DE102010017670A1 - Method for preheating component of motor vehicle, involves providing operating point of control unit, at which component is preheated - Google Patents

Method for preheating component of motor vehicle, involves providing operating point of control unit, at which component is preheated Download PDF

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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F02N19/04Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines

Abstract

The method involves providing an operating point of a control unit, at which a component is preheated. The control unit obtains information over a current tariff of the electricity network. The control unit inserts a preheating device based on the obtained information, so that the component is preheated to the desired operating point. An independent claim is also included for a method for preheating a component of a motor vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorheizung zumindest einer Komponente eines Kraftfahrzeuges, wobei einer Kontrolleinheit ein Betriebszeitpunkt, an dem die Komponente vorgeheizt sein soll, vorgegeben wird, wobei die Kontrolleinheit mindestens eine Vorheizvorrichtung ein- und ausschaltet, wobei bei eingeschalteter Vorheizvorrichtung die Komponente vorgeheizt wird, wobei die Vorheizvorrichtung an ein elektrisches Stromnetz, das außerhalb des Kraftfahrzeuges liegt, angeschlossen ist und elektrisch betrieben wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum Vorheizen von zumindest einer Komponente eines Kraftfahrzeuges gemäß dem unabhängigen Anspruch 10.The present invention relates to a method for preheating at least one component of a motor vehicle, wherein a control unit an operating time at which the component is to be preheated, is predetermined, wherein the control unit at least one preheating on and off, wherein when switched preheating the component preheating device, wherein the preheating device to an electric power grid, which is located outside of the motor vehicle, is connected and electrically operated, according to the preamble of claim 1. Further, the present invention relates to a device for preheating of at least one component of a motor vehicle according to the independent claim 10.

Die CA 2 618 285 A1 offenbart ein Verfahren und eine Fahrzeugheizvorrichtung, mit der ein Motorblock und gegebenenfalls zusätzlich ein Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges elektrisch vorgeheizt werden können. Zu diesem Zweck ist am Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges eine Steuervorrichtung vorgesehen. in die Steuervorrichtung kann im einfachsten Fall ein Benutzer die Zeit, an der die Heizvorrichtung eingeschaltet werden soll, eingeben. Alternativ kann der Benutzer den Zeitpunkt des Motorstarts vorgeben, wobei die Steuervorrichtung entweder eine fest vorgegebene Zeit vor diesem Zeitpunkt die Vorheizvorrichtung anschaltet oder in Abhängigkeit von einer Außentemperatur des Fahrzeuges die benötigte Zeitspanne des Vorheizens bestimmt und die Vorheizvorrichtung entsprechend anschaltet. Der elektrische Strom zum Aufheizen wird von einer elektrischen Energieversorgung außerhalb des Kraftfahrzeuges zugeführt.The CA 2 618 285 A1 discloses a method and a vehicle heater, with which an engine block and possibly additionally a vehicle interior of a motor vehicle can be electrically preheated. For this purpose, a control device is provided on the dashboard of the motor vehicle. In the simplest case, a user can input into the control device the time at which the heating device is to be switched on. Alternatively, the user may specify the time of engine start, with the controller either turning on the preheater a predetermined time before that time, or depending on an outside temperature of the vehicle, determining the preheating time required and turning on the preheater accordingly. The electric power for heating is supplied from an electrical power supply outside the motor vehicle.

Nachteilig hierbei ist, dass ein typischer Benutzer üblicherweise sein Kraftfahrzeug morgens benutzt, um zur Arbeit zu fahren und somit das Kraftfahrzeug kurz zuvor in einer Zeitspanne aufgeheizt werden muss, in der der Stromverbrauch üblicherweise durch die morgendlichen Aktivitäten der Verbraucher, wie z. B. Kaffeekochen, steigt. Dadurch, dass der Strom in Deutschland gehandelt wird, steigt mit dem steigenden Stromverbrauch auch der Stromtarif an (siehe 1). Energieversorgungsunternehmen sind in Zukunft verpflichtet, einen lastvariablen und tageszeitabhängigen Stromtarif anzubieten, so dass das Kraftfahrzeug in einer Preisspitze des Stromtarifs vorgeheizt werden muss.The disadvantage here is that a typical user usually uses his motor vehicle in the morning to drive to work and thus the motor vehicle has recently been heated in a period of time in which the power consumption usually through the morning activities of consumers, such. B. coffee, rises. Due to the fact that the electricity is traded in Germany, the electricity tariff also increases with the increasing electricity consumption (see 1 ). In future, utilities will be obliged to offer a load-variable electricity tariff that is dependent on the time of day, so that the motor vehicle must be preheated at a price peak of the electricity tariff.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem eine Komponente eines Kraftfahrzeuges vorgeheizt werden kann, wobei die Betriebskosten der Vorheizung gering gehalten werden sollen.It is therefore an object of the invention to provide an apparatus and a method are available in which a component of a motor vehicle can be preheated, the operating costs of preheating to be kept low.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren mit sämtlichen Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere des kennzeichnenden Teils, vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den abhängigen Verfahrensansprüchen angegeben. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung mit sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruches 10, insbesondere des kennzeichnenden Teils. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den abhängigen Vorrichtungsansprüchen angegeben. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, gelten dabei auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in Kombination erfindungswesentlich sein.To solve the problem, a method with all features of claim 1, in particular the characterizing part proposed. Advantageous developments of the method are specified in the dependent method claims. The object is further achieved by a device having all the features of independent claim 10, in particular of the characterizing part. Advantageous developments of the device are given in the dependent device claims. Features and details described in connection with the method according to the invention also apply in connection with the device according to the invention and vice versa. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in combination.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kontrolleinheit mindestens eine Information über einen Stromtarif des Stromnetzes erhält und die Vorheizvorrichtung anhand der erhaltenen Information so einsetzt, dass die Komponente zu dem gewünschten Betriebszeitpunkt vorgeheizt ist und zugleich die Stromkosten für das Vorheizen gering gehalten werden.According to the invention, the control unit receives at least one piece of information about a power tariff of the power grid and uses the preheater on the basis of the information obtained in such a way that the component is preheated to the desired operating time and at the same time the power costs for preheating are kept low.

Um die Komponente des Kraftfahrzeuges vorzuheizen, ist in dem Kraftfahrzeug eine Vorheizvorrichtung angeordnet, die von einem außerhalb des Kraftfahrzeuges liegenden elektrischen Stromnetz elektrischen Strom erhält, den die Vorheizvorrichtung zur Wärmeerzeugung benötigt. Der Strom, der von dem elektrischen Stromnetz bezogen werden kann, ist zu einem schwankenden Stromtarif erhältlich. Das elektrische Stromnetz kann ein öffentliches elektrisches Stromnetz oder ein lokales elektrisches Stromnetz sein. Eine Information über den Stromtarif ist einer Kontrolleinheit, die insbesondere in dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, zugänglich. Die Kontrolleinheit verwertet die Information über den Stromtarif und beeinflusst die Vorheizvorrichtung so, dass die Komponente zu einem Betriebszeitpunkt, an dem ein Benutzer das Kraftfahrzeug verwenden möchte, vorgeheizt ist und zugleich die Stromkosten für das Vorheizen gering gehalten, insbesondere minimiert, werden. Durch die Verwertung der Information über den Stromtarif kann die Kontrolleinheit demnach die Betriebskosten für das Vorheizen senken. Die Vorheizung bei Senkung der Betriebskosten kann zudem mit einem ökologischen Nutzen verbunden sein. Da die Grundlast im öffentlichen Stromnetz zunehmend aus regenerativen Energiequellen befriedigt werden kann und zunehmend nur in Spitzenlastzeiten konventionelle Kraftwerke hinzugeschaltet werden, kann eine Verlagerung des Energieverbrauchs auf Zeiten außerhalb der Spitzenlastzeiten, die sich auch durch einen niedrigen Stromtarif auszeichnen, auch ökologisch sinnvoll sein.In order to preheat the component of the motor vehicle, a preheating device is arranged in the motor vehicle, which receives from a lying outside of the motor vehicle electrical power grid electricity that the preheating needed to generate heat. The electricity that can be obtained from the electrical grid is available at a fluctuating electricity tariff. The electric power grid may be a public electric power grid or a local electric power grid. Information about the electricity tariff is accessible to a control unit, which is arranged in particular in the motor vehicle. The control unit utilizes the information on the electricity tariff and influences the preheater so that the component is preheated at an operating time at which a user wishes to use the motor vehicle and at the same time minimizes, in particular minimizes, the electricity costs for the preheating. By exploiting the information on the electricity tariff, the control unit can thus lower the operating costs for preheating. Preheating while reducing operating costs can also be associated with ecological benefits. Since the base load in the public power grid can increasingly be satisfied by regenerative energy sources and increasingly conventional power plants are added only at peak load times, a shift of energy consumption to times outside of peak load times, which are also characterized by a low electricity tariff, can also make ecological sense.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es in der Regel nicht ausreichen, dass die Kontrolleinheit lediglich einen möglichst geringen Stromtarif bestimmt. Darüber hinaus muss die Kontrolleinheit auch sicherstellen, dass die Komponente zu einem bestimmten, insbesondere von einem Benutzer gewünschten, Betriebszeitpunkt vorgeheizt ist. So wird es in der Regel so sein, dass ein günstiger Stromtarif bereits zu Beginn der Nacht herrscht, jedoch ein Vorheizen der Komponente zu diesem Zeitpunkt noch nicht sinnvoll ist, da die Komponente danach wieder zu stark abkühlen würde. Die Kontrolleinheit wird daher häufig einen Kompromiss zwischen einem möglichst günstigen Stromtarif und einer möglichst zum Betriebszeitpunkt zeitnahen Vorheizung der Komponente finden müssen. In the method according to the invention, it will generally not be sufficient for the control unit to determine only the lowest possible electricity tariff. In addition, the control unit must also ensure that the component is preheated to a specific, in particular desired by a user, operating time. So it will usually be the case that a favorable electricity tariff already prevails at the beginning of the night, but a preheating of the component at this time does not make sense, since the component would then cool down again too much. The control unit will therefore often have to find a compromise between the lowest possible electricity tariff and, if possible, timely preheating of the component at the time of operation.

