DE102019103367A1 - System und verfahren für einen range-extender-motor eines hybridelektrofahrzeugs - Google Patents

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Kenneth Miller
Gopichandra Surnilla
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Ford Global Technologies LLC
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Abstract

Die Offenbarung stellt ein System und Verfahren für einen Range-Extender-Motor eines Hybridelektrofahrzeugs bereit. Es werden Verfahren und Systeme zum Verbessern der Betriebsreichweite eines Elektromotors mit einem Motor bereitgestellt, wobei während des Elektromotorbetriebs erzeugte Abwärme übertragen wird, um den Motor vorzuwärmen. Der Motorstart wird auf Grundlage des elektrischen Drehmomentbedarfs des Fahrzeugs relativ zu dem tatsächlichen und prognostizierten elektrischen Energieverbrauch des Elektrofahrzeugs prognostiziert. Vor dem Starten des Motors, um eine Batterie des Elektromotors zu laden, werden verschiedene Motorkomponenten in einer Reihenfolge vorgewärmt, die die Fahrzeugreichweite verbessert, während gleichzeitig die Kraftstoffeffizienz optimiert wird.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern des Vorwärmens und Startens eines Range-Extender-Motors eines Hybridelektrofahrzeugs.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Ein Range Extender (Reichweitenverlängerer) in einem Hybridelektrofahrzeug besteht aus einer kleinen Brennkraftmaschine (bzw. Verbrennungsmotor), die einen Generator antreibt, um elektrische Energie zu erzeugen. Diese elektrische Energie ergänzt die in einer Batterie oder einer anderen elektrischen Energiespeichervorrichtung gespeicherte Energie, die in erster Linie verwendet wird, um den Elektromotor zu versorgen, der das Fahrzeug antreibt. Range-Extender werden verwendet, um die begrenzte Reichweite von reinen Elektrofahrzeugen zu verlängern. Da die derzeitige Batterietechnologie die erforderliche elektrische Energie, um einem reinen Elektrofahrzeug eine ausreichende Reichweite zu verleihen, nicht bereitstellen kann, bietet ein Elektrofahrzeug mit einem Range-Extender einen Kompromiss zwischen einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor und einem reinen Elektrofahrzeug. Ein Elektrofahrzeug mit einem Range-Extender unterscheidet sich von einem Hybridelektrofahrzeug, da der Range-Extender-Motor ein Hilfssystem ist, das vorwiegend verwendet wird, wenn der Batterie-SOC zu niedrig ist, um die Fahrt zu Ende zu führen. Dieser Kompromiss verbessert die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs und verlängert die Reichweite des Fahrzeugs, während die Emissionen minimal bleiben.
  • Der Range-Extender-Motor kann selektiv gestartet werden, wenn der Ladezustand (state of charge - SOC) der Batterie niedriger ist als erforderlich, um den Drehmomentbedarf des Fahrers zu erfüllen, oder wenn der Batterie-SOC nicht ausreichend ist, damit das Fahrzeug einen gewünschten Zielort erreicht. Wenn der Range-Extender-Motor bei Umgebungstemperaturen gestartet wird, die unter der optimalen Betriebstemperatur für Motor- und Emissionskomponenten, wie etwa Kraftstoffeinspritzungen, Brennkammern, Sauerstoffsensoren, Katalysatoren usw., liegt, kann sich die Leistungsfähigkeit des Motors verschlechtern. Zum Beispiel kann der Range-Extender-Motor eine weniger optimale Kraftstoffeffizienz oder einen erhöhten Motorverschleiß zeigen, wenn er aufgrund der Notwendigkeit, im Leerlauf zu laufen und aufzuwärmen, bevor das vom Fahrer geforderte Drehmoment geliefert werden kann, gestartet wird.
  • Eine Möglichkeit, die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen und die Emissionen beim Starten eines Range-Extender-Motors zu reduzieren, besteht darin, den Motor und/oder andere temperaturempfindliche Komponenten vor dem Motorstart vorzuwärmen. Aufgrund der Schwierigkeit, die Starts des Range-Extender-Motors genau zu prognostizieren, hat sich die Implementierung solcher Vorwärmverfahren jedoch als fehleranfällig und ineffizient erwiesen.
