DE102012216948A1 - Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs, wobei der Hybridantriebsstrang ein Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor (1) und einer elektrischen Maschine (2) umfasst und das Antriebsmoment der Antriebsaggregats an einen Abtrieb (3) abgebbar ist, wobei die elektrische Maschine (2) in einem motorischen Betrieb elektrische Leistung aus einem elektrischen Energiespeicher (7) entnimmt und in einem generatorischen Betrieb elektrische Leistung zur Ladung des Energiespeichers (7) erzeugt. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Hybridantriebsstrang basierend auf einer Hybridstrategie betrieben wird, bei der in einem Betriebsmodus zur Energiewandlung, in dem mechanische Energie über den Hybridantriebsstrang in eine andere Energieform gewandelt wird, der generatorische Betrieb der elektrischen Maschine (2) in Abhängigkeit von einem oder mehreren Parametern gesteuert wird, welche einen Heizbedarf für den Fahrzeuginnenraum und/oder eine oder mehrere weitere Fahrzeugkomponenten charakterisieren. Die von der elektrischen Maschine (2) erzeugte elektrische Leistung wird umso geringer, je größer der Heizbedarf gemäß dem oder den Parametern ist, und die Verminderung der erzeugten elektrischen Leistung führt zu einer Erhöhung der Wärmeenergie, die dem Fahrzeuginnenraum und/oder der oder den weiteren Fahrzeugkomponenten zugeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs sowie eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs und ein Fahrzeug.
  • Zum Beheizen des Innenraums eines Fahrzeugs bzw. spezieller Fahrzeugkomponenten sind in konventionellen Antriebssträngen, welche rein über einen Verbrennungsmotor angetrieben werden, verschiedene Verfahren bekannt. Insbesondere kann im Antriebsstrang ein sog. Retarder verwendet werden, der mechanische Energie aus dem Antriebsstrang in Wärmeenergie wandelt, die über einen Kühlkreislauf dem Fahrzeuginnenraum bzw. anderen Fahrzeugkomponenten, wie z.B. Getriebe oder Motor, zu deren Erwärmung zugeführt wird. Darüber hinaus ist es bekannt, zur Beheizung des Fahrzeuginnenraums neben der anfallenden Abwärme von Motor bzw. Retarder zusätzlich Wärmeenergie über eine separate Heizung zu generieren, die direkt Brennstoff aus dem Kraftstofftank bzw. einem Zusatztank verbrennt.
  • In Hybridantriebssträngen ist neben einem Verbrennungsmotor eine elektrische Maschine vorgesehen, die über einen elektrischen Energiespeicher gespeist wird und im motorischen Betrieb ein Antriebsmoment bereitstellen kann. Üblicherweise kann die elektrische Maschine auch generatorisch betrieben werden, um im sog. Rekuperationsbetrieb mechanische Energie aus dem Antriebsstrang zu entnehmen und in elektrische Energie zu wandeln, die dem elektrischen Energiespeicher zugeführt wird. Dieser Rekuperationsbetrieb wird insbesondere beim Abbremsen des Fahrzeugs genutzt. Es erweist sich dabei als nachteilhaft, dass die aus dem Antriebsstrang entnommene mechanische Energie rein in elektrische Energie und nicht in Wärmeenergie gewandelt wird, so dass unter Umständen nicht mehr ausreichend Wärme zur Beheizung entsprechender Fahrzeugkomponenten bzw. des Fahrzeuginnenraums zur Verfügung steht. Demzufolge müssen häufig zusätzliche Heizungen verwendet werden, die über Kraftstoff betrieben werden, und somit zu einem Mehrverbrauch führen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs zu schaffen, welches eine effiziente Beheizung des Fahrzeuginnenraums bzw. anderer Fahrzeugkomponenten gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 bzw. die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs und vorzugsweise eines Parallel-Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs, wobei der Hybridantriebsstrang ein Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine umfasst und das Antriebsmoment des Antriebsaggregats an einen Abtrieb abgebbar ist. Die elektrische Maschine kann dabei in einem motorischen Betrieb oder in einem generatorischen Betrieb betrieben werden. Im motorischen Betrieb entnimmt die elektrische Maschine elektrische Leistung aus einem elektrischen Energiespeicher, um damit ein Antriebsmoment zu generieren. Im generatorischen Betrieb erzeugt die elektrische Maschine elektrische Leistung zur Ladung des Energiespeichers.