Die Kontrolleinheit kann eine im Wesentlichen automatische Vorrichtung sein. Es kann sein, dass ein Benutzer zwar Parameter für die Kontrolleinheit vorgeben kann, zum Beispiel den Betriebszeitpunkt, und/oder ob er überhaupt oder an welchen Wochentagen er die Komponente vorheizen möchte. Die Kontrolleinheit entscheidet aber selbstständig, wann und gegebenenfalls wie die Vorheizvorrichtung eingesetzt werden soll. Hierbei kann ”Einsetzen” verschiedene Vorgänge beinhalten: Im einfachsten Fall gibt die Kontrolleinheit vor, wann die Vorheizvorrichtung an- und ausgeschaltet werden soll. Dies kann durch eine Steuerung und/oder Regelung geschehen. Im Falle einer Regelung kann es sein, dass an der Komponente ein Temperaturmesser angeordnet ist, der die Temperatur der Komponente an die Kontrolleinheit weiterleitet, so dass die Kontrolleinheit die gemessene Temperatur der Komponente zur Regelung heranziehen kann. Zusätzlich kann es aber auch sein, dass die Kontrolleinheit eine Heizleistung der Vorheizvorrichtung, d. h. die Wärme, die die Vorheizvorrichtung an die Komponente in einer Zeiteinheit abgibt, steuert und/oder regelt. Hierzu kann die Kontrolleinheit zum Beispiel einen steuer- oder regelbaren Widerstand einstellen.The control unit may be a substantially automatic device. It may be that a user can indeed specify parameters for the control unit, for example the operating time, and / or whether he wishes to preheat the component at all or on which days of the week. However, the control unit decides independently when and if so how to use the preheater. In this case, "insertion" can include various processes: In the simplest case, the control unit specifies when the preheater is to be switched on and off. This can be done by a controller and / or regulation. In the case of a closed-loop control, a temperature meter may be arranged on the component which forwards the temperature of the component to the control unit, so that the control unit can use the measured temperature of the component for the control. In addition, however, it may also be that the control unit has a heating power of the preheating device, i. H. controls and / or regulates the heat that the preheater delivers to the component in a unit of time. For this purpose, the control unit, for example, set a controllable or adjustable resistance.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Benutzer über Mobilfunk den Betriebszeitpunkt und/oder weitere Eingabeparameter vorgeben. Hierdurch ist es möglich, dass der Benutzer einen räumlichen Abstand zum Kraftfahrzeug aufweist.In an advantageous embodiment of the invention, the user can specify the operating time and / or further input parameters via mobile radio. This makes it possible for the user to have a spatial distance to the motor vehicle.

Es ist denkbar, dass die Kontrolleinheit die Information über den Stromtarif von dem Betreiber des externen elektrischen Stromnetzes bezieht. Bei dem Betreiber kann es sich insbesondere um ein Stadtwerk, um ein überregionales Energieversorgungsunternehmen oder um einen lokalen, privaten Anbieter handeln. Die Kontrolleinheit kann die Information über den Stromtarif direkt von dem Betreiber des elektrischen Stromnetzes beziehen. Alternativ kann der Betreiber des elektrischen Stromnetzes die Information über den Stromtarif an einen intelligenten Stromzähler weiterleiten und der intelligente Stromzähler die Information wiederum an die Kontrolleinheit weitergeben. Für beide Alternativen kann die Information über das Internet, über das Stromnetz selber, zum Beispiel über powerline carrier (PLC), oder über Mobilfunk, zum Beispiel GSM oder GPRS, an die Kontrolleinheit weitergegeben werden. Die Kontrolleinheit weist eine entsprechende Empfangsvorrichtung auf, um die Information über den Stromtarif erhalten zu können.It is conceivable that the control unit obtains the information about the electricity tariff from the operator of the external electric power network. In particular, the operator may be a municipal utility, a supraregional utility or a local private provider. The control unit can obtain the information about the electricity tariff directly from the operator of the electric power network. Alternatively, the operator of the electric power network can forward the information about the electricity tariff to an intelligent electricity meter and the intelligent electricity meter in turn pass the information on to the control unit. For both alternatives, the information can be passed on to the control unit via the Internet, via the power grid itself, for example via powerline carrier (PLC), or via mobile radio, for example GSM or GPRS. The control unit has a corresponding receiving device in order to obtain the information about the electricity tariff.

Der intelligente Stromzähler und die Kontrolleinheit können in einer Baueinheit mit beispielsweise einem gemeinsamen Prozessor und/oder Speicher zusammengefasst sein. Vorzugsweise handelt es sich aber um zwei getrennte Baueinheiten, die miteinander kommunizieren. Der intelligente Stromzähler kann außerhalb des Kraftfahrzeuges, beispielsweise in einem Haus des Benutzers, angeordnet sein. Alternativ ist der intelligente Stromzähler ebenfalls in dem Kraftfahrzeug angeordnet.The intelligent electricity meter and the control unit can be combined in a structural unit with, for example, a common processor and / or storage. Preferably, however, there are two separate units that communicate with each other. The smart meter may be located outside the motor vehicle, for example in a user's home. Alternatively, the smart meter is also located in the motor vehicle.

Die Information über den Stromtarif kann nur die Höhe des aktuellen Strompreises beinhalten. Andererseits ist es möglich, dass der Verlauf des Stromtarifs für einige Stunden, z. B. vierundzwanzig Stunden, vorher festgelegt ist und dieser Verlauf an die Kontrolleinheit weitergegeben wird. Weiterhin kann es sein, dass der Kontrolleinheit Entwicklungstendenzen des aktuellen Stromtarifs mitgeteilt werden, z. B. unterschiedliche Werte für ”steigend” oder ”stark sinkend”. Zusätzlich oder alternativ kann es sein, dass die Kontrolleinheit die jeweiligen aktuellen Stromtarife speichert und selber eine Entwicklungstendenz aus dem Verlauf bestimmt. Es kann auch sein, dass die Kontrolleinheit die Stromtarife der letzten Wochen und/oder Monate speichert und diese als Information über den Stromtarif verwendet und/oder mit aktuellen Informationen kombiniert.The information about the electricity tariff can only include the amount of the current electricity price. On the other hand, it is possible that the course of the electricity tariff for a few hours, z. B. twenty-four hours, previously set and this history is passed to the control unit. Furthermore, it may be that the control unit development trends of the current electricity tariff are communicated, for. B. different values for "rising" or "strongly sinking". Additionally or alternatively, it may be that the control unit stores the respective current electricity tariffs and itself determines a development tendency from the course. It may also be that the control unit stores the electricity tariffs of the last weeks and / or months and uses these as information about the electricity tariff and / or combined with current information.

Eine Vorheiztemperatur, die die Komponente an dem gewünschten Betriebszeitpunkt aufweisen soll, kann vorgegeben werden. Die Vorheiztemperatur kann von dem Benutzer festgelegt und in die Kontrolleinheit eingegeben werden. Alternativ ist die Vorheiztemperatur in der Kontrolleinheit bereits dauerhaft als Betriebsparameter gespeichert.A preheat temperature, which the component should have at the desired time of operation, can be preset. The preheat temperature can be set by the user and entered into the control unit. Alternatively, the preheat temperature in the control unit is already permanently stored as an operating parameter.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Vorheiztemperatur am Betriebszeitpunkt im erfindungsgemäßen Verfahren trotz einer im Allgemeinen nicht zeitnah zum Betriebszeitpunkt erfolgenden Vorheizung dadurch gewährleistet, dass die Komponente zunächst auf eine Endtemperatur oberhalb der Vorheiztemperatur vorgeheizt wird und danach wieder abkühlt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Vorheiztemperatur am Betriebszeitpunkt dadurch gewährleistet werden, dass die Komponente zunächst auf die Vorheiztemperatur erwärmt wird und danach der durch Abkühlung der Komponente entstehende Wärmeverlust durch ein erneutes Vorheizen, insbesondere kurz vor dem Betriebszeitpunkt, ausgeglichen wird. Bei der zweiten Alternative wird die Komponente nicht über die Vorheiztemperatur erwärmt, so dass sich diese Alternative für wärmeempfindliche Komponenten eignet. Reicht ein Vorheizen auf eine Endtemperatur nicht aus, um die Vorheiztemperatur am Betriebszeitpunkt einzustellen, so ist es denkbar, auch in diesem Fall den Wärmeverlust durch Einschalten der Vorheizvorrichtung auszugleichen.In an advantageous embodiment of the invention, the preheating temperature at the time of operation in the method according to the invention despite a generally not promptly taking place at the time of operation preheating is ensured by the fact that the component is first preheated to a final temperature above the preheating and then cooled again. In a further embodiment of the invention, the preheating temperature at the time of operation can be ensured by the fact that the component is first applied to the Preheating is heated and then the heat loss resulting from the cooling of the component by a renewed preheating, especially shortly before the operating time is compensated. In the second alternative, the component is not heated above the preheat temperature, so this alternative is suitable for heat-sensitive components. If preheating to a final temperature is not sufficient to set the preheating temperature at the time of operation, it is conceivable, even in this case, to compensate for the heat loss by switching on the preheating device.

