DE102011002780B4

DE102011002780B4 - Verringern der Leistung einer Heizvorrichtung eines Kraftfahrzeugs bei Erreichen oder Unterschreiten einer definierten Entfernung oder Zeitdauer bis zum Stoppunkt

Info

Publication number: DE102011002780B4
Application number: DE102011002780.7A
Authority: DE
Inventors: Joachim Fröschl; Christian Pichler; Guido Böhm; Martin Hattenkofer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2021-08-12
Anticipated expiration: 2031-01-18
Also published as: DE102011002780A1

Abstract

Verfahren zum Verringern der Leistung einer Heizvorrichtung (1) eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten:- Bestimmen der Entfernung (Δs) oder Zeitdauer (Δt) bis zu einem Stoppunkt;- Verringern der Leistung der Heizvorrichtung (1) bei Erreichen oder Unterschreiten einer definierten Entfernung (Δsth) bzw. definierten Zeitdauer (Δtth) bis zum Stoppunkt, wobei die Leistung der Heizvorrichtung (1) derart verringert wird, dass die Leistung mit abnehmender Entfernung (Δs) oder Zeitdauer (Δt) bis zum Stoppunkt abnimmt, und- wobei bei Erreichen oder Unterschreiten der definierten Entfernung (Δs↓th↓) bzw. definierten Zeitdauer (Δt↓th↓) die Ladeleistung eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs erhöht wird.