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch eine Hybridstrategie aus, bei der in einem Betriebsmodus zur Energiewandlung, in dem mechanische Energie über den Hybridantriebsstrang in eine andere Energieform gewandelt wird, der generatorische Betrieb der elektrischen Maschine in Abhängigkeit von einem oder mehreren Parametern gesteuert wird, welche einen Heizbedarf für den Fahrzeuginnenraum (d.h. den Fahrgastraum) und/oder eine oder mehrere weitere Fahrzeugkomponenten (d.h. andere Fahrzeugkomponenten als den Fahrzeuginnenraum) charakterisieren. Der Betriebsmodus zur Energiewandlung kommt im Rahmen der Hybridstrategie insbesondere dann zum Einsatz, wenn die kinetische bzw. potentielle Energie des Fahrzeugs in eine andere Energieform gewandelt werden soll, z.B. im Rahmen eines Abbremsens des Fahrzeugs. Der Begriff der Fahrzeugkomponente ist hier und im Folgenden weit zu verstehen und kann jede Art von Fahrzeugkomponente umfassen, die im Fahrbetrieb unter bestimmten Bedingungen erwärmt werden kann, wie z.B. das Getriebe und gegebenenfalls auch den Verbrennungsmotor selbst. Im Rahmen der Hybridstrategie wird die von der elektrischen Maschine erzeugte elektrische Leistung umso geringer, je größer der Heizbedarf gemäß dem oder den Parametern ist, wobei die Verminderung der erzeugten elektrischen Leistung zu einer Erhöhung der Wärmeenergie führt, die dem Fahrzeuginnenraum und/oder der oder den weiteren Fahrzeugkomponenten zugeführt wird. Der Begriff der Wärmeenergie ist dabei als eine in einem Zeitintervall erzeugte Wärmemenge aufzufassen und kann somit als thermische Leistung interpretiert werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass im Falle eines hohen Heizbedarfs die im Betriebsmodus zur Energiewandlung erzeugte Energieform hin zu Wärmeenergie verschoben wird, so dass der Fahrzeuginnenraum bzw. andere Fahrzeugkomponenten ausreichend beheizt werden können. Darüber hinaus führt die Verminderung der erzeugten elektrischen Leistung zu einem geringeren Laden des elektrischen Energiespeichers, was wiederum zur Folge hat, dass die elektrische Maschine weniger zum Antrieb des Fahrzeugs genutzt wird. Auf diese Weise wird die Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers erhöht.
  • In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die verstärkte Erzeugung von Wärmeenergie im Falle eines erhöhten Heizbedarfs rein durch den Verbrennungsmotor selbst bewirkt, der bei geringerer Ladung des elektrischen Energiespeichers stärker zum Einsatz kommt und damit mehr Abwärme produziert, die wiederum an den Fahrzeuginnenraum bzw. entsprechende Fahrzeugkomponenten abgegeben werden kann.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem Hybridantriebsstrang eingesetzt, der einen Retarder umfasst, der im Betrieb mechanische Energie in Wärmeenergie wandelt, welche zumindest teilweise den Fahrzeuginnenraum und/oder der oder den weiteren Fahrzeugkomponenten zugeführt wird. Der Retarder kann z.B. ein hydrodynamischer oder ein elektrodynamischer Retarder sein. Dabei wird in dem Betriebsmodus zur Energiewandlung die durch den Retarder erzeugte Wärmeenergie umso größer, je größer der Heizbedarf gemäß dem oder den Parametern ist. Auf diese Weise wird im Rahmen der Hybridstrategie nicht nur die erzeugte elektrische Energie herabgesetzt, sondern auch aktiv Wärmeenergie mittels eines Retarders generiert.