Soll die Vorheiztemperatur durch Vorheizen auf eine Endtemperatur und ein Abkühlen Lassen der Komponente eingehalten werden, so kann eine Maximaltemperatur von dem Benutzer oder als dauerhafter Betriebsparameter der Kontrolleinheit vorgegeben sein. Die Maximaltemperatur gibt an, auf welche Temperatur die Komponente zwischenzeitlich maximal aufgeheizt werden kann, um danach auf die Vorheiztemperatur abzukühlen, und bildet so einen oberen Grenzwert der Endtemperatur. Sollen mehrere Komponenten vorgeheizt werden, so können die Vorheiz- und die Maximaltemperatur jeder Komponente variieren. Bei der Vorheiztemperatur und der Maximaltemperatur kann es sich jeweils auch um Temperaturbereiche handeln.If the preheating temperature is to be maintained by preheating to a final temperature and allowing the component to cool, a maximum temperature may be predetermined by the user or as a permanent operating parameter of the control unit. The maximum temperature indicates to which temperature the component can be maximally heated in the meantime, in order to then cool down to the preheating temperature, and thus forms an upper limit of the final temperature. If several components are to be preheated, the preheating and the maximum temperature of each component can vary. The preheating temperature and the maximum temperature may each also be temperature ranges.

In der Kontrolleinheit können Informationen über das Abkühlverhalten der Komponente hinterlegt sein. Dieses kann eine längstmögliche Zeitspanne sein, an der vor dem Betriebszeitpunkt mit der Vorheizung der Komponente begonnen werden kann. Die längstmögliche Zeitspanne kann im einfachsten Fall als eine Konstante abgeschätzt werden. Die längstmögliche Zeitspanne kann aber auch eine Funktion der Maximaltemperatur und/oder der Vorheiztemperatur sein, wenn das Verfahren ein Vorheizen auf eine Endtemperatur und ein Abkühlen Lassen umfasst. Soll alternativ das Verfahren ein erstes Vorheizen auf die Vorheiztemperatur und ein erneutes geringeres Vorheizen zum Ausgleich des Wärmeverlustes umfassen, so ist die längstmögliche Zeitspanne von dem zu erwartenden Wärmeverlust der Komponente abhängig. So ist es nur sinnvoll, einen geringen Wärmeverlust durch ein erneutes Vorheizen auszugleichen.Information about the cooling behavior of the component can be stored in the control unit. This can be the longest possible period of time before the start of operation of the component can be started with the pre-heating. The longest possible time span can be estimated as a constant in the simplest case. However, the longest possible period of time may also be a function of the maximum temperature and / or the preheat temperature, if the method includes preheating to a final temperature and allowing for cooling. Alternatively, if the method includes first preheating to the preheat temperature and again less preheating to compensate for the heat loss, the longest possible time depends on the expected heat loss of the component. So it makes sense only to compensate for a small heat loss by re-preheating.

Um das Abkühlverhalten besser vorherzusagen, kann es sein, dass der Kontrolleinheit eine Außentemperatur aus der Umgebung des Fahrzeuges übermittelt wird und die Kontrolleinheit anhand der Außentemperatur das Abkühlverhalten bestimmt. Hierzu kann in der Kontrolleinheit ein mathematisch physikalisches Modell der Komponente, das z. B. auf der Wärmekapazität der Komponente und seiner unmittelbaren Umgebung basiert, gespeichert sein. Alternativ zum mathematisch physikalischen Modell können vor Inbetriebnahme der Vorheizvorrichtung anhand von Messreihen Kennlinien über das Abkühlverhalten der Komponente entwickelt und diese in der Kontrolleinheit hinterlegt werden. Anhand der Kennlinien oder des mathematisch physikalischen Modells kann die längstmögliche Zeitspanne in Abhängigkeit von der Außen-, der Maximal- und/oder der Vorheiztemperatur von der Kontrolleinheit bestimmt werden.In order to better predict the cooling behavior, it may be that the control unit, an outside temperature from the environment of the vehicle is transmitted and determines the control unit based on the outside temperature, the cooling behavior. For this purpose, in the control unit, a mathematical physical model of the component, the z. B. based on the heat capacity of the component and its immediate environment, stored. As an alternative to the mathematical physical model, characteristics of the cooling behavior of the component can be developed before commissioning the preheating device on the basis of measurement series and these can be stored in the control unit. On the basis of the characteristic curves or the mathematical physical model, the longest possible time interval can be determined as a function of the outside, the maximum and / or the preheating temperature of the control unit.

Die Kontrolleinheit verbindet nun die Kenntnisse über die Information über den Stromtarif und das Abkühlverhalten der Komponente und sucht einen möglichst günstigen Zeitpunkt um die Vorheizvorrichtung zu betreiben. Im einfachsten Fall kann es sein, dass, wenn der an die Kontrolleinheit übermittelte, aktuelle Stromtarif einen bestimmten ersten Grenzwert unterschreitet und zugleich ein Abstand eines aktuellen Zeitpunktes bis zum Betriebszeitpunkt geringer als die längstmögliche Zeitspanne ist, die Kontrolleinheit die Vorheizvorrichtung einschaltet. Alternativ zur Grenzwertunterschreitung des Stromtarifs kann die Kontrolleinheit ein globales oder lokales Minimum des einige Stunden vorher bekannten Stromtarifes innerhalb der längstmöglichen Zeitspanne auffinden und die Vorheizvorrichtung in dem Minimum einschalten. Das Minimum des Stromtarifs kann über eine für die Vorheizung benötigte Zeit gemittelt sein. Die Kontrolleinheit kann aternativ anhand der Entwicklungstendenzen des Stromtarifs das Erreichen eines Minimums innerhalb der längstmöglichen Zeitspanne abschätzen.The control unit now combines the knowledge of the information about the electricity tariff and the cooling behavior of the component and seeks the best possible time to operate the preheater. In the simplest case, if the current electricity tariff transmitted to the control unit falls below a certain first limit value and at the same time a distance from a current time to the operating time is less than the longest possible time span, the control unit can switch on the preheater. As an alternative to undercutting the electricity tariff, the control unit may locate a global or local minimum of the electricity tariff known a few hours previously within the longest possible period of time and turn on the pre-heater in the minimum. The minimum of the electricity tariff may be averaged over a time required for the pre-heating. The control unit may, on the basis of the trend trends of the electricity tariff, estimate the achievement of a minimum within the longest possible period of time.

Schaltet die Kontrolleinheit die Vorheizvorrichtung an und soll das Verfahren ein Aufheizen auf eine Endtemperatur umfassen, so kann die Kontrolleinheit die Endtemperatur und/oder eine Anschaltdauer der Vorheizvorrichtung anhand der Kennlinien oder des mathematisch physikalischen Modells bestimmen. Die Anschaltdauer ist als der Zeitraum, in dem die Vorheizvorrichtung eingeschaltet ist, definiert.When the control unit activates the preheater and the method is to include heating to a final temperature, the control unit may determine the end temperature and / or duration of the preheat device based on the characteristics or mathematical physical model. The turn-on time is defined as the period in which the pre-heater is turned on.

In einem eleganteren, erfindungsgemäßen Optimierungsverfahren können die Stromkosten, die zum Erreichen unterschiedlicher Endtemperaturen benötigt werden, von der Kontrolleinheit berücksichtigt werden. So kann es in einem Falle kostengünstiger sein, die Komponente bei einem minimalen Stromtarif lange vor dem Betriebszeitpunkt, jedoch mehr Strom benötigend, auf eine Endtemperatur nahe der Maximaltemperatur vorzuheizen. In einem anderen Falle kann es kostengünstiger sein, näher an dem Betriebszeitpunkt bei einem höheren Stromtarif dadurch weniger Strom zu benötigen, dass die Komponente auf eine Endtemperatur nahe der Vorheiztemperatur vorgeheizt wird.In a more elegant optimization method according to the invention, the electricity costs required to reach different final temperatures can be taken into account by the control unit. Thus, in one case, it may be more cost effective to preheat the component to a final temperature near the maximum temperature at a minimum power tariff long before the time of operation but requiring more power. In another case, it may be more cost effective to require less power nearer the time of operation at a higher power tariff, such that the component is preheated to a final temperature near the preheat temperature.

Schaltet die Kontrolleinheit die Vorheizvorrichtung an und soll das Verfahren ein Aufheizen auf die Vorheiztemperatur und ein erneutes Vorheizen zum Ausgleich eines Wärmeverlustes umfassen, so kann die Kontrolleinheit die Anschaltdauern und Anschaltzeitpunkte der Vorheizvorrichtung anhand der Kennlinien oder des mathematisch physikalischen Modells bestimmen.When the control unit activates the preheater and the method is to include heating to the preheat temperature and reheating to compensate for heat loss, the control unit may adjust the duty cycles and Determine connection times of the preheater on the basis of the characteristics or the mathematical physical model.

Es ist denkbar, dass, wie bereits erwähnt, die Heizleistung der Vorheizvorrichtung, gesteuert oder geregelt werden kann. Die aktuelle Heizleistung kann so z. B. an den aktuellen Stromtarif angepasst werden. So kann bei einem sinkenden Stromtarif die Heizleistung steigen und umgekehrt. Es ist auch möglich, die Komponente bei geringer Heizleistung bei einer langen Anschaltdauer der Vorheizvorrichtung, langsam aufzuheizen oder die Heizleistung zu erhöhen und die Anschaltdauer zu verkürzen. Die Kontrolleinheit kann bestimmen, ob und welche Heizleistung und Anschaltdauer am kostengünstigsten sind, wobei die Heizleistung innerhalb eines Vorheizvorgang variieren kann. So ist es zum Beispiel möglich, die Komponente weit entfernt von dem Betriebszeitpunkt bei einem günstigen Stromtarif auf die Vorheiztemperatur vorzuheizen und die Vorheiztemperatur danach bis zum Betriebszeitpunkt bei geringerer Heizleistung aufrecht zu erhalten. Kann die Heizleistung nicht eingestellt werden, so kann ein Aufrechterhalten der Vorheiztemperatur durch kurzfristiges An- und Abschalten der Vorheizvorrichtung erreicht werden.It is conceivable that, as already mentioned, the heating power of the preheater, can be controlled or regulated. The current heating power can be such. B. be adapted to the current electricity tariff. Thus, with a sinking electricity tariff, the heating power can rise and vice versa. It is also possible to slowly heat up the component at low heat output with a long turn-on of the preheater, or to increase the heating power and shorten the turn-on. The control unit may determine if and which heater power and duty cycle are most cost effective, wherein the heater power may vary within a preheat cycle. For example, it is possible to preheat the component far from the time of operation at a favorable electricity tariff to the preheat temperature and to maintain the preheat temperature thereafter until the time of operation with lower heat output. If the heating power can not be adjusted, maintenance of the preheat temperature can be achieved by short-term switching on and off of the preheater.

