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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
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Aus der
US 9,726,133 B1 sind ein System und ein Verfahren zur Vermeidung einer Überhitzung einer Verbrennungskraftmaschine eines Fahrzeugs bekannt. Das System umfasst einen Temperatursensor und eine Warnvorrichtung, welche eine Warnung ausgibt, wenn eine Temperatur der Verbrennungskraftmaschine eine eingestellte stabile Betriebstemperatur überschreitet oder Werte erreicht, welche höher als die eingestellte stabile Betriebstemperatur und geringer als eine Überhitzungstemperatur sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeugs und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch ein Verfahren, welches die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeugs umfasst zumindest eine Temperaturerfassungseinheit zur Erfassung einer Temperatur einer zum Antrieb des Fahrzeugs vorgesehenen Verbrennungskraftmaschine und zumindest eine Ausgabevorrichtung zur Ausgabe von Informationen.
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Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung eine Steuervorrichtung, welche ausgebildet ist
- - bei einer mittels der Temperaturerfassungseinheit erfassten Kühlmediumtemperatur der Verbrennungskraftmaschine von mehr als 120 °C die Ausgabevorrichtung zur Ausgabe einer ersten Warnmeldung in einem Fahrzeuginnenraum anzusteuern und eine Klimaanlage zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums zu deaktivieren,
- - bei einer mittels der Temperaturerfassungseinheit erfassten Kühlmediumtemperatur der Verbrennungskraftmaschine von mehr als 125 °C eine Leistungsabgabe der Verbrennungskraftmaschine zu senken, eine Heizleistung einer Heizung zur Beheizung des Fahrzeuginnenraums zu erhöhen und die Ausgabevorrichtung zur Ausgabe einer die Erhöhung der Heizleistung betreffenden Information im Fahrzeuginnenraum anzusteuern und
- - bei einer mittels der Temperaturerfassungseinheit erfassten Kühlmediumtemperatur der Verbrennungskraftmaschine von mehr als 130 °C die Ausgabevorrichtung zur Ausgabe einer zweiten Warnmeldung in einem Fahrzeuginnenraum, welche eine höhere Kritikalität hat, als die erste Warnmeldung, anzusteuern und einen die Kühlmediumtemperatur betreffenden Eintrag in einem Fehlerspeicher zu hinterlegen und die Ausgabevorrichtung zur Ausgabe einer Information, welche eine Aufforderung zur Deaktivierung der Verbrennungskraftmaschine umfasst, anzusteuern und/oder die Verbrennungskraftmaschine zu deaktivieren.
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Verbrennungskraftmaschinen zum Antrieb von Fahrzeugen werden mittels eines Kühlsystems, umfassend beispielsweise zumindest ein Thermostat, zumindest eine elektrische oder mechanische Kühlmediumpumpe und/oder zumindest einen Lüfter, in einem Betriebstemperaturbereich von beispielsweise 80 °C bis 110 °C gehalten. Steigt die Kühlmediumtemperatur auf Werte von über 100 °C an, wird zusätzlich beispielsweise ein elektrischer Lüfter an einem Hauptkühler angesteuert, um mit unterschiedlicher Leistung mehr Luft durch diesen Hauptkühler zu führen und somit eine Gesamtkühlleistung zu erhöhen. Hierdurch können insbesondere unterschiedliche Lastzustände der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise bei einer Berganfahrt, im Anhängerbetrieb oder während einer Beschleunigung, abgedeckt werden. Kommt es jedoch zu einer Funktionseinschränkung, einem Defekt und/oder einem Ausfall von Komponenten des Kühlsystems, sinkt die Gesamtkühlleistung und die Kühlmediumtemperatur kann über den Betriebstemperaturbereich ansteigen. Solche Funktionseinschränkungen sind beispielsweise eine Verschmutzung des Hauptkühlers oder ein Defekt des Lüfters.