  • In einer bevorzugten Variante wird in dem Betriebsmodus zur Energiewandlung die von der elektrischen Maschine erzeugte elektrische Leistung um einen Leistungswert reduziert, der umso größer ist, je größer der Heizbedarf gemäß dem oder den Parametern ist, wobei die von dem Retarder erzeugte Wärmeenergie bzw. thermische Leistung um diesen Leistungswert erhöht wird. Auf diese Weise wird ein effizientes Zusammenwirken der elektrischen Maschine mit dem Retarder dergestalt erreicht, dass bei gleicher Leistungsentnahme aus dem Antriebsstrang die durch den Retarder erzeugte Wärmeenergie zu Lasten der durch die elektrische Maschine erzeugten elektrischen Leistung steigt, wenn sich der Heizbedarf erhöht.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in dem Betriebsmodus zur Energiewandlung im Falle, dass der Heizbedarf gemäß dem oder den Parametern eine vorbestimmte Schwelle erreicht, der generatorische Betrieb der elektrischen Maschine ganz beendet, d.h. die elektrische Maschine erzeugt überhaupt keine elektrische Leistung mehr. Gegebenenfalls besteht dabei die Möglichkeit, dass im Falle, dass der Heizbedarf gemäß dem oder den Parametern nach Beendigung des generatorischen Betriebs der elektrischen Maschine weiter steigt, die durch den Verbrennungsmotor generierte Leistung um einen Leistungswert erhöht wird, der wiederum von dem Retarder in Wärmeenergie gewandelt wird. Hierdurch kann einem besonders hohen Heizbedarf im Fahrzeug durch eine Lastpunktverschiebung des Verbrennungsmotors Rechnung getragen werden.
  • Der oder die Parameter, welche den Heizbedarf charakterisieren, können je nach Anwendungsfall unterschiedlich ausgestaltet sein. In einer Variante der Erfindung hängen der oder die Parameter von der Außentemperatur und/oder der Temperatur im Fahrzeuginnenraum ab, wobei die Parameter gegebenenfalls auch die Außentemperatur bzw. die Fahrzeuginnenraumtemperatur darstellen können. Dabei ist der Heizbedarf umso größer, je geringer die Außentemperatur und/oder die Temperatur im Fahrzeuginnenraum ist.
  • In einer weiteren Variante der Erfindung hängen der oder die Parameter, welche den Heizbedarf charakterisieren, von einer Temperatur eines Kühlmediums ab, über das die vom Retarder erzeugte Wärmeenergie aufgenommen und zumindest teilweise dem Fahrzeuginnenraum und/oder der oder den weiteren Fahrzeugkomponenten zugeführt wird. Gegebenenfalls kann der entsprechende Parameter auch die Temperatur des Kühlmediums selbst darstellen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden der oder die Parameter, welche den Heizbedarf charakterisieren, nicht direkt im Rahmen der Hybridstrategie bestimmt, sondern von einem oder mehreren externen Fahrzeugsteuergeräten bereitgestellt, welche nicht zur Umsetzung der Hybridstrategie vorgesehen sind. Gegebenenfalls können die Parameter zur Charakterisierung des Heizbedarfs auch basierend auf einer oder mehreren Fahrereingaben bestimmt werden, welche von der Hybridstrategie ausgewertet werden. Beispielsweise kann eine solche Fahrereingabe darin bestehen, dass die erwünschte Temperatur im Fahrzeuginnenraum über eine Benutzerschnittstelle verändert wird.