Die Kontrolleinheit kann so eingestellt sein, dass sie die Vorheizvorrichtung spätestens dann ausschaltet, wenn der Motor gestartet wird. Hierfür kann die Kontrolleinheit eine Information über den Motorstart erhalten. Weiterhin ist es möglich, eine maximale Zeitspanne für die Vorheizung der Komponente vorzugeben. So kann es zum Beispiel sein, dass der Benutzer wider Erwarten das Kraftfahrzeug doch nicht zu dem vorgegebenen Betriebszeitpunkt benutzt. Nach dem Verstreichen der maximalen Zeitspanne nach dem Betriebszeitpunkt hält die Kontrolleinheit die Komponente nicht mehr auf der Vorheiztemperatur, sondern lässt die Komponente abkühlen. In einer weiteren Variante kann die Kontrollvorrichtung bei hohen Außentemperaturen selbstständig entscheiden, auf eine Vorheizung zu verzichten.The control unit may be set to turn off the preheater at the latest when the engine is started. For this purpose, the control unit can receive information about the engine start. Furthermore, it is possible to specify a maximum period of time for the preheating of the component. For example, it may be that, contrary to expectations, the user does not use the motor vehicle at the given time of operation. After elapse of the maximum period of time after the time of operation, the control unit no longer maintains the component at the preheat temperature, but allows the component to cool. In a further variant, the control device can independently decide at high outside temperatures to dispense with preheating.

Die Kontrolleinheit kann zusätzlich eine Information über einen aktuellen Kraftstoffpreis erhalten. Der Kraftstoffpreis kann von dem Benutzer eingegeben oder von einer weiteren Informationsquelle, z. B. einer Tankstelle, an die Kontrolleinheit weitergegeben werden. Die Information über den aktuellen Kraftstoffpreis kann drahtlos übertragen werden. Die Kontrolleinheit kann zur Entscheidung, ob z. B. überhaupt vorgeheizt werden soll, den aktuellen Kraftstoffpreis berücksichtigen. Dazu kann die Kontrolleinheit die Stromkosten, die durch das Vorheizen entstehen, mit den Kraftstoffkosten, die durch das Vorheizen durch einen geringeren Verbrauch von Kraftstoff bei Betrieb des Kraftfahrzeuges vermieden werden, vergleichen. Um die eingesparten Kraftstoffkosten bestimmen zu können, können ebenfalls Kennlinien oder ein mathematisch physikalisches Modell zur Einsparung von Kraftstoff bei einer Vorheizung in der Kontrolleinheit gespeichert sein. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung lässt die Kontrolleinheit die Komponente nur vorheizen, wenn die eingesparten Kraftstoffkosten über den Stromkosten für das Vorheizen liegen und somit eine Differenz aus für das Vorheizen erforderlichen Stromkosten und den eingesparten Kraftstoffkosten negativ ist. Weiterhin ist es denkbar, dass die Kontrolleinheit diese Differenz möglichst gering hält, insbesondere minimiert. Hierzu kann die Kontrolleinheit z. B. vorgeben, auf welche Vorheiztemperatur vorgeheizt wenden soll, wobei die Vorheiztemperatur flexibel zwischen Außentemperatur und der Maximaltemperatur von der Kontrolleinheit zur Bestimmung der günstigsten Lösung variiert werden kann.The control unit may additionally receive information about a current fuel price. The fuel price may be entered by the user or from another source of information, e.g. As a gas station, are passed to the control unit. The information about the current fuel price can be transmitted wirelessly. The control unit can decide whether z. B. should be preheated at all, take into account the current price of fuel. For this purpose, the control unit can compare the electricity costs incurred by the preheating with the fuel costs, which are avoided by the preheating by a lower consumption of fuel during operation of the motor vehicle. In order to be able to determine the saved fuel costs, characteristic curves or a mathematical physical model for saving fuel during preheating can also be stored in the control unit. In an advantageous embodiment of the invention, the control unit only preheats the component if the fuel costs saved lie above the electricity costs for preheating and thus a difference between the electricity costs required for preheating and the fuel costs saved is negative. Furthermore, it is conceivable that the control unit keeps this difference as low as possible, in particular minimized. For this purpose, the control unit z. For example, specify which preheating temperature should be preheated, wherein the preheating temperature can be varied flexibly between the outside temperature and the maximum temperature of the control unit for determining the most favorable solution.

In den in den sieben vorherigen Abschnitten angeführten Verfahren muss die Kontrolleinheit teilweise in Abhängigkeit von Eingabeparametern die kostengünstigste Lösung bestimmen. Die Eingabeparameter können ein oder mehrere aus der folgenden Gruppe sein: der aktuelle Zeitpunkt, die Außentemperatur, die Vorheiztemperatur, die Maximaltemperatur, der Betriebszeitpunkt, der aktuelle Stromtarif, der tatsächliche oder prognostizierte Verlauf des Stromtarifs in den nächsten Stunden, die Entwicklungstendenz des Stromtarifs, der aktuelle Kraftstoffpreis. Der Kontrolleinheit können weiterhin Kennlinien oder ein mathematischphysikalisches Modell des Abkühlverhaltens der Komponente und/oder des eingesparten Kraftstoffverbrauchs vorliegen. Die Kontrolleinheit kann ein Minimierungsverfahren zur Bestimmung der kostengünstigsten Lösung anwenden: insbesondere das Newton-Verfahren, das Newton-Raphson-Verfahren, das Gradientenverfahren oder das Quasi-Newton-Verfahren. Weitere mögliche Minimierungsverfahren sind das Intervall-Halbierungs-Verfahren, das Sekantenverfahren, das Down Hill Simplexverfahren oder die Folded Spektrum Method. Als Ausgabeparameter können ein oder mehrere aus folgender Gruppe: eine Endtemperatur, mindestens ein Anschaltzeitpunkt, mindestens eine Anschaltdauer, eine Vorheiztemperatur und/oder eine Heizleistung der Vorheizvorrichtung, aus dem Minimierungsverfahren hervorgehen, mit deren Hilfe die Kontrolleinheit die Vorheizvorrichtung steuert oder regelt. Für unterschiedliche Komponenten kann jeweils ein eigenes Minimierungsverfahren durchgeführt werden.In the procedures outlined in the previous seven sections, the control unit must in part determine the most cost-effective solution depending on input parameters. The input parameters may be one or more of the following group: the current time, the outside temperature, the preheat temperature, the maximum temperature, the operating time, the current electricity tariff, the actual or forecast electricity tariff in the next few hours, the development trend of the electricity tariff, current fuel price. The control unit may also have characteristics or a mathematical-physical model of the cooling behavior of the component and / or the saved fuel consumption. The control unit may apply a minimization method to determine the most cost-effective solution: in particular the Newton method, the Newton-Raphson method, the gradient method or the quasi-Newton method. Further possible minimization methods are the interval halving method, the secant method, the down hill simplex method or the folded spectrum method. As output parameters, one or more of the following group: an end temperature, at least one turn-on time, at least one turn-on duration, a preheat temperature, and / or a heater power of the preheater may emerge from the minimization method by which the control unit controls or controls the preheater. For each component, a separate minimization procedure can be performed.

Die Kontrolleinheit kann einen Speicher, einen Prozessor sowie mindestens eine Sende- und Empfangsvorrichtung aufweisen, um das oben dargestellte Verfahren durchführen zu können.The control unit may have a memory, a processor and at least one transmitting and receiving device in order to be able to carry out the method presented above.

Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls gelöst durch eine Vorrichtung zur Vorheizung mindestens einer Komponente eines Kraftfahrzeuges, wobei die Vorrichtung mindestens eine Vorheizvorrichtung, mit der die Komponente vorheizbar ist, aufweist, die Vorheizvorrichtung an ein elektrisches Stromnetz, das außerhalb des Kraftfahrzeuges liegt, anschließbar ist und elektrisch betreibbar ist, und die Vorrichtung eine Kontrolleinheit aufweist, mit der der Betriebszeitpunkt, an dem die Komponente vorgeheizt sein soll, vorgebbar ist und durch die die Vorheizvorrichtung ein- und ausschaltbar ist. Erfindungsgemäß ist an die Kontrolleinheit mindestens eine Information über einen Stromtarif des Stromnetzes weiter leitbar und die Vorheizvorrichtung von der Kontrolleinheit anhand der erhaltenen Information so einsetzbar, dass die Komponente zu dem gewünschten Betriebszeitpunkt vorgeheizt ist und zugleich die Stromkosten für das Vorheizen gering gehalten werden.The object of the invention is likewise achieved by a device for preheating at least one component of a motor vehicle, the apparatus having at least one preheater with which the component is preheatable, the preheater being connectable to and electrically operable with an electrical power network external to the motor vehicle, the apparatus having a control unit with which the operating time at which the component should be preheated, can be specified and by which the preheater is switched on and off. According to the invention, at least one piece of information about a power tariff of the power grid can be forwarded to the control unit, and the pre-heater can be used by the control unit on the basis of the information obtained so that the component is preheated to the desired operating time and at the same time the power costs for preheating are kept low.