  • Ein Versuch, die unvorhersehbare Natur der Starts eines Range-Extender-Motors zu mildern, wurde von Tamor im US-Patent Nr. 7,021,409 entwickelt. Tamor lehrt ein Verfahren zum reibungslosen Übergang zwischen den Modi in einem Hybridfahrzeug vom parallelen Typ durch Einsetzen von „Antizipator“-Funktionen. Die Antizipatorfunktionen beinhalten vorbestimmte mathematische Beziehungen zwischen Systemvariablen und prognostizierten Fahrzeugmodusübergangszeiten. Als ein Beispiel kann eine Fahrzeugsteuerung eine Antizipatorfunktion einsetzen, um auf Grundlage einer Drosselklappenstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit zu prognostizieren, ob der Elektromotorbetrieb alleine bald nicht ausreicht, um ein vom Bediener gefordertes Drehmoment bereitzustellen, oder ob der Motorbetrieb zu einem späteren Zeitpunkt erforderlich sein wird.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben potentielle Probleme mit dem obigen Ansatz erkannt. Als ein Beispiel weist der Ansatz einen begrenzten Zeitbereich auf, in dem er einen zukünftigen Motorbetrieb prognostizieren kann (z. B. in der Größenordnung von Sekunden des Fahrzeugbetriebs). Dies liegt daran, dass Tamor sich auf die Maximierung der Glättung der Übergänge zwischen Betriebsmodi in einem HEV vom parallelen Typ konzentriert, wie etwa zwischen einem Elektromotorantriebsmodus und einem Motorantriebsmodus. Solche kurzen Antizipationszeiten lassen möglicherweise nicht genügend Zeit zum Vorwärmen eines Motors oder zugehöriger Komponenten, das in der Größenordnung von Minuten auftreten kann. Als weiteres Beispiel kann das Verfahren von Tamor selbst mit der Antizipatorfunktion den Startzeitpunkt des Motors möglicherweise nicht genau prognostizieren. Insbesondere ist die Antizipatorfunktion auf aktuelle Steuervariablen, wie etwa das aktuelle Motordrehmoment und die Fahrzeuggeschwindigkeit, angewiesen, um den Startzeitpunkt zu prognostizieren. Jedoch kann die zukünftige Bewegungsbahn des Fahrzeugs erheblich von der aktuellen Bewegungsbahn abweichen, basierend auf der Fahrthistorie des Bedieners, den Wetterbedingungen, dem Straßengefälle usw. Wenn beispielsweise ein Fahrer dazu neigt, aggressiv zu fahren, einschließlich häufigem Anwenden der Bremsen, kann ein Ladezustand der Batterie schneller als erwartet abfallen, was dazu führt, dass der Motor früher gestartet wird als prognostiziert. Als ein weiteres Beispiel kann es sein, dass der Motor früher als prognostiziert gestartet werden muss, wenn unerwarteter Verkehr, schlechtes Wetter oder eine unerwartete Umleitung vorliegen. Wenn der Startzeitpunkt des Motors nicht genau bestimmt wird, kann das Vorwärmen des Motors nicht rechtzeitig geplant werden, wodurch die Motorleistung nach dem Start beeinträchtigt wird.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass durch Verwenden der Fahrthistorie des Bedieners, der Fahrzeugposition und der aktuellen Streckeninformation eine genauere Prognose des Startzeitpunkts des Range-Extender-Motors vorgenommen werden kann. Während zum Beispiel ein Fahrzeug in einem Modus betrieben wird, der die Dauer des Range-Extender-Betriebs minimiert, kann der Startzeitpunkt des Range-Extender-Motors auf Grundlage der Zeit/Entfernung, die zum Erreichen eines aktuellen Zielorts verbleibt, des antizipierten Leistungsverbrauchs entlang der vorliegenden Strecke (auf Grundlage von Fahrthistorie des Bedieners und Streckenbedingungen), des aktuellen Batterie-SOC und der Leistungsausgabe des Range-Extender-Motors prognostiziert werden.
  • KURZDARSTELLUNG
  • In einem Beispiel können die obigen Probleme durch ein Verfahren angegangen werden, das Folgendes umfasst: während ein Fahrzeug über einen Elektromotor angetrieben wird, Einstellen eines Starts des Vorwärmens eines Motors auf Grundlage eines Auftretens eines Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors in einem Fahrtzyklus übersteigt. Auf diese Weise kann der Startzeitpunkt eines Range-Extender-Motors in Zeiträumen, die ausreichend sind, um das Vorwärmen zu ermöglichen, genauer bestimmt werden, wodurch die Probleme im Zusammenhang mit dem Kaltstart eines Motors reduziert werden.
