient an eine aktuelle Temperatur der Fahrzeugeinheit angepasst werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann die Fahrzeugeinrichtung eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Fahrzeugeinheit aufweisen. Bei der Kühleinrichtung kann es sich um eine Kühleinrichtung zum aktiven oder passiven Kühlen der Fahrzeugeinheit handeln. Die Kühleinrichtung kann mit der Fahrzeugeinheit durch ein Kühlmedium beziehungsweise einen Kühlkreislauf wirkverbunden sein. Die Fahrzeugeinheit kann durch das Kühlmedium beziehungsweise durch den Kühlkreislauf gekühlt werden. Der Kühlkreislauf kann das Fluid aufweisen. Gemäß dieser Ausführungsform kann im Schritt des Ausgebens das Signal zum Steuern der Kühleinrichtung ausgegeben werden, um mit der Kühleinrichtung das Kühlen der Fahrzeugeinheit herbeizuführen. Die Kühleinrichtung kann basierend auf dem Signal gesteuert werden, um die Fahrzeugeinheit direkt zu kühlen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann die Fahrzeugeinrichtung eine Fahrzeugantriebseinrichtung aufweisen. Bei der Fahrzeugeinrichtung kann es sich um eine Komponente eines Fahrzeugantriebsstrangs, beispielsweise um einen Fahrzeugmotor, handeln. Das ausgegebene Signal kann beispielsweise ein Steuerbefehl für eine Drehzahllimitierung oder eine Momentenlimitierung aufweisen. Gemäß dieser Ausführungsform kann im Schritt des Ausgebens das Signal zum Steuern der Fahrzeugantriebseinrichtung ausgegeben werden, um mit der Fahrzeugantriebseinrichtung das Kühlen der Fahrzeugeinheit herbeizuführen. Die Fahrzeugeinheit kann von der Fahrzeugantriebseinrichtung angetrieben beziehungsweise gesteuert werden. Der Betrieb der Fahrzeugeinheit kann somit über die Fahrzeugantriebseinrichtung mit dem Signal gesteuert werden und das Kühlen der Fahrzeugeinheit über das ausgegebene Signal herbeigeführt werden. Beispielsweise kann eine Beanspruchung durch das Antreiben beziehungsweise Steuern der Fahrzeugeinheit durch die Fahrzeugantriebseinrichtung verringert werden und so das Kühlen auch indirekt herbeigeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann die Fahrzeugeinheit mindestens eine Fahrzeugkomponente eines Fahrzeugantriebsstrangs aufweisen. Bei der Fahrzeugkomponente kann es sich beispielsweise um ein Fahrzeuggetriebe handeln. Im Schritt des Ausgebens kann daher das Signal ausgegeben werden, um ein Kühlen des Getriebes durch die Fahrzeugeinrichtung herbeizuführen. Bei dem Getriebe kann es sich beispielsweise um ein Doppelkupplungsgetriebe oder ein Hybridgetriebe handeln. Bei der Temperatur kann es sich daher beispielsweise auch um eine Temperatur eines Kühlmediums des Getriebes, beispielsweise eine Getriebeöltemperatur, handeln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann die Fahrzeugeinheit mindestens eine Fahrzeugkomponente einer Fahrzeugenergiequelle aufweisen. Bei der Fahrzeugenergiequelle kann es sich um einen Energiespeicher oder um einen Energiewandler handeln. Bei dem Energiespeicher kann es sich beispielsweise um eine Fahrzeugbatterie beziehungsweise ein Fahrzeugbatteriesystem handeln. Bei dem Energiewandler kann es sich beispielsweise um eine Fahrzeugbrennstoffzelle handeln. Im Schritt des Ausgebens kann somit das Signal ausgegeben werden, um ein Kühlen der Fahrzeugenergiequelle herbeizuführen. Das Verfahren kann daher beispielsweise bei einem Rekuperieren zum Aufladen des Energiespeichers durchgeführt werden. Die Lebensdauer des Energiespeichers kann somit in vorteilhafter Weise verlängert werden, da beispielsweise bei dem Rekuperieren mit dem Verfahren ein Überschreiten einer für den Energiespeicher kritischen Temperatur vermieden werden kann.