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Die Vorrichtung ermöglicht aufgrund der Ansteuerung in mehreren Stufen in Abhängigkeit von einer Höhe der Kühlmediumtemperatur eine rechtzeitige Information eines Fahrzeugnutzers, so dass dieser seinen Fahrbetrieb entsprechend der Kühlmediumtemperatur anpassen kann und somit ein Absenken der Kühlmediumtemperatur auch bei einer Funktionseinschränkung des Kühlsystems erreicht werden kann. Dabei wird durch Deaktivierung der Klimaanlage in einer ersten Stufe erreicht, dass ein Klimakühler keine Abwärme mehr produziert und somit eine Leistung des Kühlsystems vollständig zur Kühlung der Verbrennungskraftmaschine verwendet wird. Durch die Absenkung der Leistungsabgabe der Verbrennungskraftmaschine und die Erhöhung der Heizleistung der Heizung in einer zweiten Stufe wird eine zusätzliche Verringerung der Kühlmediumtemperatur erreicht, da von der Verbrennungskraftmaschine weniger Abwärme erzeugt und in das Kühlsystem eingeleitet wird und gleichzeitig dem Kühlmedium aufgrund der Erhöhung der Heizleistung Wärme entzogen wird. Sollten jedoch die Maßnahmen der ersten zwei Stufen keine Verringerung der Kühlmediumtemperatur bewirken, wird in der dritten Stufe aufgrund der Deaktivierung der Verbrennungskraftmaschine eine Gefahr einer thermischen Überlastung und einer daraus folgenden Schädigung der Verbrennungskraftmaschine minimiert. Die erste und die zweite Stufe informieren einen Fahrzeugnutzer besonders frühzeitig, so dass dieser frühzeitig Maßnahmen einleiten kann, um eine weitere Erhöhung der Kühlmediumtemperatur zu vermeiden. Somit wird für einen möglichst langen Zeitraum eine Weiterfahrt des Fahrzeugs ermöglicht, um einerseits ein Absinken der Kühlmediumtemperatur in einen unkritischen Temperaturbereich durch eine bessere Kühlung bei geringerer Last und andererseits zumindest ein gefahrloses Abstellen des Fahrzeugs, insbesondere auch in Kreuzungsbereichen oder auf einer Autobahn, bei gleichzeitiger Vermeidung einer Schädigung der Verbrennungskraftmaschine zu ermöglichen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch eine Schnittdarstellung eines Fahrzeugs,
- 2 schematisch einen Programmablaufplan eines Verfahrens zum Betrieb des Fahrzeugs gemäß 1 und
- 3 schematisch einen Programmablaufplan eines weiteren Verfahrens zum Betrieb eines Fahrzeugs.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine Schnittdarstellung eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs 1 mit einer zum Antrieb des Fahrzeugs 1 vorgesehenen Verbrennungskraftmaschine 2 und einer Temperaturerfassungseinheit 3 zur Erfassung einer in 2 gezeigten Kühlmediumtemperatur T eines Kühlmediums eines Kühlsystems 4, welches zur Kühlung der Verbrennungskraftmaschine 2 vorgesehen ist. Das Kühlmedium ist beispielsweise eine Kühlflüssigkeit.
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Das Kühlsystem 4 umfasst einen von dem Kühlmedium durchströmten Hauptkühler 4.1, welcher zumindest während einer Fahrt des Fahrzeugs 1 von einer Luftströmung L durchströmt wird, um Wärme aus dem Kühlmedium an eine Fahrzeugumgebung abzugeben. Um auch im Stand des Fahrzeugs 1, bei hohen Umgebungstemperaturen und/oder hoher Last der Verbrennungskraftmaschine 2 eine zuverlässige Kühlung dieser sicherzustellen, umfasst das Kühlsystem 4 zusätzlich einen insbesondere elektrisch angetriebenen Lüfter 4.2, welcher auch im Stand des Fahrzeugs 1 die Luftströmung L erzeugt oder diese verstärkt.
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Weiterhin umfasst das Fahrzeug 1 eine Klimaanlage 5 zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums, eine Heizung 6 zur Beheizung des Fahrzeuginnenraums, eine im Fahrzeuginnenraum angeordnete Ausgabevorrichtung 7 sowie eine Steuervorrichtung 8, beispielsweise ein so genanntes Motorsteuergerät. Die Heizung 6 ist dabei derart ausgebildet, dass diese mittels in dem Kühlsystem 4 vorhandener Wärme einen in den Fahrzeuginnenraum geführten Luftstrom erwärmt. Die Steuervorrichtung 8 ist beispielsweise über einen CAN-Bus mit der Ausgabevorrichtung 7, der Klimaanlage 5 und der Heizung 6 gekoppelt.
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Die Verbrennungskraftmaschine 2 wird mittels des Kühlsystems 4 in bekannter Weise in einem Betriebstemperaturbereich von beispielsweise 80 °C bis 110 °C gehalten. Steigt die Kühlmediumtemperatur T auf Werte von über 100 °C an, wird zusätzlich der elektrische Lüfter 4.2 am Hauptkühler 4.1 angesteuert, um mit unterschiedlicher Leistung mehr Luft durch den Hauptkühler 4.1 zu führen und somit eine Gesamtkühlleistung zu erhöhen.
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Hierdurch können insbesondere unterschiedliche Lastzustände der Verbrennungskraftmaschine 2, beispielsweise bei einer Berganfahrt, im Anhängerbetrieb oder während einer Beschleunigung, abgedeckt werden.