  • Je nach Anwendungsfall können entsprechende Parameter, welche von externen Fahrzeugsteuergeräten zur Charakterisierung des Heizbedarfs bereitgestellt werden, unterschiedlich ausgestaltet sein. Beispielsweise können solche Parameter ein (abstraktes) Maß des Heizbedarfs und/oder eine durchschnittliche benötigte Heizleistung und/oder einen prozentualen Wert umfassen. Das Maß des Heizbedarfs kann z.B. über unterschiedliche Zahlenwerte charakterisiert sein. Insbesondere kann der Zahlenwert 0 keinen Heizbedarf, der Zahlenwert 1 einen geringen Heizbedarf, der Zahlenwert 2 einen mittleren Heizbedarf, der Zahlenwert 3 einen hohen Heizbedarf und der Zahlenwert 4 einen maximalen Heizbedarf charakterisieren. Mit solchen Werten kann dann die Hybridstrategie versorgt werden und die Rekuperation über die elektrische Maschine reduziert werden und gegebenenfalls durch einen Retarder kompensiert werden. Der oben genannte prozentuale Wert kann z.B. derart ausgestaltet sein, dass ein Wert von 0 % (d.h. kein Heizbedarf) für maximale Rekuperation und damit maximal erzeugter elektrischer Leistung steht. Demgegenüber wird mit steigendem prozentualem Wert die elektrische Leistung vermindert und gegebenenfalls ein Wärmeeintrag über einen Retarder geeignet erhöht, bis ein maximaler Wärmeeintrag von 100 % erreicht ist.
  • Neben dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung ferner eine Vorrichtung zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs, wobei der Hybridantriebsstrang ein Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine umfasst und das Antriebsmoment des Antriebsaggregats an einen Abtrieb abgebbar ist. Die elektrische Maschine entnimmt dabei im motorischen Betrieb elektrische Leistung aus einem elektrischen Energiespeicher und erzeugt in einem generatorischen Betrieb elektrische Leistung zur Ladung des Energiespeichers.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein Steuermittel zur Steuerung des Hybridantriebsstrangs basierend auf einer Hybridstrategie, bei der in einem Betriebsmodus zur Energiewandlung, in dem mechanische Energie über den Hybridantriebsstrang in eine andere Energieform gewandelt wird, der generatorische Betrieb der elektrischen Maschine in Abhängigkeit von einem oder mehreren Parametern gesteuert wird, welche einen Heizbedarf für den Fahrzeuginnenraum und/oder eine oder mehrere weitere Fahrzeugkomponenten charakterisieren. Dabei wird die von der elektrischen Maschine erzeugte elektrische Leistung umso geringer, je größer der Heizbedarf gemäß dem oder den Parametern ist, wobei die Verminderung der erzeugten elektrischen Leistung zu einer Erhöhung der Wärmeenergie führt, die dem Fahrzeuginnenraum und/oder der oder den weiteren Fahrzeugkomponenten zugeführt wird.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass eine oder mehrere bevorzugte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der Vorrichtung durchführbar sind.
  • Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Fahrzeug mit Hybridantriebsstrang, das die oben beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten 1 detailliert beschrieben. Diese Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Hybridantriebsstrangs, der basierend auf dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann.