Gemäß weiterer Ausführungsformen des Verfahrens kann die Fahrzeugeinheit mindestens eines von einer Steuereinrichtung, einem Chip, einem Prozessor, einer Platine und einer Elektronik, beispielsweise einer Leistungselektronik, aufweisen. Gemäß weiterer Ausführungsformen des Verfahrens kann die Fahrzeugeinheit mindestens eines von einem Batteriemanagementsystem und einer Getriebesteuerung aufweisen. Gemäß weiterer Ausführungsformen des Verfahrens kann die Fahrzeugeinheit mindestens eines von einer Maschine, beispielsweise einer Elektromaschine, einem Motor, beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor, einem Wandler, beispielsweise einem Drehmomentwandler, einer Kupplung und einer Maschinenachse aufweisen. Gemäß einer weiterer Ausführungsform des Verfahrens kann die Fahrzeugeinheit eine Fahrzeugleitung aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann dieses als einen weiteren Schritt ein Filtern des bestimmten Temperaturgradienten aufweisen. Das Filtern kann ein Glätten des bestimmten Temperaturgradienten aufweisen. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Schritt des Prüfens basierend auf dem gefilterten Temperaturgradienten durchgeführt werden. Das Signal kann somit zuverlässiger zum Steuern der Fahrzeugeinrichtung ausgegeben werden. Gemäß weiterer Ausführungsformen des Verfahrens kann ein Signal zur Rücknahme der Kühlanforderung basierend auf einer Hysterese-Schwelle oder nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer ausgegeben werden, um das Kühlen der Fahrzeugeinheit durch die Fahrzeugeinrichtung zu beenden.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Fahrzeugeinrichtung zum Herbeiführen eines Kühlens einer Fahrzeugeinheit. Die Steuereinrichtung kann zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem vorhergehenden Aspekt eingerichtet sein.
Die Steuereinrichtung weist eine Schnittstelle zum Einlesen von Information zu einer Temperatur auf, welche mit einem Betrieb der Fahrzeugkomponente in einem Wirkzusammenhang steht. Die Steuereinrichtung weist eine Recheneinrichtung auf, welche eingerichtet ist, um einen Temperaturgradienten basierend auf der eingelesenen Information zu bestimmen. Die Recheneinheit kann zudem eingerichtet, um zu prüfen, ob die eingelesene Information einen Schwellwert für die eingelesene Information überschreitet. Die Recheneinrichtung ist eingerichtet, um zu prüfen, ob der bestimmte Temperaturgradient ein Schwellwert für den Temperaturgradienten überschreitet. Die Steuereinrichtung weist eine Schnittstelle zum Ausgeben eines Signals zum Steuern der Fahrzeugeinrichtung in Abhängigkeit von einem Prüfergebnis des Prüfens auf, um das Kühlen der Fahrzeugeinheit herbeizuführen.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt ein Fahrzeug, welches eine Fahrzeugeinrichtung zum Herbeiführen eines Kühlens einer Fahrzeugeinheit aufweist. Das Fahrzeug weist eine Steuereinrichtung zum Steuern der Fahrzeugeinrichtung gemäß dem vorgehenden Aspekt auf. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein nicht schienengebundenes Fahrzeug, beispielsweise ein Kraftfahrzeug oder ein Nutzfahrzeug handeln. Bei dem Fahrzeug kann es sich ferner auch um eine selbstfahrende Arbeitsmaschine handeln. Bei dem Fahrzeug kann es sich auch um ein schienengebundenes Fahrzeug, ein Luftfahrzeug, ein Raumfahrzeug oder ein Wasserfahrzeug handeln.
Im Rahmen der Erfindung können Ausführungsformen und Merkmale eines Aspekts der Erfindung als entsprechende Ausführungsformen und Merkmale eines weiteren Aspekts der Erfindung angesehen werden.
Figurenliste

1 zeigt schematisch eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Fahrzeugeinrichtung und ein Fahrzeug gemäß einer jeweiligen Ausführungsform der Erfindung.
2 zeigt Diagramme zu Verläufen einer Temperatur und eines Temperaturgradienten zur Erläuterung der Erfindung.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern einer Fahrzeugeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 200. Das Fahrzeug 200 weist eine Steuereinrichtung 100 und eine Fahrzeugeinrichtung 10 auf. Die Steuereinrichtung 100 ist eingerichtet, um die Fahrzeugeinrichtung 10 zu steuern. Gemäß einer Ausführungsform weist die Fahrzeugeinrichtung 10 eine Kühleinrichtung 12 auf. Alternativ oder zusätzlich zu der Kühleinrichtung 12 weist die Fahrzeugeinrichtung 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Fahrzeugantriebseinrichtung 14 auf. Das Fahrzeug 200 weist zudem eine Fahrzeugeinheit 20 auf, welche mindestens eine Fahrzeugkomponente 21 aufweist. Die Fahrzeugeinrichtung 10 ist von der Steuereinrichtung 100 ansteuerbar und eingerichtet, um ein Kühlen einer Fahrzeugeinheit 20 herbeizuführen. Gemäß einer Ausführungsform weist die Fahrzeugeinheit 20 als eine Fahrzeugkomponente 21 ein Fahrzeuggetriebe in einem in den Figuren nicht gezeigten Antriebsstrang des Fahrzeugs 200 auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Fahrzeugeinheit 20 als eine Fahrzeugkomponente 21 eine Energiequelle, beispielsweise eine Batterie, in dem Antriebsstrang des Fahrzeugs 200 auf.