Es kann sein, dass es sich bei der Komponente um eine Motorkomponente eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges oder einer Komponente, insbesondere einer Verbrennungsmotorkomponente, eines Hybridkraftfahrzeuges handelt. Hierbei kann die Vorheizvorrichtung in einem Kühlmittelkreislauf, an einem Öl-Wasser-Wärmetauscher, an einem Motorblock selber und/oder an einem Einlasssystem des Motors angeordnet sein. Durch das Vorheizen können die Triebwerksreibungsverluste verhindert und der Verbrennungsprozess im Verbrennungsmotor oder in der Verbrennungsmotorkomponente verbessert werden. Alternativ oder zusätzlich kann es sein, dass ein Katalysator im konventionellen Kraftfahrzeug oder Hybridkraftfahrzeug vorgeheizt wird. Hierdurch kann die Katalysatoranspringphase verkürzt werden.It may be that the component is an engine component of an internal combustion engine of a motor vehicle or of a component, in particular of an internal combustion engine component, of a hybrid motor vehicle. In this case, the preheating device may be arranged in a coolant circuit, on an oil-water heat exchanger, on an engine block itself and / or on an intake system of the engine. Preheating can prevent engine friction losses and improve the combustion process in the internal combustion engine or in the engine component. Alternatively or additionally, it may be that a catalyst is preheated in the conventional motor vehicle or hybrid motor vehicle. As a result, the Katalysatoranspringphase can be shortened.

Alternativ kann es sich bei der Komponente um die Batterie eines Elektrofahrzeuges oder eines Hybridkraftfahrzeuges handeln. Hierdurch kann die Batterie vor dem Start des Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuges auf Betriebstemperatur gebracht werden und damit der Wirkungsgrad der Batterie erhöht werden. Da eine Batterie beim Aufladen Wärme erzeugt, kann es sein, dass die Vorheizvorrichtung in diesem Falle der Batterie selber entspricht und dass die Kontrolleinheit den Zeitpunkt der Aufladung der Batterie so bestimmt, dass die Batterie zum Betriebszeitpunkt sowohl aufgeladen als auch vorgeheizt ist.Alternatively, the component may be the battery of an electric vehicle or a hybrid motor vehicle. As a result, the battery can be brought to operating temperature before the start of the electric or hybrid motor vehicle and thus the efficiency of the battery can be increased. Since a battery generates heat during charging, it may be that the preheater in this case corresponds to the battery itself and that the control unit determines the time of charging the battery so that the battery is both charged and preheated at the time of operation.

Bei der Komponente kann es sich auch um ein Brennstoffzellensystem eines Brennstoffzellenfahrzeuges handeln. Hierzu kann in Analogie zum Verbrennungsmotor die Vorheizvorrichtung in einem Kühlmittelkreislauf des Brennstoffzellensystems angeordnet sein.The component may also be a fuel cell system of a fuel cell vehicle. For this purpose, in analogy to the internal combustion engine, the preheating device can be arranged in a coolant circuit of the fuel cell system.

In allen Fahrzeugtypen kann es alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, einen Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeuges vorzuheizen, um so den Benutzerkomfort zu steigern. Ebenfalls kann die Komponente in allen Fahrzeugtypen ein Getriebe sein.In all vehicle types, it may alternatively or additionally be provided to preheat a vehicle interior of the motor vehicle in order to increase user comfort. Likewise, the component can be a transmission in all vehicle types.

Bei der Vorheizvorrichtung kann es sich um einen Tauchsieder handeln, der zum Beispiel in das Kühlmittel des Kühlmittelkreislaufes eingetaucht ist. Alternativ kann eine Heizspirale um die Komponente herum gewickelt sein. Weitere Möglichkeiten sind ein Heizlüfter oder ein Elektroradiator, der Wärme an die Komponente abgibt. Die Vorheizvorrichtung kann die Komponente auch mit Wärme bestrahlen und insbesondere eine Infrarotheizung oder ein Heizstrahler sein.The preheater may be an immersion heater immersed, for example, in the coolant of the coolant circuit. Alternatively, a heating coil may be wrapped around the component. Other options include a fan heater or an electric radiator, which gives off heat to the component. The preheater may also irradiate the component with heat and, in particular, be an infrared heater or a radiant heater.

Um die Vorheizvorrichtung mit dem Stromnetz zu verbinden, kann eine Steckdose außerhalb des Kraftfahrzeuges verwendet werden. Alternativ dazu kann Steckdose im Kraftfahrzeug angeordnet sein. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann eine bereits im Kraftfahrzeug vorhandene 12 V-Steckdose, die bidirektional betreibbar ist, verwendet werden.To connect the preheater to the mains, a socket outside the motor vehicle can be used. Alternatively, socket can be arranged in the motor vehicle. In an advantageous embodiment, an already existing in the motor vehicle 12 V socket, which is bidirectionally operable, can be used.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung an einem bestehenden Kraftfahrzeug nachrüstbar.Preferably, the device according to the invention can be retrofitted to an existing motor vehicle.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen der Beschreibung oder Zeichnung hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnung, Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.Further, measures improving the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, which are shown schematically in the figures. All resulting from the claims of the description or drawing features and / or advantages including design details, spatial arrangement, process steps may be essential to the invention both in itself and in various combinations.

Es zeigen:Show it:

1 ein typischer Verlauf eines Stromtarifs über der Zeit, 1 a typical course of a electricity tariff over time,

2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung, 2 a schematic representation of a heating device according to the invention,

3a ein erstes Schema für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und 3a a first scheme for carrying out the method according to the invention and

3b ein alternatives Schema für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 3b an alternative scheme for carrying out the method according to the invention.

In 1 ist ein typischer Verlauf eines Stromtarifs ST über der Zeit t dargestellt. Zwischen 0 und 6 Uhr morgens ist der Stromtarif ST besonders niedrig, da die meisten Verbraucher, wie private Haushalte oder auch Produktionsanlagen, wenig Strom benötigen. Zu Tagesbeginn steigt hingegen der Strombedarf stark an, so dass auch der frei handelbare Stromtarif ST stark ansteigt. Nach dem Stand der Technik wird der vorzuheizende Motorblock oder Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges zumeist zwischen 7.00 Uhr und 8.00 Uhr morgens kurz vor einem typischen Betriebszeitpunkt tfahr des Kraftfahrzeuges vorgeheizt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung kann die Komponente zu einem günstigen Stromtarif vor dem Anstieg des Stromtarifs, z. B. zwischen 0.00 Uhr und 6.00 Uhr, vorgeheizt werden.In 1 is a typical course of a power tariff ST over the time t shown. Between 0 and 6 o'clock in the morning the electricity tariff ST is particularly low, since most consumers, like private households or also production plants, need little power. At the beginning of the day, on the other hand, the demand for electricity is rising sharply, with the result that the freely tradable electricity tariff ST is also rising sharply. According to the state of Technology preheating the engine block or vehicle interior of a motor vehicle is usually preheated between 7:00 and 8:00 clock in the morning shortly before a typical operating time t driving the motor vehicle. By the method and apparatus of the invention, the component at a low electricity tariff before the rise of the electricity tariff, z. B. between 0.00 clock and 6:00 clock, preheated.

In 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 hierzu in einem schematisch dargestellten Kraftfahrzeug 11 dargestellt. Stromleitungen sind in 2 mit durchgezogenen Linien dargestellt, während Kommunikationsleitungen 31, 32, 33, 34, 35 mit gestrichelten Linien dargestellt sind. Die Kommunikationsleitungen 31, 32, 33, 34, 35 können in einer nicht dargestellten Alternative durch Sende- und Empfangsvorrichtungen in den beteiligten Vorrichtungen für eine drahtlose Kommunikation ersetzt werden.In 2 is a device according to the invention 10 for this purpose in a motor vehicle shown schematically 11 shown. Power lines are in 2 shown with solid lines, while communication lines 31 . 32 . 33 . 34 . 35 are shown with dashed lines. The communication lines 31 . 32 . 33 . 34 . 35 can be replaced in a non-illustrated alternative by transmitting and receiving devices in the participating devices for wireless communication.

Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich um ein konventionelles Kraftfahrzeug 11 mit einem Verbrennungsmotor, bei dem ein Kühlmittel in einem schematisch dargestellten Kühlmittelkreislauf 12 als auch ein Katalysator 13 als zwei unterschiedliche Komponenten 12, 13 vorgeheizt werden sollen. Zu diesem Zweck befindet sich eine erste Vorheizvorrichtung 21, die als Tauchsieder ausgebildet ist, in dem Kühlmittelkreislauf 12. Eine zweite Vorheizvorrichtung 22, die als Heizspirale ausgebildet ist, befindet sich an dem Katalysator 13. Die erste und die zweite Vorheizvorrichtung 21, 22 werden durch elektrischen Strom betrieben, der von einer Steckdose 16 außerhalb des Kraftfahrzeuges 11 als Spannungsquelle eines öffentlichen Stromnetzes (nicht weiter dargestellt) zur Verfügung gestellt wird. Um die erste und zweite elektrische Vorheizvorrichtung 21, 22 steuern oder regeln zu können, befindet sich eine Kontrolleinheit 20 im Kraftfahrzeug 11. Von der Kontrolleinheit 20 führen Kommunikationsleitungen 31, 32 zu zwei steuer- oder regelbaren Widerständen 23, 24. Durch den steuer- oder regelbaren Widerstand 23 kann die erste Vorheizvorrichtung 21 ein- und ausgeschaltet und die Heizleistung der ersten Vorheizvorrichtung 21 gesteuert oder geregelt werden. Durch den steuer- oder regelbaren Widerstand 24 kann die zweite Vorheizvorrichtung 22 ein- und ausgeschaltet und die Heizleistung der zweiten Vorheizvorrichtung 22 gesteuert oder geregelt werden.The motor vehicle is a conventional motor vehicle 11 with an internal combustion engine, in which a coolant in a schematically illustrated coolant circuit 12 as well as a catalyst 13 as two different components 12 . 13 should be preheated. For this purpose, there is a first preheater 21 , which is designed as immersion heaters, in the coolant circuit 12 , A second preheater 22 , which is designed as a heating coil, is located on the catalyst 13 , The first and the second preheater 21 . 22 are powered by electricity that comes from a power outlet 16 outside the motor vehicle 11 as a voltage source of a public power grid (not shown) is provided. To the first and second electric preheater 21 . 22 To control or regulate, there is a control unit 20 in the motor vehicle 11 , From the control unit 20 lead communication lines 31 . 32 to two controllable or controllable resistors 23 . 24 , By the controllable or controllable resistance 23 can be the first preheater 21 switched on and off and the heating power of the first preheater 21 be controlled or regulated. By the controllable or controllable resistance 24 can the second preheater 22 on and off and the heating power of the second preheater 22 be controlled or regulated.