  • Die im Folgenden beschriebene Ausführungsform der Erfindung wird anhand des Betriebs eines Parallel-Hybridantriebsstrangs erläutert, der in 1 gezeigt ist. Der Antriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor 1 und eine elektrische Maschine 2. Zwischen dem hierdurch gebildeten Aggregat und einem Abtrieb 3 ist ein Getriebe 4 geschaltet, welches beispielsweise als automatisches Schaltgetriebe ausgeführt ist. Zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und der elektrischen Maschine 2 ist ferner eine Kupplung 5 geschaltet, wobei dann, wenn die Kupplung 5 geöffnet ist, der Verbrennungsmotor 1 vom Abtrieb abgekoppelt ist. Zwischen der elektrischen Maschine 2 und dem Getriebe 4 ist in der gezeigten Ausführungsform ein Anfahrelement 6 geschaltet, welches als getriebeexternes Anfahrelement ausgeführt ist. Anstelle eines getriebeexternen Anfahrelements kann auch ein getriebeinternes Anfahrelement zum Einsatz kommen. Der Antriebsstrang der 1 umfasst ferner einen sog. Retarder 9, der zwischen der elektrischen Maschine 2 und dem getriebeexternen Anfahrelement 6 angeordnet ist. Dieser Retarder dient dazu, bei Bedarf mechanische Energie aus dem Antriebsstrang in Wärmeenergie zu wandeln, welche über einen (nicht gezeigten) Kühlkreislauf dem Fahrzeuginnenraum bzw. Fahrgastraum des Fahrzeugs zugeführt werden kann. Je nach Ausführungsform kann der Retarder als hydrodynamischer Retarder oder als elektrodynamischer Retarder ausgestaltet sein.
  • Der Antriebsstrang der 1 verfügt ferner über einen elektrischen Energiespeicher 7, welcher die elektrische Maschine 2 im motorischen Betrieb mit Energie versorgt. Es besteht dabei auch die Möglichkeit, die elektrische Maschine 2 generatorisch zu betreiben, wobei in diesem Fall mechanische Energie durch die elektrische Maschine aus dem Antriebsstrang entnommen wird und zur Ladung des Energiespeichers 7 verwendet wird. Der Antriebsstrang der 1 verfügt weiterhin über ein Steuergerät 8 in der Form einer HCU (HCU = Hybrid Control Unit), über welche die einzelnen Komponenten des Antriebsstrangs basierend auf einer Hybridstrategie gesteuert und geregelt werden.
  • Die nachfolgend erläuterte Hybridstrategie kommt immer dann zum Einsatz, wenn mechanische Energie aus dem Antriebsstrang zu entnehmen ist. Dies tritt insbesondere dann auf, wenn die kinetische Energie des Fahrzeugs vermindert werden soll oder die potentielle Energie des Fahrzeugs abnimmt, z.B. wenn das Fahrzeug abgebremst werden soll. In herkömmlichen Hybridstrategien wird versucht, die entnommene mechanische Energie über den generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine in elektrische Leistung zu wandeln, die dann in dem Energiespeicher gespeichert wird. Dabei bleibt ein etwaiger Heizbedarf für den Fahrzeuginnenraum bzw. gegebenenfalls auch für weitere Fahrzeugkomponenten außer Betracht. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein Heizbedarf für den Fahrzeuginnenraum bei der Hybridstrategie mit berücksichtigt.
  • Im Rahmen der nachfolgend erläuterten Hybridstrategie wird zum einen der generatorische Betrieb der elektrischen Maschine 7 und zum anderen der Betrieb des Retarders 9 gesteuert, um auf diese Weise eine effiziente Beheizung des Fahrzeuginnenraums bei vorhandenem Heizbedarf zu gewährleisten. Das Steuergerät 8 bestimmt dabei den Heizbedarf des Fahrzeuginnenraums basierend auf geeigneten Parametern. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein Maß für den Heizbedarf basierend auf der Außentemperatur und/oder der Fahrgastraumtemperatur abgeleitet. Je niedriger diese Temperaturen sind, desto größer ist der damit verbundene Heizbedarf. Der Heizbedarf kann z.B. als ein prozentualer Wert zwischen 0 % und 100 % repräsentiert werden. Gegebenenfalls besteht auch die Möglichkeit, dass der HCU 8 bereits ein Wert für den Heizbedarf über externe, nicht zur HCU gehörige Fahrzeugsteuergeräte übermittelt wird bzw. von der HCU angefordert wird. Hierfür kann eine geeignete Schnittstelle vorgesehen sein. Beispielsweise kann der HCU eine durchschnittliche Heizleistung als Größe für den Heizbedarf übermittelt werden. Externe Fahrzeugsteuergeräte, die der HCU den benötigten Heizbedarf bereitstellen, können Fahrzeugführungsrechner, Innenraumsteuergeräte, Klimaanlagensteuerungen für den Fahrzeuginnenraum, und dergleichen sein.