Die Fahrzeugeinrichtung 10 ist mit der Fahrzeugeinheit 20 mit einer Kühlung 2 verbunden, um ein Kühlen der Fahrzeugeinheit 20 direkt herbeizuführen. Gemäß einer Ausführungsform weist die Kühlung 2 einen Kühlstrom zum Kühlen der Fahrzeugeinheit 20 auf, welcher ein Kühlmedium zum Kühlen der Fahrzeugeinheit 20 aufweist. Die Kühleinrichtung 12 betätigt die Kühlung 2, um die Fahrzeugeinheit 20 zu kühlen. Alternativ oder zusätzlich zu der Kühlung 2 ist die Fahrzeugeinrichtung 10 mit der Fahrzeugeinheit 20 mit einem Wirkzusammenhang 4 verbunden, um ein Kühlen der Fahrzeugeinheit 20 indirekt herbeizuführen. Gemäß einer Ausführungsform weist der Wirkzusammenhang 4 einen Energiefluss zum Versorgen der Fahrzeugeinheit 20 mit Energie auf. Die Fahrzeugantriebseinrichtung 14 stellt die Energie bereit, welche über den Energiefluss auf die Fahrzeugeinheit 20 übertragen wird. Die Fahrzeugantriebseinrichtung 14 reduziert die bereitgestellte Energie und die auf die Fahrzeugeinheit 20 mit dem Energiefluss übertragene Energie, um eine thermische Beanspruchung der Fahrzeugeinheit 20 zu verringern und somit diese zu Kühlen.
Die Steuereinrichtung 100 greift über eine Schnittstelle 101 auf ein Temperaturmodell 30 zu, welches eine Temperatur der zu kühlenden Fahrzeugeinheit 20 bereitstellt. Bei der Temperatur handelt es sich in einer Ausführungsform um eine Betriebstemperatur der Fahrzeugkomponente 21. Die Betriebstemperatur wird gemäß einer Ausführungsform basierend auf einer Temperatur des Kühlmediums bestimmt, wobei die Temperatur des Kühlmediums mit einem in den Figuren nicht gezeigten Temperatursensor erfasst wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Temperaturmodell 30 in der Steuereinrichtung 100 hinterlegt.
In 2 ist in einem ersten Diagramm der zeitliche Verlauf der Temperatur T gezeigt. Während einem Betrieb der Fahrzeugeinheit 20 steigt die Temperatur T an und überschreitet einen Schwellwert W1 für die Temperatur T. Der Schwellwert W1 ist in der Steuereinrichtung 100 hinterlegt. Die Steuereinrichtung 100 prüft, ob die Temperatur T den Schwellwert W1 überschreitet und stellt als Prüfergebnis E1 fest, dass die Temperatur T den Schwellwert W1 überschritten hat. Bei dem Schwellwert W1 handelt es sich um einen Temperaturwert, welcher kleiner als ein kritischer Temperaturwert K ist, bei welchem die Fahrzeugeinheit 20 einen betriebskritischen Zustand erreicht. In dem betriebskritischen Zustand muss die Fahrzeugeinheit 20 abgekühlt werden, um Schäden durch Überhitzung der Fahrzeugeinheit 20 zu vermeiden. Basierend auf dem Schwellwert W1 wird das Prüfergebnis E1 durch die Steuereinrichtung 100 festgestellt, bevor der betriebskritische Zustand erreicht wird.