Description

Die Erfindung betrifft die Einstellung der Leistung einer Heizvorrichtung eines Kraftfahrzeugs.
Bei heutigen Kraftfahrzeugen wird eine einmal aktivierte Heizvorrichtung (beispielsweise eine Sitzheizung) bis zum Abstellen des Fahrzeugs betrieben, solange der Fahrer die Heizvorrichtung nicht deaktiviert.
Bei einem System mit einer thermischen Trägheit bietet es jedoch aus Fahrersicht keinen nennenswerten Vorteil, eine einmal aktivierte Heizvorrichtung bis zum Abstellen des Fahrzeugs zu betreiben. Stattdessen wird hierdurch der Kraftstoffverbrauch unnötig erhöht.
Aus der Druckschrift DE 10 2004 008 972 A1 ist es bekannt, dass bei Erreichen einer bestimmten Entfernung von dem Zielort die Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs automatisch ausgeschaltet wird. Wenn die Klimaanlage vor Erreichen des Zielortes abschaltet wird, läuft nur noch das Gebläse, so dass Feuchtigkeit vom Kältemittelverdampfer der Klimaanlage entfernt wird. Bei erneuter Inbetriebnahme des Fahrzeugs kann dann die Klimaanlage benutzt werden, ohne dass die Scheiben beschlagen.
In der Druckschrift DE 10 2008 051 975 A1 ist beschrieben, die Restfahrzeitdauer des Fahrzeugs bis zum Ziel zu ermitteln und rechtzeitig vor Erreichen des Ziels den Kühlkreislauf der Klimaanlage auszuschalten, wobei das Gebläse dann weiterläuft. Hierdurch trocknet das Gebläse den Wärmetauscher und das Luftleitungssystem vollständig aus.
Zum weiteren Stand der Technik wird auf DE 10 2006 057 275 A1 , DE 10 2007 007 487 A1 , JP 2005- 354 761 A , US 2010 / 0 332 130 A1 und DE 10 2008 021 045 A1 verwiesen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Einstellen der Leistung einer Heizvorrichtung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welches bzw. welche sich durch eine Verringerung des Energieverbrauchs auszeichnet, ohne dass dem Fahrer die Energiesparmaßnahme als Komforteinbuße nennenswert auffällt.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Die vorliegende Erfindung basiert darauf, dass Information über den voraussichtlichen Stopp des Fahrzeugs verwendet wird, um eine vorzeitige Leistungsdegradation einer oder mehrerer Heizvorrichtungen vorzunehmen.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verringern der Leistung einer Heizvorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Bei der Heizvorrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine elektrisch betriebene Heizvorrichtung, beispielsweise um eine Sitzheizung, eine Scheibenheizung (beispielsweise für Front- oder Rückscheibe), eine Außenspiegelheizung oder um eine Lenkradheizung. Gemäß dem Verfahren wird die Entfernung oder Zeitdauer bis zu einem Stoppunkt insbesondere wiederholt bestimmt. Bei Erreichen einer definierten Entfernung bzw. definierten Zeitdauer bis zum Stoppunkt wird die Leistung der Heizvorrichtung verringert. Alternativ kann auch geprüft werden, ob eine definierte Entfernung bzw. Zeitdauer unterschritten worden ist, um dann die Leistung zu verringern.
Durch die vorzeitige Reduktion der Leistung vor Erreichen des Ziels wird Energie eingespart. Bei einem konventionellen Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, welcher beispielsweise einen elektrischen Generator (Lichtmaschine) zur Erzeugung der elektrischen Energie antreibt, wird durch die erfindungsgemäße Maßnahme Kraftstoff eingespart und damit der CO₂-Ausstoß verringert.
Weil das thermische System träge reagiert und damit eine fühlbare Temperaturabnahme erst eine gewisse Zeit nach Reduktion der Leistung auftreten kann, fällt dem Fahrer die Leistungsreduktion kaum oder überhaupt nicht auf.
Die beschriebene Leistungsdegradation kann mit geringen zusätzlichen Kosten durch Erweiterung der Software zur Steuerung der Heizvorrichtung realisiert werden.
Bei dem Stoppunkt kann es sich beispielsweise um den Zielpunkt der Fahrtroute (beispielsweise bei einer Fahrt nach Hause oder zum Arbeitsplatz) oder auch um einen Stoppunkt mit längerer Verweildauer handeln, beispielsweise im Fall eines längeren Zwischenstopps an einer Autobahnraststätte oder einem Einkaufszentrum.
Beispielsweise kann vorgesehen werden, dass die Leistung der Heizvorrichtung bei Erreichen oder Unterschreiten einer definierten Zeitdauer Δt_th mit Δt_th < 300 s (z. B. Δt_th = 60 s oder Δt_th = 120 s) bzw. einer definierten Entfernung Δs_th mit Δs_th < 6000 m (z. B. Δs_th = 1000 m) bis zum Stoppunkt reduziert wird.
Es kann nicht nur die Leistung einer einzigen Heizeinrichtung, sondern auch die Leistung einer Mehrzahl von Heizeinrichtungen (beispielsweise Sitzheizung und Lenkradheizung) bei Erreichen/Unterschreiten einer definierten Entfernung bzw. definierten Zeitdauer bis zum Stoppunkt reduziert werden.
Die Heizvorrichtung kann bei Erreichen/Unterschreiten der definierten Entfernung bzw. definierten Zeitdauer vollständig deaktiviert werden; in diesem Fall wird die Heizleistung auf Null oder nahezu Null reduziert. Alternativ kann die Leistung der Heizvorrichtung bei Erreichen/ Unterschreiten der definierten Entfernung bzw. Zeitdauer vor dem Stoppunkt nur auf einen geringeren Wert als vorher zurückgefahren werden, ohne die Heizfunktion vollständig zur deaktivieren.
Typischerweise verwendet das erfindungsgemäße Verfahren ein satellitengestütztes Navigationssystem, um die Entfernung oder Zeitdauer bis zum Stoppunkt zu ermitteln. Ein Navigationssystem ist aber nicht zwingend.
Der Stoppunkt kann vom Fahrer eingegeben werden; es kann alternativ auch ein Routenzielschätzer verwendet werden, der das Fahrziel schätzt, beispielsweise aufgrund eines Vergleichs der gefahrenen Fahrtroute mit abgespeicherten Fahrtrouten. Beispielsweise kann ein Routenzielschätzer verwendet werden, welcher in ähnlicher Form beispielsweise in dem Projekt „iLeNa - intelligente lernende Navigation“ verwendet wird. Hierbei wird gespeichert, wer mit dem Fahrzeug an welchem Tag zu welcher Zeit auf welchem Weg zu welchem Ziel fährt. Anhand dieser gespeicherten Information kann das System nach einer Vielzahl von Fahrten das wahrscheinlichste Fahrtziel mit hoher Trefferwahrscheinlichkeit abschätzen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Degradation der Heizfunktion wieder zurückgenommen wird; beispielsweise kann die Leistung der Heizvorrichtung wieder erhöht werden, wenn der Fahrer nach Erreichen eines Zielpunkts (beispielsweise der eigenen Wohnung) weiterfährt oder wenn der Fahrer vor dem erwarteten Zielpunkt (beispielsweise der eigenen Wohnung) ein anderes Ziel ansteuert (beispielsweise einen Einkaufsmarkt).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Funktion vom Fahrer wahlweise aktiviert und deaktiviert werden.