  • Als ein Beispiel kann ein Hybridelektrofahrzeug mit einem Elektromotor zum Antreiben von Fahrzeugrädern konfiguriert sein. Das Fahrzeug kann ferner einen Range-Extender-Motor beinhalten, der betrieben wird, damit er gerade so viel Energie liefert, dass das Fahrzeug einen aktuellen Zielort mit einem Batterie-SOC über einem Mindestschwellenwert erreichen kann. Der Betrieb des Range-Extender-Motors stellt elektrische Energie bereit, um eine Fahrzeugbatterie zu laden, oder stellt elektrische Energie für den Elektromotorbetrieb bereit (wodurch die Absenkrate des SOC der Batterie reduziert wird), während der Elektromotor das Fahrzeug weiterhin antreibt. Das Fahrzeug beinhaltet ferner ein Wärmeaustauschsystem zum Vorwärmen einer oder mehrerer Range-Extender-Motorkomponenten durch Übertragen eines Teils einer an einer Vielzahl von Abwärmequellen verfügbaren Abwärme an eine oder mehrere Range-Extender-Motorkomponenten. In einem Beispiel beinhalten die Abwärmequellen den Elektromotor, einen Wechselrichter, eine Hochspannungsbatterie, das Getriebe, Fahrzeugbremsen, Fahrzeugsitzheizungen, Getränkehalter, Fahrzeugbeleuchtung (Scheinwerfer, Rücklichter, Kabinenlichter) usw. Der Teil der insgesamt verfügbaren Abwärme, der zum Vorwärmen jeder Range-Extender-Motorkomponente verwendet wird, kann auf einem Nutzen für die Leistungsfähigkeit basieren, der erwartungsgemäß durch das Vorwärmen erreicht wird, und kann ferner auf den aktuellen und prognostizieren Temperaturen der einen oder mehreren Range-Extender-Motorkomponenten basieren. Als ein Beispiel können prognostizierte Nutzen für die Leistungsfähigkeit aus einem Temperaturanstieg in einer oder mehreren der Range-Extender-Motorkomponenten resultieren und können eine prognostizierte Reduzierung des Motorverschleißes (durch reduzierte Reibung in einem erwärmten Motor gegenüber einem kalten Motor), eine Reduzierung der Motoremissionen oder einen Anstieg des Motorwirkungsgrads beinhalten. In einem weiteren Beispiel kann eine Steuerung des Fahrzeugs auf Grundlage dessen, dass eine prognostizierte zukünftige Temperatur anderer Range-Extender-Motorkomponenten über einer Schwellentemperatur liegt und diese daher kein Vorheizen erfordern, berechnen, dass der Wirkungsgrad des Range-Extender-Motors maximiert wird, indem die gesamte verfügbare Abwärme an die Brennkammern des Range-Extender-Motors übertragen wird, im Gegensatz zum Übertragen der verfügbaren Abwärme gleichmäßig verteilt zwischen allen Range-Extender-MotorKomponenten. In einem weiteren Beispiel kann die Fahrzeugsteuerung bestimmen, dass eine gleichmäßige Verteilung der verfügbaren Abwärme zwischen dem Katalysator und den Sauerstoffsensoren die erwarteten Motoremissionen beim Start maximal reduziert, und dass keine Wärme in die Range-Extender-Brennkammern übertragen werden muss, da die Temperatur der Kammern nach dem Start des Range Extender-Motors schnell ansteigt. In noch einem weiteren Beispiel wird auf Grundlage dessen, dass die aktuelle Temperatur der Kraftstoffeinspritzungen des Range-Extender-Motors höher als eine Schwellentemperatur ist, kein Anstieg der Leistungsfähigkeit der Kraftstoffeinspritzung beim Vorwärmen erwartet, und die Fahrzeugsteuerung wird daher möglicherweise keine Abwärme für das Vorwärmen der Kraftstoffeinspritzungen zuweisen, sondern stattdessen die Abwärme zwischen den anderen Range-Extender-Motorkomponenten verteilen. Die Steuerung des Fahrzeugs kann die erforderliche Dauer des Vorwärmens, damit eine oder mehrere Range-Extender-Motorkomponenten eine Schwellentemperatur erreichen, schätzen, wobei die Schwellentemperatur von der maximalen erzielbaren Temperatur der Komponente unter der Voraussetzung der insgesamt verfügbaren Abwärme abhängt, und ferner auf der optimalen Betriebstemperatur (oder Temperaturbereich) der Komponente basiert. In einem Beispiel kann die Schwellentemperatur des Katalysators auf Grundlage der Temperatur, bei der der Katalysator die Emissionen maximal reduziert, und ferner auf Grundlage der höchsten Temperatur, auf die der Katalysator basierend auf der verfügbaren Abwärme vorgewärmt werden kann, ausgewählt werden, sodass die Schwellentemperatur so nahe an der Temperatur liegt, bei der der Katalysator die Emissionen maximal reduziert, wie es unter Verwendung der verfügbaren Abwärme erreicht werden kann. Die Steuerung kann das Vorwärmen auf Grundlage eines prognostizierten Startzeitpunkts des Range-Extender-Motors einleiten, sodass das Vorwärmen innerhalb eines Schwellenwerts des prognostizierten Motorstarts abgeschlossen ist. Der Motorstart wird auf Grundlage eines aktuellen Batterie-SOC, des geschätzten Fahrzeugleistungsverbrauchs entlang einer aktuellen Strecke, der Streckenbedingungen, der verbleibenden Zeit/Entfernung entlang der aktuellen Strecke bis zum Erreichen eines Zielorts und einer durchschnittlichen Betriebsleistungsausgabe des Range-Extender-Motors prognostiziert. In einem Beispiel wird der Range-Extender-Motor so spät wie möglich entlang der aktuellen Strecke gestartet und vom Startzeitpunkt bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Zielort erreicht ist, kontinuierlich betrieben, wodurch ausreichend Energie bereitgestellt wird, um zu verhindern, dass der Batterie-SOC unter einen unteren Schwellenwert abfällt.