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Bei besonders ungünstigen Betriebsbedingungen und/oder bei einer Funktionseinschränkung des Kühlsystems 4, beispielsweise bei einer Verschmutzung und/oder einem Defekt des Hauptkühlers 4.1 und/oder einem Defekt des Lüfters 4.2, kann es jedoch dazu kommen, dass die Gesamtkühlleistung sinkt und die Kühlmediumtemperatur T über den Betriebstemperaturbereich ansteigt.
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In 2 ist ein Programmablaufplan eines Verfahrens zum Betrieb des in 1 dargestellten Fahrzeugs 1 dargestellt.
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Kommt es zu einem zuvor beschriebenen Anstieg der Kühlmediumtemperatur T über den Betriebstemperaturbereich hinaus, beispielsweise auf einen Wert oberhalb eines ersten Schwellwerts T1 von 120 °C (dargestellt durch einen mit dem Bezugszeichen J1 gekennzeichneten Ja-Pfad), wird zur Senkung der Kühlmediumtemperatur T in einem ersten Verfahrensschritt S1 mittels der Steuervorrichtung 8 die Ausgabevorrichtung 7 derart angesteuert, dass diese eine erste Warnmeldung im Fahrzeuginnenraum an einen Fahrzeugnutzer ausgibt. Die erste Warnmeldung wird dabei optisch, akustisch und/oder haptisch ausgegeben und zeigt beispielsweise ein gelb gefärbtes Symbol und/oder eine gelb gefärbte Darstellung eines aktuellen Werts der Kühlmediumtemperatur T, wodurch der Fahrzeugnutzer auf die Temperaturüberschreitung hingewiesen wird. Weiterhin wird in dem ersten Verfahrensschritt S1 die Klimaanlage 5 durch Ansteuerung mittels der Steuervorrichtung 8 deaktiviert, so dass eine Kühlleistung des Hauptkühlers 4.1 erhöht wird. Überschreitet die Kühlmediumtemperatur T den ersten Schwellwert T1 dagegen nicht (dargestellt durch einen mit dem Bezugszeichen N1 gekennzeichneten Nein-Pfad), wird das Verfahren erneut gestartet.
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Kommt es trotz der Durchführung des ersten Verfahrensschritts S1 und trotz gegebenenfalls vom Fahrzeugführer eingeleiteter Maßnahmen zur Senkung der Kühlmediumtemperatur T dennoch zu einem Anstieg der Kühlmediumtemperatur T auf einen Wert oberhalb eines zweiten Schwellwerts T2 von 125 °C (dargestellt durch einen mit dem Bezugszeichen J2 gekennzeichneten Ja-Pfad), wird zur Senkung der Kühlmediumtemperatur T in einem zweiten Verfahrensschritt S2 mittels der Steuervorrichtung 8 eine Leistungsabgabe der Verbrennungskraftmaschine 2 reduziert und eine Heizleistung der Heizung 6 erhöht. Weiterhin wird die Ausgabevorrichtung 7 mittels der Steuervorrichtung 8 derart angesteuert, dass diese eine die Erhöhung der Heizleistung betreffende Information im Fahrzeuginnenraum ausgibt. Überschreitet die Kühlmediumtemperatur T den zweiten Schwellwert T2 dagegen nicht (dargestellt durch einen mit dem Bezugszeichen N2 gekennzeichneten Nein-Pfad), wird das Verfahren erneut gestartet.
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Kommt es trotz der Durchführung des zweiten Verfahrensschritts S2 und trotz gegebenenfalls vom Fahrzeugführer eingeleiteter Maßnahmen zur Senkung der Kühlmediumtemperatur T dennoch zu einem Anstieg der Kühlmediumtemperatur T auf einen Wert oberhalb eines dritten Schwellwerts T3 von 130 °C (dargestellt durch einen mit dem Bezugszeichen J3 gekennzeichneten Ja-Pfad), wird zur Senkung der Kühlmediumtemperatur T in einem dritten Verfahrensschritt S3 mittels der Steuervorrichtung 8 die Ausgabevorrichtung 7 derart angesteuert, dass diese eine zweite Warnmeldung im Fahrzeuginnenraum an den Fahrzeugnutzer ausgibt. Die zweite Warnmeldung hat dabei eine höhere Kritikalität als die erste Warnmeldung und wird optisch, akustisch und/oder haptisch ausgegeben. Sie zeigt beispielsweise ein rot gefärbtes Symbol und/oder eine rot gefärbte Darstellung eines aktuellen Werts der Kühlmediumtemperatur T, wodurch der Fahrzeugnutzer auf die Temperaturüberschreitung hingewiesen wird. Weiterhin kann die zweite Warnmeldung eine Aufforderung zur Deaktivierung der Verbrennungskraftmaschine 2 umfassen. Alternativ oder zusätzlich zur Ausgabe dieser Aufforderung zur Deaktivierung der Verbrennungskraftmaschine 2 wird diese mittels der Steuervorrichtung 8 automatisch deaktiviert. Zusätzlich führt die Steuervorrichtung 8 eine Speicherung eines die Temperaturüberschreitung betreffenden Eintrags in einem Fehlerspeicher durch. Überschreitet die Kühlmediumtemperatur T den dritten Schwellwert T3 dagegen nicht (dargestellt durch einen mit dem Bezugszeichen N3 gekennzeichneten Nein-Pfad), wird das Verfahren erneut gestartet.