In 2 ist in einem zweiten Diagramm der zeitliche Verlauf V eines Temperaturgradienten G gezeigt, welcher aus dem zeitlichen Verlauf V der Temperatur T durch die Steuereinrichtung 100 bestimmt wird. Während dem Betrieb der Fahrzeugeinheit 20 steigt der Temperaturgradient G an und überschreitet einen Schwellwert W2 für den Temperaturgradienten G. Hat die Steuereinrichtung 100 festgestellt, dass das Prüfergebnis E1 vorliegt, prüft die Steuereinrichtung 100, ob der Temperaturgradient G den Schwellwert W2 überschreitet und stellt als weiteres Prüfergebnis E2 fest, dass der Temperaturgradient G den Schwellwert W2 überschritten hat. Basierend auf dem Schwellwert W2 wird auch das weitere Prüfergebnis E2 durch die Steuereinrichtung 100 festgestellt, bevor der betriebskritische Zustand erreicht wird. Liegen beide Prüfergebnisse E1, E2 vor, steuert die Steuereinrichtung 100 die Fahrzeugeinrichtung 10 an, um das Kühlen der Fahrzeugeinheit 20 herbeizuführen.
In 3 sind Verfahrensschritte in einer zeitlichen Abfolge eines Ablaufdiagramms dargestellt. Mit den Verfahrensschritten wird ein Verfahren zum Steuern der Fahrzeugeinrichtung 10 zum Herbeiführen des Kühlens der Fahrzeugeinheit 20 ausgeführt. Die Verfahrensschritte werden von der Steuereinrichtung 100 durchgeführt, welche die Fahrzeugeinrichtung 10 steuert, um die Fahrzugeinheit 20 derart zu kühlen, dass die Temperatur T den kritischen Temperaturwert K nicht überschreitet. Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 100 eingerichtet, die Fahrzeugeinrichtung 10 derart zu steuern, dass die Temperatur T den kritischen Temperaturwert K nicht überschreitet.
In einem Schritt S1 werden von der Steuereinrichtung 100 über die Schnittstelle 101 die Temperatur T abbildende Modelldaten aus dem Temperaturmodell 30 ausgelesen und die Temperatur T bestimmt. Die Steuereinrichtung 100 weist eine Recheneinrichtung 110 auf, welche die Temperatur T bestimmt. In einem optionalen Prüfschritt P1 prüft die Recheneinrichtung 110, ob die Temperatur T den Schwellwert W1 für die Temperatur T überschreitet. Überschreitet die Temperatur T den Schwellwert W1 stellt die Recheneinheit 110 das Prüfergebnis E1 fest. In einem weiteren Schritt S2 bestimmt die Recheneinrichtung 110 den Temperaturgradienten G aus dem zeitlichen Verlauf V der Temperatur T. In einem Prüfschritt P2 prüft die Recheneinrichtung 110, ob der Temperaturgradient G den Schwellwert W2 für den Temperaturgradienten G überschreitet. Überschreitet der Temperaturgradient G den Schwellwert W2 stellt die Recheneinheit 110 das weitere Prüfergebnis E2 fest.
In einem weiteren Schritt S3 gibt die Steuereinrichtung 100 ein Signal zum Steuern der Fahrzeugeinrichtung 10 aus, um das Kühlen der Fahrzeugkomponente 21 herbeizuführen. Die Steuereinrichtung 100 gibt das Signal aus, wenn das weitere Prüfergebnis E2 vorliegt. Gemäß einer Ausführungsform gibt die Steuereinrichtung 100 das Signal aus, wenn beide Prüfergebnisse E1, E2 vorliegen. Weist die Fahrzeugeinrichtung 10 die Kühleinrichtung 12 auf, welche die Kühlung 2 betätigt, um die Fahrzeugeinheit 20 zu kühlen, wird das Signal zum Steuern der Kühleinrichtung 12 ausgegeben, um beispielsweise ein Kühlvolumen des Kühlmediums zu erhöhen. Weist die Fahrzeugeinrichtung 10 die Fahrzeugantriebseinrichtung 14 auf, welche die Energie bereitstellt, welche über den Energiefluss auf die Fahrzeugeinheit 20 übertragen wird, wird das Signal zum Steuern der Fahrzeugantriebseinrichtung 14 ausgegeben, um beispielsweise den Energiefluss zu begrenzen.