  • In einem detaillierteren Beispiel ist die Gesamtenergie, die zum Erreichen des Zielorts erforderlich ist, auf Grundlage eines aktuellen Batterie-SOC, der 3 kWh nutzbarer Energie liefern kann, einer Zeit zum Erreichen eines aktuellen Zielorts von 2 Stunden, eines Gesamtdurchschnittsleistungsverbrauchs entlang der vorliegenden Strecke von 2 kW und einer Range-Extender-Leistungsausgabe von 2 kW und ferner auf Grundlage eines Einstellungsfaktors von 1,25, der Streckenbedingungen und Fahrthistorie des Bedieners enthält, 1,25 x 2 kW x 2 Stunden = 5 kWh. Diese impliziert ein Energiedefizit von 5 kWh - 3 kWh = 2 kWh, das durch den Range-Extender-Motor bereitgestellt werden muss. Da der Range-Extender-Motor eine durchschnittliche Leistungsausgabe von 2 kW bereitstellt, bedeutet dies, dass der Range-Extender-Motor für 1 Stunde betrieben werden muss, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug seinen aktuellen Zielort erreicht, und ferner der erwartete Zeitpunkt des Range-Extender-Motorstarts in 1 Stunde auftreten wird, sodass der Motor in 1 Stunde + die Zeit zum Vorwärmen des Motors vor dem prognostizierten Ende der Fahrt startet.
  • Auf diese Weise kann ein Startzeitpunkt für einen Range-Extender-Motor weit genug im Voraus prognostiziert werden, sodass eine Reduzierung des suboptimalen Motorwirkungsgrades nach dem Motorstart durch Einleitung des Vorwärmens erzielt werden kann, sodass das Vorwärmen innerhalb einer Schwellenzeit vor dem Motorstart abgeschlossen ist. Der technische Effekt des Prognostizierens eines Startzeitpunkts eines Range-Extender-Motors auf Grundlage eines aktuellen Batterie-SOC, eines geschätzten Fahrzeugleistungsverbrauchs entlang einer aktuellen Strecke, Streckenbedingungen, verbleibender Zeit/Entfernung entlang der vorliegenden Strecke, bis ein Zielort erreicht ist, einer Leistungsausgabe des Range-Extender-Motors und eines minimalen Batterie-SOC-Schwellenwerts liegt darin, dass ein Startzeitpunkt eines Range-Extender-Motors weit genug im Voraus vor dem prognostizierten Startzeitpunkt genau prognostiziert werden kann, sodass das Vorwärmen des Range-Extender-Motors auf Grundlage des prognostizierten Startzeitpunkts eingeleitet werden kann, wodurch eine Dauer der suboptimalen Motorleistungsfähigkeit nach dem Start des Range-Extender-Motors reduziert wird.
  • Die vorstehenden Vorteile sowie weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung erschließen sich ohne Weiteres aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese allein für sich oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen herangezogen wird.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeugantriebssystem eines Elektrofahrzeugs mit einem Range-Extender-Motor.
    • 2 zeigt ein beispielhaftes Wärmeaustauschsystem des Fahrzeugs.
    • 3 zeigt ein übergeordnetes Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Vorwärmen eines Range-Extender-Motors und zugehöriger Komponenten.
    • 4 zeigt ein übergeordnetes Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Prognostizieren der Startzeit des Range-Extender-Motors.
    • 5 zeigt ein übergeordnetes Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Schätzen der Dauer des Vorwärmens eines Motors/einer Komponente.
    • 6 zeigt ein übergeordnetes Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betreiben eines Wärmeaustauschsystems des Fahrzeugs, um Wärme von Abwärmequellen und/oder einem Wärmespeicher an den Range-Extender-Motor/die Komponenten zu übertragen.