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3 zeigt einen Programmablaufplan eines Verfahrens zum Betrieb eines nicht näher dargestellten Hybridfahrzeugs, welches in nicht näher dargestellter Weise zusätzlich zu dem in 1 dargestellten Fahrzeug 1 zumindest eine elektrische Antriebseinheit zum Antrieb umfasst.
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Auch bei einem solchen Hybridfahrzeug wird während eines Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 2 das in 2 dargestellte und beschriebene Verfahren durchgeführt.
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Zusätzlich wird mittels der Steuervorrichtung 8 bei einer Kühlmediumtemperatur T der Verbrennungskraftmaschine 2 von mehr als 130 °C, d. h. bei Überschreitung des dritten Schwellwerts T3, in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit v, bei welcher die Erhöhung der Kühlmediumtemperatur T auftritt, die Verbrennungskraftmaschine 2 deaktiviert und die zumindest eine elektrische Antriebseinheit zum Antrieb des Hybridfahrzeugs aktiviert.
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Hierzu wird durch eine Diagnose erkannt, ob eine unzulässige Temperaturerhöhung TE bei niedriger oder hoher Fahrzeuggeschwindigkeit v stattfindet. Tritt die unzulässige Temperaturerhöhung TE bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit v auf (dargestellt durch einen mit dem Bezugszeichen J4 gekennzeichneten Ja-Pfad), erfolgt in einem Verfahrensschritt S4 keine weitere Fehlerreaktion. Ist die Temperaturerhöhung TE bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit v, dann ist davon auszugehen, dass es sich um eine Reduktion der Kühlleistung des Hauptkühlers 4.1 handelt, so dass keine zusätzliche Fehlerreaktion zu der im dritten Verfahrensschritt S3 gemäß 2 ausgeführten Aktion erfolgt.
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Tritt die unzulässige Temperaturerhöhung TE jedoch bei geringer Fahrzeuggeschwindigkeit v auf (dargestellt durch einen mit dem Bezugszeichen N4 gekennzeichneten Nein-Pfad), erfolgt in einem Verfahrensschritt S5 ein Fehlereintrag aufgrund einer elektrischen Reichweite, insbesondere ein so genannter OBD-Fehlereintrag, in dem Fehlerspeicher. Dieser Fehlereintrag erfolgt insbesondere zwangsweise, da eine elektrische Reichweite eingeschränkt ist. Anschließend wird überprüft, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit v größer als ein erster Schwellwert v1 ist. Ist dies nicht der Fall (dargestellt durch einen mit dem Bezugszeichen N5 gekennzeichneten Nein-Pfad), wird in einem Verfahrensschritt S6 die elektrische Antriebseinheit zum Antrieb des Hybridfahrzeugs aktiviert und das Hybridfahrzeug wird mit geringer Fahrzeuggeschwindigkeit v bewegt.
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Ist jedoch die Fahrzeuggeschwindigkeit v größer als der erste Schwellwert v1 (dargestellt durch einen mit dem Bezugszeichen J5 gekennzeichneten Ja-Pfad), wird zusätzlich überprüft, ob auch ein zweiter Schwellwert v2 überschritten ist. Ist dies der Fall (dargestellt durch einen mit dem Bezugszeichen J6 gekennzeichneten Ja-Pfad), wird in einem Verfahrensschritt S7 während einer Fahrt mit der Verbrennungskraftmaschine 2 ein Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers zur elektrischen Versorgung der elektrischen Antriebseinheit erhöht oder zumindest konstant gehalten und das Hybridfahrzeug in einem Stopp-and-Go-Betrieb mittels der elektrischen Antriebseinheit angetrieben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Verbrennungskraftmaschine
- 3
- Temperaturerfassungseinheit
- 4
- Kühlsystem
- 4.1
- Hauptkühler
- 4.2
- Lüfter
- 5
- Klimaanlage
- 6
- Heizung
- 7
- Ausgabevorrichtung
- 8
- Steuervorrichtung
- J1 bis J6
- Ja-Pfad
- L
- Luftströmung
- N1 bis N5
- Nein-Pfad
- T
- Kühlmediumtemperatur
- TE
- Temperaturerhöhung
- S1 bis S7
- Verfahrensschritt
- T1 bis T3
- Schwellwert
- v
- Fahrzeuggeschwindigkeit
- v1, v2
- Schwellwert
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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