Der Umfang der Leistungsreduktion kann variabel sein.
So kann die Größe der Leistungsreduktion oder bei Einbeziehung einer Mehrzahl von Heizvorrichtungen auch die Anzahl der von der Leistungsreduktion betroffenen Vorrichtungen variabel sein. Außerdem kann die Leistungsverringerung bei Erreichen / Unterschreiten der definierten Entfernung bzw. Zeitdauer in Abhängigkeit einer oder mehrerer Randbedingungen auch vollständig entfallen. Beispielsweise kann, wenn ein Regensensor Regen detektiert, das automatische Abschalten einer Front- oder Heckscheibenheizung verhindert werden. Auch das erwartete Fahrverhalten des Fahrers kann Einfluss auf die Leistungsreduktion haben: So kann beispielsweise die Leistungsreduktion der Heckscheibenheizung für den Fall verhindert werden, dass erwartet wird, dass der Fahrer am Ziel rückwärts einparkt. Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Leistungsreduktion nicht vorgenommen wird oder nur eingeschränkt (z. B. nur leichte Leistungsreduktion statt vollständige Deaktivierung) vorgenommen wird, solange nicht eine notwendige Mindestlaufzeit der Heizvorrichtung erreicht wurde.
Erfindungsgemäß wird die Leistung der Heizvorrichtung derart verringert, dass die Leistung mit abnehmender Entfernung oder Zeitdauer bis zum Stoppunkt abnimmt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zusätzlich zur Leistungsdegradation der Heizvorrichtung die Ladeleistung eines elektrischen Energiespeichers im Fahrzeug erhöht wird. Bei Erreichen/Unterschreiten der definierten Entfernung bzw. definierten Zeitdauer bis zum Stoppunkt wird also nicht nur die Leistung der Heizvorrichtung verringert, sondern auch die Ladeleistung erhöht. Beispielsweise kann vor Erreichen der definierten Entfernung bzw. Zeitdauer die Generatorleistung 1 kW betragen, wobei eine Leistung von 800 W zum Speisen einer oder mehrerer Heizvorrichtungen verwendet wird und eine Leistung von 200 W zum Laden des elektrischen Energiespeichers verwendet wird. Nach Erreichen der definierten Entfernung bzw. Zeitdauer wird dann beispielsweise die Leistung der einen oder mehreren Heizvorrichtungen auf 500 W verringert und der elektrische Energiespeicher mit einer Leistung von 500 W statt mit einer Leistung von 200 W geladen. Dieses Vorgehen kann sowohl bei konventionellen Fahrzeugen ohne elektrischen Antrieb, bei Hybridfahrzeugen (insbesondere bei Plug-in-Hybridfahrzeugen, welche an ein elektrisches Stromversorgungsnetz zur Aufladung der Batterie angeschlossen werden können) oder Elektrofahrzeugen verwendet werden. Die Erhöhung der Ladeleistung ist beispielsweise dann besonders sinnvoll, wenn der Energiespeicher schwach geladen ist, wie dies beispielsweise bei extremen Kurzstreckenfahrten häufig der Fall sein kann, oder falls kein Nachladen am Zielpunkt (beispielsweise zuhause) erfolgt.
Es kann vorgesehen sein, dass falls ein Nachladen beispielsweise zuhause erfolgt, der Energiespeicherinhalt erniedrigt wird. Es kann auch vorgesehen werden, dass die Ladeleistung bei erwartetem stationären Nachladen, beispielsweise zuhause, verringert wird.
Es wäre auch denkbar, die vorstehend beschriebenen Ansätze zur Steuerung der Ladeleistung, insbesondere die Erhöhung der Ladeleistung in Abhängigkeit der verbleibenden Entfernung oder Zeitdauer bis zum Stoppunkt, auch ohne Verringerung der Heizleistung durchzuführen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen der Leistung einer Heizvorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung umfasst Mittel zum Bestimmen der Entfernung oder Zeitdauer bis zu einem Stoppunkt; hierzu kann beispielsweise ein satellitengestütztes Navigationssystem verwendet werden. Außerdem sind Steuermittel vorgesehen, die zum Verringern der Leistung der Heizvorrichtung bei Erreichen oder Unterschreiten einer definierten Entfernung bzw. definierten Zeitdauer bis zum Stoppunkt dienen.
Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einstellen der Leistung nach dem zweiten Aspekt der Erfindung.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
In dieser Zeichnung ist eine Vorrichtung zum Einstellen der Leistung einer elektrisch betriebenen Heizvorrichtung 1 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Bei der Heizvorrichtung 1 handelt es sich beispielsweise um eine Sitzheizung, eine Scheibenheizung, eine Außenspiegelheizung oder eine Lenkradheizung. Die Heizvorrichtung 1 wird von einer elektrischen Quelle 3 mit elektrischer Leistung versorgt. Die von Heizvorrichtung 1 aufgenommene Leistung der elektrischen Quelle 3 wird über ein Stellglied 2 eingestellt. Typischerweise ist bei elektrischen Heizvorrichtungen ein Stellglied 2 zur Regelung der elektrischen Leistung ohnehin vorhanden. Im einfachsten Fall kann es sich bei dem Stellglied 2 um einen Schalter zwischen der Heizvorrichtung 1 und der elektrischen Quelle 3 handeln, wobei im geöffneten Zustand die Heizvorrichtung 1 deaktiviert ist.
Ferner ist ein satellitengestütztes Navigationssystem 4 vorgesehen, welches fortlaufend die Entfernung Δs oder Zeitdauer Δt bis zu einem Stoppunkt bestimmt. Der Stoppunkt ist vom Nutzer beispielsweise in das Navigationssystem 4 eingegeben worden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Stoppunkt mittels eines Routenzielschätzers geschätzt wird.
Eine Steuereinheit 5 nimmt fortlaufend die vom Navigationssystem 4 gelieferte aktuelle Entfernung Δs oder Zeitdauer Δt entgegen und vergleicht den jeweils aktuellen Wert mit einem Vergleichswert Δs_th bzw. Δt_th , der einer definierten Entfernung bzw. Zeitdauer bis zum Stoppunkt entspricht. Der Vergleichswert Δs_th bzw. Δt_th kann konstant sein oder variabel bestimmt werden. Bei Erreichen der Entfernung Δs_th bzw. Zeitdauer Δt_th vor dem Stoppunkt (d.h. Δs ≤ Δs_th bzw. Δt ≤ Δt_th) veranlasst die Steuereinheit 5 eine Leistungsdegradation (insbesondere eine Deaktivierung) der Heizvorrichtung 1 und steuert das Stellglied 2 hierzu über ein entsprechendes Stellsignal 6 an. Beispielsweise kann bei Verwendung eines einfachen Schalters als Stellglied 2 die Leistungsdegradation durch Öffnen des Schalters erfolgen. Alternativ kann auch erst bei Unterschreiten der Entfernung Δs_th bzw. Zeitdauer Δt_th (d. h. Δs < Δs_th bzw. Δt < Δt_th) die Leistungsdegradation der Heizvorrichtung 1 initiiert werden.