Um der Kontrolleinheit 20 eine Kontrolle der erreichten Temperatur des Kühlmittels und des Katalysators 13 zu ermöglichen, sind in dem Kühlmittel ein erster Temperaturmesser 25 und am Katalysator ein zweiter Temperaturmesser 26 angeordnet. Weiterhin befindet sich ein dritter Temperaturmesser 27 außen an dem Kraftfahrzeug 11, mit der eine Außentemperatur TA der Umgebung bestimmt wird. Die Temperaturmesser 25, 26, 27 leiten über Kommunikationsleitungen 33, 34, 35 die gemessenen Temperaturen TK der Komponenten 12, 13 bzw. die gemessene Außentemperatur TA an die Kontrolleinheit 20 weiter.To the control unit 20 a control of the temperature reached of the coolant and the catalyst 13 to allow a first temperature gauge in the coolant 25 and at the catalyst, a second temperature gauge 26 arranged. Furthermore, there is a third temperature meter 27 on the outside of the motor vehicle 11 with which an outside temperature T A of the environment is determined. The temperature meter 25 . 26 . 27 conduct over communication lines 33 . 34 . 35 the measured temperatures T K of the components 12 . 13 or the measured outside temperature T A to the control unit 20 further.

Ein Benutzer kann über ein Mobiltelefon 14 Kontakt mit der Kontrolleinheit 20 aufnehmen und so zum Beispiel den Betriebszeitpunkt tfahr, an dem die Komponenten 12, 13 vorgeheizt sein sollen, vorgeben. Weiterhin kann der Benutzer zum Beispiel eine Vorheiztemperatur TK' der Komponenten 12, 13 vorgeben. Dies ist insbesondere bei einem Fahrzeuginnenraum als Komponente sinnvoll (nicht dargestellt). Weiterhin steht die Kontrolleinheit 20 in Kommunikation mit einem intelligenten Stromzähler 15, der außerhalb des Kraftfahrzeuges 11, beispielsweise in einem Haus des Benutzers, angeordnet ist. Hierbei übermittelt der intelligente Stromzähler 15 der Kontrolleinheit 20 drahtlos Informationen über den Stromtarif, zum Beispiel die Höhe des aktuellen Stromtarifes.A user can use a mobile phone 14 Contact with the control unit 20 record and so, for example, the operating time t driving on which the components 12 . 13 preheated, pretend. Furthermore, the user may, for example, a preheating temperature T K 'of the components 12 . 13 pretend. This is useful in particular in a vehicle interior as a component (not shown). Furthermore stands the control unit 20 in communication with a smart electricity meter 15 , outside the motor vehicle 11 , For example, in a house of the user, is arranged. In this case, the intelligent electricity meter transmits 15 the control unit 20 wireless information about the electricity tariff, for example the amount of the current electricity tariff.

In 3a ist ein einfaches Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 40 dargestellt, das die Kontrolleinheit 20 durchführen kann, um die erste und zweite Vorheizvorrichtung 21, 22 ein- und auszuschalten. Der Kontrolleinheit 20 wird der Betriebszeitpunkt tfahr vorgegeben und die Außentemperatur TA durch den dritten Temperaturmesser 27 übermittelt. Weiterhin erhält die Kontrolleinheit 20 von dem intelligenten Stromzähler 15 den aktuellen Stromtarif ST. Der Kontrolleinheit ist der aktuelle Zeitpunkt takt bekannt. In der Kontrolleinheit 20 ist jeweils eine Maximaltemperatur Tmax, auf die die Komponenten 12, 13 während der Vorheizung maximal erwärmt werden können, hinterlegt. Tmax für den Kühlmittelkreislauf 12 muss z. B. unterhalb der Siedetemperatur des Kühlmittels liegen. Auch die jeweils gewünschte Vorheiztemperatur TK' ist in der Kontrolleinheit 20 gespeichert. Weiterhin sind in der Kontrolleinheit 20 für jede Komponente 12, 13 Kennlinien hinterlegt, anhand derer die zu erwartende Abkühlung ΔT der Komponente 12, 13 in Abhängigkeit von der Außentemperatur TA und dem Betriebszeitpunkt tfahr von der Kontrolleinheit 20 bestimmt wird.In 3a is a simple embodiment of the method according to the invention 40 represented, which is the control unit 20 can perform to the first and second preheater 21 . 22 switch on and off. The control unit 20 is the operating time t traveling predetermined and the outside temperature T A by the third temperature measuring device 27 transmitted. Continue to receive the control unit 20 from the smart electricity meter 15 the current electricity tariff ST. The control unit is aware of the current time t akt . In the control unit 20 is in each case a maximum temperature T max , to which the components 12 . 13 during the preheating can be heated maximum, deposited. T max for the coolant circuit 12 must z. B. are below the boiling point of the coolant. The respectively desired preheating temperature T K 'is in the control unit 20 saved. Furthermore, in the control unit 20 for each component 12 . 13 Characteristic curves on the basis of which the expected cooling ΔT of the component 12 . 13 depending on the outside temperature T A and the operating time t driving from the control unit 20 is determined.

Die Kontrolleinheit 20 ermittelt jetzt in einem ersten Schritt 41 ob der Stromtarif ST unter einem ersten Grenzwert G1 liegt. Wenn dieses der Fall ist, untersucht die Kontrolleinheit 20 in Schritt 42 weiter, ob bei der vorgegebenen Außentemperatur TA und dem vorgebenen Betriebszeitpunkt tfahr die gewünschte Vorheiztemperatur TK' erreicht oder übertroffen wird, wenn die Maximaltemperatur Tmax der Komponente 12, 13 direkt nach dem Vorheizvorgang durch die Abkühlung ΔT verringert wird. Alternativ kann in Schritt 42 in Abhängigkeit von einer maximalen Abkühlung Tmax–TK', die durch Maximaltemperatur Tmax, die Außentemperatur TA und der Vorheiztemperatur TK' vorgegeben ist, eine längstmögliche Zeitspanne, an der die Vorheizung begonnen werden darf, aus den hinterlegten Kennlinien bestimmt werden und verglichen werden, ob ein Abstand des aktuellen Zeitpunkts takt zum Betriebszeitpunkt tfahr die längstmögliche Zeitspanne unterschreitet. Wird die Fragestellung in Schritt 42 bejaht, so wird die Vorheizvorrichtung 21, 22 in einem weiteren Schritt 43 eingeschaltet. Ebenfalls wird eine Endtemperatur Tend, auf die die Komponente 12, 13 zunächst vorgeheizt werden soll, anhand des Abkühlverhaltens, das aus den Kennlinien hervorgeht, und dem aktuellen Zeitpunkt takt bestimmt. Während des Heizvorganges überprüft die Kontrolleinheit 20 in einem Schritt 44 laufend, ob die gemessene Temperatur TK der Komponente schon der Endtemperatur Tend der Komponente entspricht. Wird dieses bejaht, so wird in einem Schritt 45 die Vorheizvorrichtung 21, 22 ausgeschaltet.The control unit 20 determined now in a first step 41 whether the electricity tariff ST is below a first limit value G1. If this is the case, examine the control unit 20 in step 42 further, whether at the predetermined outside temperature T A and the predetermined operating time t driving the desired preheating temperature T K 'is reached or exceeded when the maximum temperature T max of the component 12 . 13 is reduced directly after the preheating by the cooling .DELTA.T. Alternatively, in step 42 as a function of a maximum cooling T max -T K ', which is predetermined by the maximum temperature T max , the outside temperature T A and the preheating T K ', a longest possible period at which the preheating started may be, are determined from the stored characteristic lines and are compared, if a distance of the current time t act at the operating time t is the longest possible period of time traveling below. Will the question in step 42 in the affirmative, the preheater becomes 21 . 22 in a further step 43 switched on. Also, a final temperature T end , to which the component 12 . 13 should first be preheated, based on the cooling behavior, which emerges from the characteristics, and determines the current time t act . During the heating process, the control unit checks 20 in one step 44 running, whether the measured temperature T K of the component already corresponds to the final temperature T end of the component. If this is answered in the affirmative, it will be in one step 45 the preheater 21 . 22 switched off.

Danach kontrolliert die Kontrolleinheit 20 zunächst fortlaufend in Schritt 46, ob die gemessene Temperatur TK der Komponente 12, 13 wider Erwartens unterhalb der gewünschten Vorheiztemperatur TK' liegt. Wird dieses bejaht, so wird die Vorheizvorrichtung 21, 22 erneut in Schritt 47 eingeschaltet. In Schritt 48 wird überprüft, ob so die gemessene Temperatur TK der Komponente 12, 13 wieder die gewünschten Vorheiztemperatur TK' erreicht. Wird dies bejaht, so wird in Schritt 49 die Vorheizvorrichtung erneut abgeschaltet und zu Schritt 46 zurückgekehrt.Thereafter, the control unit controls 20 first continuously in step 46 whether the measured temperature T K of the component 12 . 13 contrary to expectations below the desired preheating temperature T K 'is. If this is answered in the affirmative, the preheater becomes 21 . 22 again in step 47 switched on. In step 48 it is checked whether so the measured temperature T K of the component 12 . 13 again the desired preheating temperature T K 'reached. If so, then it will be in step 49 shut off the preheater again and go to step 46 returned.