  • Die Hybridstrategie im Steuergerät 8 ist derart ausgestaltet, dass eine Erhöhung des Heizbedarfs dazu führt, dass die über den generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine 2 erzeugte elektrische Leistung herabgesetzt wird. Gleichzeitig wird durch die Hybridstrategie sichergestellt, dass der Retarder 9 zunehmend mehr Wärmeenergie bzw. thermische Leistung durch Entnahme von mechanischer Energie aus dem Antriebsstrang erzeugt, wenn der Heizbedarf steigt. Wird der Heizbedarf beispielsweise durch einen Wert zwischen 0 % und 100 % wiedergegeben, wird eine maximale elektrische Leistung durch die elektrische Maschine erzeugt und damit die maximale Rekuperation durchgeführt, wenn der Heizbedarf bei 0 % liegt. In diesem Fall ist der Retarder außer Betrieb und erzeugt keine Wärme. Nimmt der prozentuale Wert des Heizbedarfs zu, wird zum einen der generatorische Betrieb der elektrischen Maschine derart angepasst, dass die erzeugte elektrische Leistung herabgesetzt wird. Zum anderen wird der Retarder in Betrieb genommen, so dass er diejenige Leistung in Wärmeenergie wandelt, um welche die von der elektrischen Maschine erzeugte Leistung herabgesetzt wurde. Erreicht der prozentuale Wert schließlich 100 %, wird die Rekuperation durch die elektrische Maschine komplett eingestellt, und stattdessen wird der entsprechende Leistungswert ausschließlich über den Retarder in Wärmeenergie umgewandelt.
  • In einer bevorzugten Variante der obigen Ausführungsform besteht ferner die Möglichkeit, dass bei einem Heizbedarf von mehr als 100 % der Lastpunkt des Verbrennungsmotors hin zu größeren Leistungswerten verschoben wird und die zusätzlich generierte Leistung über den Retarder in Wärmeenergie gewandelt wird, so dass die Beheizung des Fahrzeuginnenraums weiter beschleunigt werden kann.
  • Mit der soeben erläuterten Hybridstrategie wird die Erzeugung von Wärmeenergie mittels des Retarders bei gleichzeitiger Herabsetzung der rekuperierten elektrischen Leistung erhöht, wenn ein hoher Heizbedarf besteht. Die Wärmeenergie des Retarders wird dabei über einen (nicht gezeigten) Kühlmittelkreislauf mit entsprechendem Wärmetauscher an den Innenraum des Fahrzeugs abgegeben. Mit der Hybridstrategie kann somit erreicht werden, dass im Falle eines hohen Heizbedarfs eine größere Wärmemenge bereitgestellt wird, ohne dass hierfür Heizenergie durch eine zusätzliche Verbrennung von Kraftstoff erzeugt werden muss. Darüber hinaus führt die verminderte Rekuperation von elektrischer Leistung zu einer geringeren Ladung des elektrischen Energiespeichers, so dass der Anteil des elektrischen Antriebs des Hybridfahrzeugs abnimmt und hierdurch die Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers zunimmt.