    • 7 zeigt ein übergeordnetes Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Einsetzen eines Phasenänderungsmaterials und eines zugehörigen Wärmetauschers, um überschüssige Abwärme zu speichern oder gespeicherte Abwärme zum Vorwärmen des Range-Extenders/der Komponenten zu nutzen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die nachstehende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Vorwärmen eines Range-Extender-Motors unter Verwendung von Abwärme auf Grundlage eines prognostizierten Motorstartzeitpunkts und einer geschätzten Dauer des Vorwärmens. Das Verfahren kann bei Hybridfahrzeugantriebsystemen angewendet werden, wie etwa dem in 1 gezeigten Hybridelektrofahrzeugsystem, das einen Range-Extender-Motor einsetzt. Insbesondere betrifft die Beschreibung das Vorwärmen des Range-Extender-Motors und/oder seiner zugehörigen Komponenten durch Übertragen von Wärme an diese Komponenten von Abwärmequellen über ein Wärmeaustauschsystem, wie etwa das in 2 gezeigte Wärmeaustauschsystem. Eine Motorsteuerung kann dazu konfiguriert sein, eine Routine durchzuführen, wie etwa die beispielhafte Routine der 3, um einen Range-Extender-Motor und seine zugehörigen Komponenten unter Verwendung von Abwärme auf Grundlage eines prognostizieren Motorstartzeitpunkts und einer geschätzten Vorwärmdauer vorzuwärmen, sodass das Vorwärmen innerhalb einer Schwellenzeit vor dem prognostizierten Motorstart abgeschlossen ist. Der Motorstartzeitpunkt kann durch ein Verfahren, wie das in 4 gezeigte, prognostiziert werden, während die Dauer des Vorwärmens durch ein Verfahren, wie das in 5 gezeigte, geschätzt werden kann. Das Vorwärmen kann gemäß dem in 6 gezeigten Verfahren durchgeführt werden, das evaluiert, welche Abwärmequellen zu nutzen sind und welche Motorsystemkomponenten ein Erwärmen erfordern. Das in 2 gezeigte Wärmeaustauschsystem kann Wärmetauscher beinhalten, die mit einer oder mehreren Abwärmequellen in Verbindung stehen, Wärmetauscher, die mit einer oder mehreren Motorsystemkomponenten in Verbindung stehen, und kann zudem einen Wärmetauscher in Kontakt mit einem Phasenänderungsmaterial (phase change material - PCM) beinhalten. Der Betrieb des Wärmeaustauschsystems der 2 kann gemäß einem Verfahren, wie etwa dem in 7 gezeigten beispielhaften Verfahren, gesteuert werden, um Wärme in dem PCM zu speichern, wenn überschüssige Abwärme vorhanden ist, oder um gespeicherte Abwärme zu nutzen, um den Motor/die Komponenten vorzuwärmen.
  • 1 veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeugantriebssystem 100. Das Fahrzeugantriebssystem 100 beinhaltet einen Motor 120 und einen Kraftstoff verbrennenden Motor 110; hierin wird der Motor 110 nachfolgend auch als der Range-Extender-Motor 110 bezeichnet. Als ein nicht einschränkendes Beispiel umfasst der Motor 110 eine Brennkraftmaschine und umfasst der Motor 120 einen Elektromotor. Der Motor 120 kann dazu konfiguriert sein, eine andere Energiequelle zu nutzen oder zu verbrauchen als der Motor 110. Zum Beispiel kann der Motor 110 einen Flüssigkraftstoff (z. B. Benzin) verbrauchen, um eine Motorausgangsleistung zu erzeugen, während der Motor 120 elektrische Energie verbrauchen kann, um eine Motorausgangsleistung zu erzeugen. Ein Fahrzeug mit dem Antriebssystem 100, das einen Motor zum Antrieb und einen Range-Extender-Motor für einer ergänzende Energieerzeugung beinhaltet, kann als ein Reihenhybridelektrofahrzeug (series hybrid electric vehicle - SHEV) oder als ein Elektrofahrzeug mit verlängerter Reichweite (extended-range electric vehicle - EREV) bezeichnet werden.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann abhängig von den Betriebsbedingungen, denen das Fahrzeugantriebssystem ausgesetzt ist, eine Vielfalt von unterschiedlichen Betriebsmodi nutzen. Einige dieser Modi können ermöglichen, dass der Motor 110 in einem ausgeschalteten Zustand (d. h. auf einen abgeschalteten Zustand eingestellt) gehalten wird, in dem die Verbrennung von Kraftstoff in dem Motor unterbrochen wird. Beispielweise kann der Motor 120 das Fahrzeug bei ausgewählten Betriebsbedingungen über ein Antriebsrad 130 antreiben, wie durch Pfeil 122 angegeben, während der Motor 110 abgeschaltet ist (wird hierin auch als Nur-Elektromodus bezeichnet). Während anderer Betriebsbedingungen kann der Motor 110 auf einen abgeschalteten Zustand eingestellt sein (wie vorstehend beschrieben), während der Motor 120 betrieben werden kann, um eine Energiespeichervorrichtung 150 aufzuladen. Beispielsweise kann der Motor 120 ein Raddrehmoment von dem Antriebsrad 130 empfangen, wie durch Pfeil 122 angegeben, wobei der Motor die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zur Speicherung in der Energiespeichervorrichtung 150 umwandeln kann, wie durch Pfeil 124 angegeben. Dieser Betrieb kann als Nutzbremsung des Fahrzeugs bezeichnet werden. Demnach kann der Motor 120 in einigen Ausführungsformen eine Generatorfunktion bereitstellen. In anderen Ausführungsformen jedoch kann stattdessen einen Generator 125 ein Raddrehmoment von dem Antriebsrad 130 empfangen, wobei der Generator die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zum Speichern in der Energiespeichervorrichtung 150 umwandeln kann, wie durch Pfeil 162 angezeigt.