In einem alternativen Verfahren 50, das in 3b dargestellt ist, sollen die Komponenten 12, 13 nicht über die Vorheiztemperatur TK' erwärmt werden, sondern ein Wärmeverlust der Komponenten 12, 13 im Anschluss an einen erstes Vorheizen durch ein erneutes Vorheizen ausgeglichen werden. im Schritt 51 wird von der Kontrolleinheit 20 ein Minimierungsverfahren MV durchgeführt. Als Eingabeparameter wird von dem intelligenten Stromzähler 15 der Stromtarif der nächsten vierundzwanzig Stunden ST(t) an die Kontrolleinheit 20 weitergeleitet. Weiterhin erhält die Kontrolleinheit 20 ebenfalls die Werte der Außentemperatur sowie deren zeitlichen Verlauf TA(t), den aktuellen Zeitpunkt takt, einen gewünschten Betriebszeitpunkt tfahr sowie die aktuelle Temperatur TK der Komponente 12, 13. In der Kontrolleinheit 20 sind die jeweils gewünschten Vorheiztemperaturen TK' und ein mathematisch, physikalisches Modell, anhand dessen die zu erwartende Abkühlung ΔT der jeweiligen Komponente 12, 13 in Abhängigkeit von der Außentemperatur TA und dem Betriebszeitpunkt tfahr von der Kontrolleinheit bestimmt wird, gespeichert. Als Ausgabeparameter des Minimierungsverfahrens können ein erster und ein zweiter Einschaltzeitpunkt tein,1, tein,2, an denen die Komponente 12, 13 jeweils eingeschaltet werden soll, ein erster und ein zweiter Ausschaltzeitpunkt taus,1, taus,2, an denen die Komponente 12, 13 jeweils ausgeschaltet werden soll, sowie die Heizleistung der Vorheizvorrichtung 21, 22 in Abhängigkeit von der elektrischen Leistungszufuhr P(t) zu der Vorheizvorrichtung 21, 22 bestimmt werden. Hierbei ist die elektrische Leistungszufuhr P(t), die der Vorheizvorrichtung 21, 22 zugeführt wird, und damit die Heizleistung während des Vorheizens variierbar. Die Kontrolleinheit 20 überprüft anschließend in einem Schritt 52, ob der erste Einschaltzeitpunkt tein,1 erreicht worden ist und schaltet dann in einem Schritt 53 die Vorheizvorrichtung 21, 22 ein. Wird in einem Schritt 54 der erste Ausschaltzeitpunkt taus,1, erreicht, so wird die Vorheizvorrichtung 21, 22 in einem Schritt 55 ausgeschaltet. In Analogie wird in weiteren, nicht dargestellten Schritten überprüft, ob der zweite Einschaltzeitpunkt tein,2 erreicht worden ist, und die Vorheizvorrichtung 21, 22 dann eingeschaltet und ob der zweite Ausschaltzeitpunkt taus,2 erreicht worden ist und die Vorheizvorrichtung 21, 22 dann ausgeschaltet.In an alternative method 50 , this in 3b is shown, the components should 12 . 13 not over the preheat temperature T K 'are heated, but a heat loss of the components 12 . 13 after a first preheat by re-preheating be compensated. in step 51 is from the control unit 20 a minimization method MV performed. The input parameter is the intelligent electricity meter 15 the electricity tariff of the next twenty-four hours ST (t) to the control unit 20 forwarded. Continue to receive the control unit 20 likewise the values of the outside temperature as well as the time course T A (t), the current time t akt , a desired operating time t fahr as well as the current temperature T K of the component 12 . 13 , In the control unit 20 are the respectively desired preheating temperatures T K 'and a mathematical, physical model, on the basis of which the expected cooling ΔT of the respective component 12 . 13 is determined by the control unit as a function of the outside temperature T A and the operating time t fahr . As output parameters of the minimization method, a first and a second switch-on time t in , 1 , t in , 2 , at which the component 12 . 13 each to be turned on, a first and a second off time t off, 1 , t off, 2 , at which the component 12 . 13 each should be turned off, as well as the heating power of the preheater 21 . 22 depending on the electric power supply P (t) to the preheater 21 . 22 be determined. Here, the electric power supply P (t), that of the preheater 21 . 22 is supplied, and thus the heating power during preheating variable. The control unit 20 then checks in one step 52 Whether the first switch-on time t on , 1 has been reached and then switches in one step 53 the preheater 21 . 22 one. Will be in one step 54 1 , the preheating device is reached 21 . 22 in one step 55 switched off. By analogy, it is checked in further steps, not shown, whether the second switch-on time t on , 2 has been reached, and the preheater 21 . 22 then turned on and whether the second off time t out, 2 has been reached and the preheater 21 . 22 then turned off.

Alternativ zu Schritt 54 und den nachfolgenden Schritten können folgende Schritte 54' bis 57' vorgenommen werden: Errreicht die gemessene Temperatur TK der Komponente 12, 13 in Schritt 54' die Vorheiztemperatur TK', so wird die elektrische Leistungszufuhr P(t) zu der Vorheizvorrichtung 21, 22 an diesem Zeitpunkt t1 unter einen Grenzwert G2 reduziert (Schritt 55'). Im Folgenden wird in Schritt 56 überprüft, ob die gemessene Temperatur TK höher oder niedriger als die Vorheiztemperatur TK' liegt und in einem Schritt 57' entsprechend reagiert: Ist sie höher, wird die elektrische Leistungszufuhr P(t) weiter verringert. Ist sie niedriger, so wird die Leistungszufuhr P(t) erhöht. Hierdurch kann die Vorheiztemperatur TK' der Komponente 12, 13 bis zum Betriebszeitpunkt tfahr im Wesentlichen konstant gehalten werden. Ein zweiter Ein- und Ausschaltzeitpunkt entfällt in diesem Fall.Alternative to step 54 and the following steps can take the following steps 54 ' to 57 ' Achieved: Reaches the measured temperature T K of the component 12 . 13 in step 54 ' the preheat temperature T K ', the electric power supply P (t) becomes the preheater 21 . 22 at this time t 1 is reduced below a threshold value G2 (step 55 ' ). The following will be in step 56 checks whether the measured temperature T K is higher or lower than the preheating temperature T K 'and in one step 57 ' reacts accordingly: If it is higher, the electric power supply P (t) is further reduced. If it is lower, the power supply P (t) is increased. As a result, the preheating temperature T K 'of the component 12 . 13 to the operating time t propelled be kept substantially constant. A second on and off time is omitted in this case.

Die in 3a und 3b dargestellten Verfahren werden für jede Komponente 12, 13 separat durchgeführt.In the 3a and 3b The methods shown are for each component 12 . 13 carried out separately.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Vorrichtungcontraption
1111
Kraftfahrzeugmotor vehicle
1212
KühlmittelkreislaufCoolant circuit
1313
Katalysatorcatalyst
1414
Mobiltelefonmobile phone
1515
intelligenter Stromzählerintelligent electricity meter
1616
Spannungsquellevoltage source
2020
Kontrolleinheitcontrol unit
2121
Tauchsieder, erste VorheizvorrichtungImmersion heater, first preheater
2222
Heizspirale, zweite VorheizvorrichtungHeating coil, second preheater
23, 2423, 24
einstellbare Widerständeadjustable resistances
25, 26, 2725, 26, 27
Temperaturmessertemperature measuring
31–35 31-35
Kommunikationsleitungencommunication lines
40, 5040, 50
Verfahrenmethod
41–4741-47
Verfahrensschrittesteps
51–5551-55
alternative Verfahrenschrittealternative process steps
55'–5755'-57
alternative Verfahrensschrittealternative process steps
tt
ZeitTime
takt t act
aktueller Zeitpunktcurrent time
tfahr t drive
BetriebszeitpunktOperating time
TA T A
Außentemperaturoutside temperature
STST
Stromtarifelectricity tariff
TK T K
gemessene Temperatur der Komponentenmeasured temperature of the components
TK'T K '
Vorheiztemperaturpreheat
Tmax T max
Maximaltemperaturmaximum temperature
Tend T end
Endtemperaturfinal temperature
G1, G2G1, G2
Grenzwertelimits
ΔT.DELTA.T
AbkühlungCooling
MVMV
Minimierungsverfahrenminimization methods
tein,1, tein,2 t on , 1 , t on , 2
Einschaltzeitpunkteswitch-on
taus,1, taus,2 t off, 1 , t off, 2
Ausschaltzeitpunkteoff times
P(t)P (t)
elektrische Leistungszufuhr zur Vorheizvorrichtungelectrical power supply to the preheater
t1 t 1
Zeitpunkttime

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • CA 2618285 A1 [0002] CA 2618285 A1 [0002]

Claims (16)