Bezugszeichenliste

2: Kühlung
4: Wirkzusammenhang
10: Fahrzeugeinrichtung
12: Kühleinrichtung
14: Fahrzeugantriebseinrichtung
20: Fahrzeugeinheit
21: Fahrzeugkomponente
30: Temperaturmodell
100: Steuereinrichtung
110: Recheneinrichtung
200: Fahrzeug
E1: Prüfergebnis
E2: Prüfergebnis
G: Temperaturgradient
K: kritischer Temperaturwert
P1: Prüfen Information
P2: Prüfen Temperaturgradient
S1: Einlesen Information
S2: Bestimmen Temperaturgradient
S3: Ausgeben Signal
T: Temperatur
V: zeitlicher Verlauf
W1: Schwellwert
W2: Schwellwert

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10306896 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugeinrichtung (10) zum Herbeiführen eines Kühlens einer Fahrzeugeinheit (20), mit den Schritten: Einlesen (S1) von Information zu einer Temperatur (T), welche mit einem Betrieb der Fahrzeugeinheit (20) in einem Wirkzusammenhang (4) steht, und Bestimmen (S2) eines Temperaturgradienten (G) basierend auf der eingelesenen Information, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte: Prüfen (P2), ob der bestimmte Temperaturgradient (G) einen Schwellwert (W2) für den Temperaturgradienten überschreitet, und Ausgeben (S3) eines Signals zum Steuern der Fahrzeugeinrichtung (10) in Abhängigkeit eines Prüfergebnisses (E2) des Schritts des Prüfens (P2), um das Kühlen der Fahrzeugeinheit (20) durch die Fahrzeugeinrichtung (10) herbeizuführen.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt eines Prüfens (P1), ob die eingelesene Information einen Schwellwert (W1) für die eingelesene Information überschreitet, wobei der Schritt des Ausgebens (S3) in Abhängigkeit eines Prüfergebnisses (E1) des Schritts des Prüfens (P1) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ausgebens (S3) das Signal zum Steuern der Fahrzeugeinrichtung (10) ausgegeben wird, um eine Temperatur (T) der Fahrzeugeinheit (20) unterhalb eines kritischen Temperaturwerts (K) für die Temperatur (T) der Fahrzeugeinheit (20) einzustellen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem Schritt des Prüfens (P1, P2) ein jeweiliges Überschreiten von mindestens zwei Stufenschwellwerten stufenartig geprüft wird, und im Schritt des Ausgebens (S3) das Signal in Abhängigkeit eines aktuell überschrittenen Stufenschwellwerts ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugeinrichtung (10) eine Kühleinrichtung (12) zum Kühlen der Fahrzeugeinheit (20) aufweist, und im Schritt des Ausgebens (S3) das Signal zum Steuern der Kühleinrichtung (12) ausgegeben wird, um mit der Kühleinrichtung (12) das Kühlen der Fahrzeugeinheit (20) herbeizuführen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugeinrichtung (10) eine Fahrzeugantriebseinrichtung (14) aufweist, und im Schritt des Ausgebens (S3) das Signal zum Steuern der Fahrzeugantriebseinrichtung (14) ausgeben wird, um mit der Fahrzeugantriebseinrichtung (14) das Kühlen der Fahrzeugeinheit (20) herbeizuführen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugeinheit (20) mindestens eine Fahrzeugkomponente (21) eines Fahrzeugantriebsstrangs aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugeinheit (20) mindestens eine Fahrzeugkomponente (21) einer Fahrzeugenergiequelle aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt eines Filterns des bestimmten Temperaturgradienten (G), wobei der Schritt des Prüfens (P2) basierend auf dem gefilterten Temperaturgradient (G) durchgeführt wird.
Steuereinrichtung (100) zum Steuern einer Fahrzeugeinrichtung (10) zum Herbeiführen eines Kühlens einer Fahrzeugeinheit (20), mit einer Schnittstelle (101) zum Einlesen von Information zu einer Temperatur (T), welche mit einem Betrieb der Fahrzeugkomponente (21) in einem Wirkzusammenhang (4) steht, und einer Recheneinrichtung (110), welche eingerichtet ist, um einen Temperaturgradienten (G) basierend auf der eingelesenen Information zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (110) eingerichtet ist, um zu prüfen, ob der bestimmte Temperaturgradient (G) einen Schwellwert (W2) für den Temperaturgradienten (G) überschreitet, und dass die Steuereinrichtung (100) eine Schnittstelle (102) zum Ausgeben eines Signals zum Steuern der Fahrzeugeinrichtung (10) in Abhängigkeit von einem Prüfergebnis (E2) des Prüfens aufweist, um das Kühlen der Fahrzeugeinheit (20) herbeizuführen.
Fahrzeug (200), welches eine Fahrzeugeinrichtung (10) zum Herbeiführen eines Kühlens einer Fahrzeugeinheit (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (200) eine Steuereinrichtung (100) zum Steuern der Fahrzeugeinrichtung (10) nach Anspruch 10 aufweist.