Claims

Verfahren zum Verringern der Leistung einer Heizvorrichtung (1) eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten: - Bestimmen der Entfernung (Δs) oder Zeitdauer (Δt) bis zu einem Stoppunkt; - Verringern der Leistung der Heizvorrichtung (1) bei Erreichen oder Unterschreiten einer definierten Entfernung (Δs_th) bzw. definierten Zeitdauer (Δt_th) bis zum Stoppunkt, wobei die Leistung der Heizvorrichtung (1) derart verringert wird, dass die Leistung mit abnehmender Entfernung (Δs) oder Zeitdauer (Δt) bis zum Stoppunkt abnimmt, und - wobei bei Erreichen oder Unterschreiten der definierten Entfernung (Δs↓th↓) bzw. definierten Zeitdauer (Δt↓th↓) die Ladeleistung eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Heizvorrichtung (1) eine elektrisch betriebene Heizvorrichtung (1) ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Heizvorrichtung (1) eine Sitzheizung, eine Scheibenheizung, eine Außenspiegelheizung oder eine Lenkradheizung ist. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Entfernung (Δs) oder Zeitdauer (Δt) mittels eines satellitengestützten Navigationssystems (4) bestimmt wird. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stoppunkt mittels eines Routenzielschätzers geschätzt wird. 6. Vorrichtung zum Einstellen der Leistung einer Heizvorrichtung (1) eines Kraftfahrzeugs, umfassend - Mittel zum Bestimmen der Entfernung (Δs) oder Zeitdauer (Δt) bis zu einem Stoppunkt und - Steuermittel zum Verringern der Leistung der Heizvorrichtung (1) und zum Erhöhen der Ladeleistung eines elektrischen Energiespeichers bei Erreichen oder Unterschreiten einer definierten Entfernung (Δs_th) bzw. definierten Zeitdauer (Δt_th) bis zum Stoppunkt, wobei die Leistung der Heizvorrichtung (1) derart verringert wird, dass die Leistung mit abnehmender Entfernung (Δs) oder Zeitdauer (Δt) bis zum Stoppunkt abnimmt.