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 ist als ein Hybridelektrofahrzeug-Antriebssystem vom Reihentyp konfiguriert, bei dem der Motor nicht direkt an ein Antriebsrad des Fahrzeugs gekoppelt ist und nicht direkt Drehmoment für den Fahrzeugantrieb bereitstellt. Vielmehr kann der Motor 110 betrieben werden, um dem Motor 120 ergänzende Leistung bereitzustellen, der wiederum das Fahrzeug über das Antriebsrad 130 antreiben kann, wie durch Pfeil 122 angegeben. Zum Beispiel kann der Motor 110 während ausgewählter Betriebsbedingungen den Generator 125 antreiben, wie durch Pfeil 116 angegeben, der wiederum einem oder mehreren von dem Motor 120, wie durch Pfeil 114 angegeben, oder der Energiespeichervorrichtung 150, wie durch Pfeil 162 angegeben, elektrische Energie zuführen kann. Als ein weiteres Beispiel kann der Motor 110 betrieben werden, um den Motor 120 anzutreiben, der wiederum eine Generatorfunktion bereitstellen kann, um die Motorausgangsleistung in elektrische Energie umzuwandeln, wobei die elektrische Energie zur späteren Verwendung durch den Motor in der Energiespeichervorrichtung 150 gespeichert werden kann. Da der Range-Extender-Motor betrieben werden kann, um ergänzende Leistung für den Fahrzeugantrieb bereitzustellen, kann der Range-Extender in einigen Steuerschemata intermittierend während eines einzelnen Fahrtzyklus betrieben werden. Da der Range-Extender-Motor im Allgemeinen kleiner als eine herkömmliche Brennkraftmaschine sein kann, wodurch er eine kleinere thermisch wirksame Masse aufweist, kann die Temperatur einer oder mehrerer Range-Extender-Motorkomponenten zwischen einem Betriebszyklus und dem nächsten deutlich abnehmen, wodurch eine Reduzierung der Leistungsfähigkeit der Komponente entsteht. Die vorliegende Offenbarung lehrt Systeme und Verfahren, um die Einbuße der Leistungsfähigkeit, die eine oder mehrere Komponenten eines Range-Extender-Motors beim Kaltstart erleiden, abzumildern, indem eine oder mehrere Range-Extender-Motorkomponenten unter Verwendung von Abwärme vorgewärmt werden, wobei ein Timing des Vorwärmens auf Grundlage eines prognostizierten Motorstarts bestimmt wird, sodass das Vorwärmen zu oder vor dem prognostizierten Start abgeschlossen ist.
  • Ein Kraftstoffsystem 140 kann einen oder mehrere Kraftstofftanks 144 zum Speichern von Kraftstoff an Bord des Fahrzeugs beinhalten. Beispielsweise kann der Kraftstofftank 144 einen oder mehrere Flüssigkraftstoffe speichern, einschließlich unter anderem Benzin, Diesel und Alkoholkraftstoffe. In einigen Beispielen kann der Kraftstoff an Bord des Fahrzeugs als Gemisch aus zwei oder mehr unterschiedlichen Kraftstoffen gespeichert sein. Zum Beispiel kann der Kraftstofftank 144 dazu konfiguriert sein, ein Gemisch aus Benzin und Ethanol (z. B. E10, E85 usw.) oder ein Gemisch aus Benzin und Methanol (z. B. MIO, M85 usw.) zu speichern, wodurch diese Kraftstoffe oder Kraftstoffgemische dem Motor 110 zugeführt werden können, wie durch Pfeil 142 angegeben. Weitere geeignete Kraftstoffe oder Kraftstoffgemische können dem Range-Extender-Motor 110 ebenfalls zugeführt werden, wobei sie in dem Motor verbrannt werden können, um eine Motorausgangsleistung zu erzeugen. Die Motorausgangsleistung kann genutzt werden, um durch Betreiben des Generators 125 Elektrizität zu erzeugen, wobei die Elektrizität verwendet wird, um den Motor 120 direkt mit Strom zu versorgen oder um die Energiespeichervorrichtung 150 aufzuladen.
  • In einigen Beispielen kann die Energiespeichervorrichtung 150 dazu konfiguriert sein, elektrische Energie zu speichern, die anderen elektrischen Verbrauchern (außer dem Elektromotor) zugeführt werden kann, die sich an Bord des Fahrzeugs befinden, zu denen ein System zum Heizen und Klimatisieren der Kabine, ein System zum Starten des Motors, Scheinwerfer, Video- und Audiosysteme der Kabine usw. gehören. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann die Energiespeichervorrichtung 150 eine oder mehrere Batterien und/oder Kondensatoren beinhalten.