  • Die im Vorangegangenen beschriebene Ausführungsform wurde anhand eines Hybridantriebsstrangs in Kombination mit einem Retarder beschrieben. Solche Antriebsstränge werden vorzugsweise in Nutzfahrzeugen, wie z.B. Stadtbussen verwendet. Dabei wird der Retarder beim Abbremsen des Fahrzeugs genutzt. Die erfindungsgemäße Hybridstrategie kann jedoch auch in Hybridantriebssträngen zum Einsatz kommen, welche über keinen Retarder verfügen, sofern eine Verminderung der durch die elektrische Maschine erzeugten elektrischen Leistung zu einer erhöhten Erzeugung der thermischen Leistung für den Fahrzeuginnenraum oder andere Fahrzeugkomponenten führt. Insbesondere kann die Hybridstrategie derart ausgestaltet sein, dass nur auf die Leistungserzeugung der elektrischen Maschine Einfluss genommen wird, wobei die erzeugte elektrische Leistung bei höherem Heizbedarf herabgesetzt wird. Als Konsequenz führt dies bei hohem Heizbedarf zu einer geringeren Ladung des elektrischen Energiespeichers, was wiederum zu einem stärkeren verbrennungsmotorischen Antrieb des Fahrzeugs und damit zu höherer Motorabwärme führt. Diese Motorabwärme wird wiederum über den Kühlkreislauf mittels eines entsprechenden Wärmetauschers dem Fahrzeuginnenraum zugeführt.
  • Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird erstmalig im Rahmen einer Hybridstrategie ein Heizbedarf für den Fahrzeuginnenraum bzw. andere Fahrzeugkomponenten berücksichtigt und basierend darauf der generatorische Betrieb der elektrischen Maschine geeignet angepasst. Demzufolge kann eine schnelle und effiziente Beheizung des Fahrzeugs erreicht werden, wobei gegebenenfalls auch auf Zusatzheizungen verzichtet werden kann, die über Brennstoff aus dem Kraftstofftank oder einem Zusatztank betrieben werden. Darüber hinaus wird der Anteil an elektrischem Fahren im Falle eines hohen Heizbedarfs durch die Hybridstrategie vermin dert, wodurch die Lebensdauer des elektrischen Energiespeichers, der zum motorischen Betrieb der elektrischen Maschine genutzt wird, verlängert wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Verbrennungsmotor
    2
    elektrische Maschine
    3
    Abtrieb
    4
    Getriebe
    5
    Kupplung
    6
    Anfahrelement
    7
    elektrischer Energiespeicher
    8
    Steuergerät
    9
    Retarder

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs, wobei der Hybridantriebsstrang ein Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor (1) und einer elektrischen Maschine (2) umfasst und das Antriebsmoment der Antriebsaggregats an einen Abtrieb (3) abgebbar ist, wobei die elektrische Maschine (2) in einem motorischen Betrieb elektrische Leistung aus einem elektrischen Energiespeicher (7) entnimmt und in einem generatorischen Betrieb elektrische Leistung zur Ladung des elektrischen Energiespeichers (7) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridantriebsstrang basierend auf einer Hybridstrategie betrieben wird, bei der in einem Betriebsmodus zur Energiewandlung, in dem mechanische Energie über den Hybridantriebsstrang in eine andere Energieform gewandelt wird, der generatorische Betrieb der elektrischen Maschine (2) in Abhängigkeit von einem oder mehreren Parametern gesteuert wird, welche einen Heizbedarf für den Fahrzeuginnenraum und/oder eine oder mehrere weitere Fahrzeugkomponenten charakterisieren, wobei die von der elektrischen Maschine (2) erzeugte elektrische Leistung umso geringer wird, je größer der Heizbedarf gemäß dem oder den Parametern ist, und wobei die Verminderung der erzeugten elektrischen Leistung zu einer Erhöhung der Wärmeenergie führt, die dem Fahrzeuginnenraum und/oder der oder den weiteren Fahrzeugkomponenten zugeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hybridantriebsstrang einen Retarder (9) umfasst, der im Betrieb mechanische Energie in Wärmeenergie wandelt, welche zumindest teilweise dem Fahrzeuginnenraum und/oder der oder den weiteren Fahrzeugkomponenten zugeführt wird, wobei in dem Betriebsmodus zur