Verfahren zur Vorheizung zumindest einer Komponente (12, 13) eines Kraftfahrzeuges (11), wobei einer Kontrolleinheit (20) ein Betriebszeitpunkt (tfahr), an dem die Komponente (12, 13) vorgeheizt sein soll, vorgegeben wird, wobei die Kontrolleinheit (20) mindestens eine Vorheizvorrichtung (21, 22) ein- und ausschaltet, wobei bei eingeschalteter Vorheizvorrichtung (21, 22) die Komponente (12, 13) vorgeheizt wird, wobei die Vorheizvorrichtung (21, 22) an ein elektrisches Stromnetz, das außerhalb des Kraftfahrzeuges (11) liegt, angeschlossen ist und elektrisch betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (20) mindestens eine Information über einen Stromtarif (ST) des Stromnetzes erhält und die Vorheizvorrichtung (21, 22) anhand der erhaltenen Information so einsetzt, dass die Komponente (12, 13) zu dem gewünschten Betriebszeitpunkt (tfahr) vorgeheizt ist und zugleich die Stromkosten für das Vorheizen gering gehalten werden.Method for preheating at least one component ( 12 . 13 ) of a motor vehicle ( 11 ), whereby a control unit ( 20 ) an operating time (t Fahr ) at which the component ( 12 . 13 ) is preheated, is specified, wherein the control unit ( 20 ) at least one preheater ( 21 . 22 ) is switched on and off, whereby when the preheating device ( 21 . 22 ) the component ( 12 . 13 ) is preheated, wherein the preheating device ( 21 . 22 ) to an electrical power network outside the motor vehicle ( 11 ), is connected and electrically operated, characterized in that the control unit ( 20 ) receives at least one information about a power tariff (ST) of the power grid and the preheater ( 21 . 22 ) is based on the information obtained in such a way that the component ( 12 . 13 ) is preheated to the desired operating time (t driving ) and at the same time the electricity costs for preheating are kept low. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über den Stromtarif (ST) in einer Höhe des aktuellen Stromtarifs, in einer Entwicklungstendenz des aktuellen Stromtarifs und/oder in einem typischen oder vorher festgelegten Verlauf des Stromtarifs liegt.A method according to claim 1, characterized in that the information about the electricity tariff (ST) is at a level of the current electricity tariff, in a trend of the current electricity tariff and / or in a typical or predetermined course of the electricity tariff. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorheiztemperatur (TK'), auf die die Komponente vorgeheizt werden soll, von einem Benutzer oder fahrzeugintern vorgegeben ist.A method according to claim 1 or 2, characterized in that a preheating temperature (T K '), to which the component is to be preheated, is predetermined by a user or in-vehicle. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Vorheiztemperatur (TK') am Betriebszeitpunkt (tfahr) dadurch gewährleistet wird, dass die Komponente (12, 13) zunächst auf eine Endtemperatur (Tend) oberhalb der Vorheiztemperatur (TK') vorgeheizt wird und danach wieder abkühlt oder dadurch, dass die Komponente (12, 13) zunächst auf die Vorheiztemperatur (TK') erwärmt wird und danach der durch Abkühlung der Komponente (12, 13) entstehende Wärmeverlust durch ein erneutes Vorheizen, insbesondere kurz vor dem Betriebszeitpunkt (tfahr), ausgeglichen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that preheating temperature (T K ') at the time of operation (t fahr ) is ensured by the fact that the component ( 12 . 13 ) is first preheated to a final temperature (T end ) above the preheating temperature (T K ') and then cooled again or by the component ( 12 . 13 ) is first heated to the preheating temperature (T K ') and then by cooling the component ( 12 . 13 ) heat loss caused by a renewed preheating, especially shortly before the operating time (t driving ), is compensated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (20) Kennlinien und/oder ein mathematisch physikalisches Modell benutzt, um die Abkühlung (ΔT) der Komponente (12, 13), insbesondere bei ausgeschalteter Vorheizvorrichtung (21, 22), vorherzusagen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 20 ) Characteristics and / or a mathematical-physical model used to determine the cooling (ΔT) of the component ( 12 . 13 ), in particular when the preheating device ( 21 . 22 ), to predict. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (20) eine Information über einen aktuellen Kraftstoffpreis erhält und die Vorheizvorrichtung (21, 22) so einsetzt, dass eine Differenz aus für das Vorheizen erforderlichen Stromkosten und Kraftstoffkosten, die durch das Vorheizen eingespart werden, gering gehalten, insbesondere minimiert, werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 20 ) receives information about a current fuel price and the preheater ( 21 . 22 ) so as to minimize, particularly minimize, a difference in electricity costs required for preheating and fuel costs saved by preheating. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (20) anhand der Information über den Stromtarif (ST) und der Vorhersage der Abkühlung (ΔT) der Komponente einen Anschaltzeitpunkt (tein) und/oder eine Anschaltdauer (taus–tein) und/oder eine Heizleistung der Vorheizvorrichtung (21, 22) bestimmt, wobei insbesondere die Kontrolleinheit (20) ein Minimierungsverfahren (MV), insbesondere das Newton-Raphson-Verfahren, das Gradientenverfahren oder das Quasi-Newton-Verfahren, anwendet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 20 ) (On the basis of information on the electricity rate ST) and the prediction of the cooling (.DELTA.T) of component a time point (t a) and / or a Anschaltdauer (t of t a) and / or a heat output of the preheater ( 21 . 22 ), in particular the control unit ( 20 ) applies a minimization method (MV), in particular the Newton-Raphson method, the gradient method or the quasi-Newton method. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein intelligenter Stromzähler (15) die Information über den Stromtarif (ST) an die Kontrolleinheit (20) weiterleitet, wobei insbesondere die Weiterleitung über ein Stromkabel, eine Kommunikationsleitung oder drahtlos erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an intelligent electricity meter ( 15 ) the information about the electricity tariff (ST) to the control unit ( 20 ), in particular the forwarding via a power cable, a communication line or wireless. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Benutzer über Mobilfunk (14) den Betriebszeitpunkt und/oder die Vorheiztemperatur (TK') vorgibt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a user via mobile radio ( 14 ) specifies the operating time and / or the preheating temperature (T K '). Vorrichtung (10) zur Vorheizung zumindest einer Komponente (12, 13) eines Kraftfahrzeuges (11), wobei die Vorrichtung (10) mindestens eine Vorheizvorrichtung (21, 22), mit der die Komponente (12, 13) vorheizbar ist, aufweist, die Vorheizvorrichtung (21, 22) an ein elektrisches Stromnetz, das außerhalb des Kraftfahrzeuges liegt (11), anschließbar ist und elektrisch betreibbar ist, und die Vorrichtung (10) eine Kontrolleinheit (20) aufweist, mit der ein Betriebszeitpunkt (tfahr), an dem die Komponente (12, 13) vorgeheizt sein soll, vorgebbar ist und durch die die Vorheizvorrichtung (21, 22) ein- und ausschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an die Kontrolleinheit (20) mindestens eine Information über einen Stromtarif (ST) des Stromnetzes weiter leitbar ist und die Vorheizvorrichtung (21, 22) von der Kontrolleinheit (20) anhand der erhaltenen Information so einsetzbar ist, dass die Komponente (12, 13) zu dem gewünschten Betriebszeitpunkt (tfahr) vorgeheizt ist und zugleich die Stromkosten für das Vorheizen gering gehalten werden.Contraption ( 10 ) for preheating at least one component ( 12 . 13 ) of a motor vehicle ( 11 ), the device ( 10 ) at least one preheater ( 21 . 22 ), with which the component ( 12 . 13 ) is preheatable, the preheater ( 21 . 22 ) to an electrical power network outside the motor vehicle ( 11 ), connectable and electrically operable, and the device ( 10 ) a control unit ( 20 ), with which an operating time (t fahr ) at which the component ( 12 . 13 ) should be preheated, can be predetermined and through which the preheater ( 21 . 22 ) is switched on and off, characterized in that the control unit ( 20 ) at least one information on a power tariff (ST) of the power grid is further conductive and the preheater ( 21 . 22 ) from the control unit ( 20 ) can be used on the basis of the information obtained in such a way that the component ( 12 . 13 ) is preheated to the desired operating time (t driving ) and at the same time the electricity costs for preheating are kept low. Vorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (12, 13) ein Fahrzeuginnenraum, eine Motorkomponente eines Verbrennungsmotors, eine Komponente eines Hybridantriebs, ein Getriebe, ein Katalysator (13), ein Brennstoffzellensystem eines Brennstoffzellenfahrzeuges und/oder die Batterie eines Elektrofahrzeuges oder eines Hybridkraftfahrzeuges ist.Contraption ( 10 ) according to claim 10, characterized in that the component ( 12 . 13 ) a vehicle interior, an engine component of an internal combustion engine, a component of a Hybrid drive, a transmission, a catalyst ( 13 ), a fuel cell system of a fuel cell vehicle and / or the battery of an electric vehicle or a hybrid motor vehicle. Vorrichtung (10) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorheizvorrichtung (12, 13) in einem Kühlmittelkreislauf (12), an einem Öl-Wasser-Wärmetauscher, an einem Motorblock, an einem Einlasssystem eines Motors angeordnet ist.Contraption ( 10 ) according to claim 10 or 11, characterized in that the preheating device ( 12 . 13 ) in a coolant circuit ( 12 ) is disposed on an oil-water heat exchanger, on an engine block, on an intake system of an engine. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (20) in dem Kraftfahrzeug (11) angeordnet ist und/oder ein intelligenter Stromzähler (15), der die Information über Stromtarif (ST) an die Kontrolleinheit (20) weiterleitet, außerhalb oder innerhalb des Kraftfahrzeuges (11) angeordnet ist.Contraption ( 10 ) according to one of claims 10 to 12, characterized in that the control unit ( 20 ) in the motor vehicle ( 11 ) and / or an intelligent electricity meter ( 15 ), which transmits the information about electricity tariff (ST) to the control unit ( 20 ), outside or inside the motor vehicle ( 11 ) is arranged. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturmesser (25, 26, 27) an oder in der Komponente (12, 13) zur Messung der Temperatur der Komponente (12, 13) und/oder an dem Kraftfahrzeug (11) zur Messung der Außentemperatur (TA) angeordnet ist.Contraption ( 10 ) according to one of claims 10 to 13, characterized in that a temperature meter ( 25 . 26 . 27 ) on or in the component ( 12 . 13 ) for measuring the temperature of the component ( 12 . 13 ) and / or on the motor vehicle ( 11 ) is arranged for measuring the outside temperature (T A ). Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorheizvorrichtung (21, 22) ein Tauchsieder (21), eine Heizspirale (22), ein Heizlüfter, ein Elektroradiator und/oder eine auf Strahlungswärme beruhende Heizung, insbesondere Infrarotheizung oder ein Heizstrahler, ist.Contraption ( 10 ) according to one of claims 10 to 14, characterized in that the preheating device ( 21 . 22 ) an immersion heater ( 21 ), a heating coil ( 22 ), a heater, an electric radiator and / or radiant heat-based heating, in particular infrared heating or a radiant heater is. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 betreibbar ist.Contraption ( 10 ) according to one of claims 10 to 15, characterized in that the device according to a method according to one of claims 1 to 9 is operable.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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R003 Refusal decision now final

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