Energiewandlung die durch den Retarder (9) erzeugte Wärmeenergie umso größer wird, je größer der Heizbedarf gemäß dem oder den Parametern ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Betriebsmodus zur Energiewandlung die von der elektrischen Maschine (2) erzeugte elektrische Leistung um einen Leistungswert reduziert wird, der umso größer ist, je größer der Heizbedarf gemäß dem oder den Parametern ist, wobei die von dem Retarder (9) erzeugte Wärmeenergie um diesen Leistungswert erhöht wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Betriebsmodus zur Energiewandlung im Falle, dass der Heizbedarf gemäß dem oder den Parametern eine vorbestimmte Schwelle erreicht, der generatorische Betrieb der elektrischen Maschine (2) beendet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle, dass der Heizbedarf gemäß dem oder den Parametern nach Beendigung des generatorischen Betriebs der elektrischen Maschine weiter steigt, die durch den Verbrennungsmotor (1) generierte Leistung um einen Leistungswert erhöht wird, der von dem Retarder (9) in Wärmeenergie gewandelt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Parameter, welche den Heizbedarf charakterisieren, von der Außentemperatur und/oder der Temperatur im Fahrzeuginnenraum abhängen, wobei der Heizbedarf umso größer ist, je geringer die Außentemperatur und/oder die Temperatur im Fahrzeuginnenraum ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Parameter, welche den Heizbedarf charakterisieren, von einer Temperatur eines Kühlmediums abhängen, über das die vom Retarder (9) erzeugte Wärmeenergie aufgenommen und zumindest teilweise dem Fahrzeuginnenraum und/oder der oder den weiteren Fahrzeugkomponenten zugeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Parameter, welche den Heizbedarf charakterisieren, basierend auf einer oder mehreren Fahrereingaben ermittelt werden und/oder von einem oder mehreren externen Fahrzeugsteuergeräten, welche nicht zur Umsetzung der Hybridstrategie vorgesehen sind, bereitgestellt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Parameter, welche von dem oder den externen Fahrzeugsteuergeräten bereitgestellt werden, ein Maß des Heizbedarfs und/oder eine durchschnittliche benötigte Heizleistung und/oder einen prozentualen Wert umfassen.
  10. Vorrichtung zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangs eines Fahrzeugs, wobei der Hybridantriebsstrang ein Antriebsaggregat mit einem Verbrennungsmotor (1) und einer elektrischen Maschine (2) umfasst und das Antriebsmoment der Antriebsaggregats an einen Abtrieb (3) abgebbar ist, wobei die elektrische Maschine (2) in einem motorischen Betrieb elektrische Leistung aus einem elektrischen Energiespeicher (7) entnimmt und in einem generatorischen Betrieb elektrische Leistung zur Ladung des Energiespeichers (7) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Steuermittel (8) zur Steuerung des Hybridantriebsstrangs basierend auf einer Hybridstrategie umfasst, bei der in einem Betriebsmodus zur Energiewandlung, in dem mechanische Energie über den Hybridantriebsstrang in eine andere Energieform gewandelt wird, der generatorische Betrieb der elektrischen Maschine (2) in Abhängigkeit von einem oder mehreren Parametern gesteuert wird, welche einen Heizbedarf für den Fahrzeuginnenraum und/oder eine oder mehrere weitere Fahrzeugkomponenten charakterisieren, wobei die von der elektrischen Maschine (2) erzeugte elektrische Leistung umso geringer wird, je größer der Heizbedarf gemäß dem oder den Parametern ist, und wobei die Verminderung der erzeugten elektrischen Leistung zu einer Erhöhung der Wärmeenergie führt, die dem Fahrzeuginnenraum und/oder der oder den weiteren Fahrzeugkomponenten zugeführt wird.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 9 ausgestaltet ist.
  12. Fahrzeug mit Hybridantriebsstrang, dadurch gekennzeichnet, das das Fahrzeug eine Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 umfasst.
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