  • Ein Steuersystem 190 kann mit einem oder mehreren von dem Range-Extender-Motor 110, dem Motor 120, dem Kraftstoffsystem 140, der Energiespeichervorrichtung 150 und dem Generator 125 kommunizieren. Das Steuersystem 190 kann sensorische Rückkopplungsinformationen von einem oder mehreren von dem Motor 110, dem Motor 120, dem Kraftstoffsystem 140, der Energiespeichervorrichtung 150 und dem Generator 125 empfangen. Ferner kann das Steuersystem 190 als Reaktion auf diese sensorische Rückkopplung Steuersignale an einen oder mehrere von dem Range-Extender-Motor 110, dem Elektromotor 120, dem Kraftstoffsystem 140, der Energiespeichervorrichtung 150 und dem Generator 125 senden. Das Steuersystem 190 kann eine Angabe einer von einem Bediener geforderten Ausgangsleistung des Fahrzeugantriebssystems von einem Fahrzeugführer 102 empfangen. Beispielsweise kann das Steuersystem 190 eine sensorische Rückkopplung von einem Pedalpositionssensor (PP) 194 empfangen, der mit einem Pedal 192 kommuniziert. Das Pedal 192 kann sich schematisch auf ein Bremspedal und/oder ein Gaspedal beziehen.
  • Die Energiespeichervorrichtung 150 kann periodisch elektrische Energie von einer Leistungsquelle 180 empfangen, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet (z. B. nicht Teil des Fahrzeugs ist), wie durch Pfeil 184 angegeben. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Fahrzeugantriebssystem 100 als Plug-in-Hybridfahrzeuge konfiguriert sein, wodurch der Energiespeichervorrichtung 150 elektrische Energie von der Leistungsquelle 180 über ein Übertragungskabel 182 für elektrische Energie zugeführt werden kann. Während eines Ladebetriebs der Energiespeichervorrichtung 150 von der Leistungsquelle 180 kann das elektrische Übertragungskabel 182 die Energiespeichervorrichtung 150 und die Leistungsquelle 180 elektrisch koppeln. Während das Fahrzeugantriebssystem betrieben wird, um das Fahrzeug anzutreiben, kann das elektrische Übertragungskabel 182 von der Leistungsquelle 180 und der Energiespeichervorrichtung 150 getrennt werden. Das Steuersystem 190 kann die Menge an elektrischer Energie, die in der Energiespeichervorrichtung gespeichert ist und die als Ladezustand (SOC) bezeichnet werden kann, ermitteln und/oder steuern.
  • In anderen Ausführungsformen kann ein elektrisches Übertragungskabel 182 weggelassen werden, wobei elektrische Energie drahtlos von der Leistungsquelle 180 an der Energiespeichervorrichtung 150 empfangen werden kann. Beispielsweise kann die Energiespeichervorrichtung 150 elektrische Energie über eines oder mehrere von elektromagnetischer Induktion, Funkwellen und elektromagnetischer Resonanz von der Stromquelle 180 empfangen. Demnach versteht es sich, dass ein beliebiger geeigneter Ansatz zum Aufladen der Energiespeichervorrichtung 150 von einer Leistungsquelle verwendet werden kann, die keinen Teil des Fahrzeugs umfasst. Auf diese Weise kann der Motor 120 das Fahrzeug antreiben, indem eine andere Energiequelle verwendet wird als der Kraftstoff, der durch den Motor 110 genutzt wird.
  • Das Kraftstoffsystem 140 kann in regelmäßigen Abständen Kraftstoff von einer Kraftstoffquelle empfangen, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Fahrzeugantriebssystem 100 betankt werden, indem Kraftstoff über eine Kraftstoffabgabevorrichtung 170 aufgenommen wird, wie durch Pfeil 172 angegeben. In einigen Ausführungsformen kann der Kraftstofftank 144 konfiguriert sein, um den Kraftstoff zu speichern, der von der Kraftstoffabgabevorrichtung 170 aufgenommen wurde, bis er dem Motor 110 zur Verbrennung zugeführt wird. In einigen Ausführungsformen kann das Steuersystem 190 eine Angabe des Füllstands des Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 144 gespeichert ist, über einen Kraftstofffüllstandsensor empfangen. Der Füllstand des Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 144 gespeichert ist (z. B. wie durch den Kraftstofffüllstandsensor ermittelt), kann dem Fahrzeugführer zum Beispiel über eine Tankanzeige oder eine Angabe in einem Fahrzeugarmaturenbrett 196 kommuniziert werden. Das Fahrzeugarmaturenbrett 196 kann (eine) Anzeigeleuchte(n) und/oder eine textbasierte Anzeige, auf der einem Bediener Nachrichten angezeigt werden, beinhalten. Das Fahrzeugarmaturenbrett 196 kann zudem verschiedene Eingabeabschnitte zum Empfangen einer Bedienereingabe, wie etwa Tasten, Touchscreens, Spracheingabe/- erkennung usw. beinhalten. Zum Beispiel kann das Fahrzeugarmaturenbrett 196 eine Betankungstaste 197 beinhalten, die durch einen Fahrzeugführer manuell betätigt oder gedrückt werden kann, um das Betanken einzuleiten. Zum Beispiel kann als Reaktion darauf, dass der Fahrzeugführer die Betankungstaste 197 betätigt, der Druck in einem Kraftstofftank in dem Fahrzeug herabgesetzt werden, sodass das Betanken durchgeführt werden kann.
  • Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann zudem einen Umgebungstemperatursensor 198, einen Feuchtigkeitssensor 185 und einen Motortemperatursensor 115 beinhalten. In einem Beispiel ist der Motortemperatursensor 115 ein Sensor für die Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT), wobei die Motortemperatur von der Motorkühlmitteltemperatur abgeleitet wird. In einem weiteren Beispiel ist der Motortemperatursensor 115 ein Sensor für die Zylinderkopftemperatur (cylinder head temperature - CHT), wobei die Motortemperatur von der Zylinderkopftemperatur abgeleitet wird. Ferner kann das Fahrzeugantriebssystem 100 ein Wärmeaustauschsystem 160 zur Temperatursteuerung eines Range-Extender-Motors beinhalten. Das Wärmeaustauschsystem 160 kann verschiedene Komponenten beinhalten, wie etwa eine Vielzahl von Wärmetauschern 162, die sowohl mit einer Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten als auch einer Vielzahl von Abwärmequellen in Verbindung steht, Temperatursensoren 166 zum Ableiten der Temperatur einer oder mehrerer Range-Extender-Motorkomponenten und Abwärmequellen, eine Pumpe 164 und eine Kühlmittelwanne 168. Der Betrieb des Wärmeaustauschsystems 160 kann durch die Steuerung 190 gemäß einem oder mehreren Verfahren, die im nicht-transitorischen Speicher der Steuerung 190 gespeichert sind, wie etwa die in 5, 6 und 7 beschriebenen Verfahren, gesteuert werden. In einem Beispiel kann das Wärmeaustauschsystem 160 durch die Steuerung 190 betrieben werden, um Abwärme von einer oder mehreren der Vielzahl von Abwärmequellen mittels Betriebs der Pumpe 164 an eine oder mehrere der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten zu übertragen, um die Range-Extender-Motorkomponenten vor einem prognostizierten Motorstartzeitpunkt vorzuwärmen.
  • Unter Bezugnahme auf 2 wird nun ein Ausführungsbeispiel des Wärmeaustauschsystems 160 gezeigt. Das Wärmeaustauschsystem 160 stellt eine mögliche Ausführungsform eines Wärmeaustauschsystems dar, es ist jedoch klar, dass andere Ausführungsformen möglich sind. Das Wärmeaustauschsystem 160 besteht aus einem Netz von Wärmetauschern, wobei jeder mit einer oder mehreren Komponenten eines Fahrzeugs in Verbindung steht und jeder Wärmetauscher mit dem Netz über Kanäle, Rohre oder Leitungen verbunden ist, sodass ein gemeinsames Fluid durch das ganze System fließen kann, wodurch eine Wärmeübertragung zwischen der Vielzahl von Abwärmequellen und den Range-Extender-Motorkomponenten ermöglicht wird. Das Wärmeaustauschfluid innerhalb des Wärmeaustauschsystems 160 kann eine Flüssigkeit oder ein Gas sein oder kann bei relativ wärmeren Temperaturen innerhalb der Abwärmequellen von Flüssigkeit zu Gas übergehen und bei relativ kühleren Temperaturen innerhalb der vorzuwärmenden Komponenten von Gas zu Flüssigkeit übergehen. In dem Fall, dass das Wärmeaustauschfluid in der Lage ist, die Phase innerhalb der Temperaturspanne, die wahrscheinlich innerhalb des Systems zu finden ist, zu verändern, kann der Fluiddurchfluss durch das System durch natürliche Konvektion erzielt werden. Jedoch kann das Wärmeaustauschfluid in anderen Ausführungsformen, wie etwa die durch das Wärmeaustauschsystem 160 dargestellte Ausführungsform, in einer einzigen Phase bleiben, und der Fluiddurchfluss innerhalb des Wärmeaustauschsystems kann durch eine Pumpe, wie etwa die Pumpe 164, erzeugt werden.
  • Das Wärmeaustauschsystem 160 beinhaltet die Pumpe 164. Die Pumpe 164 kann eine Kreiselpumpe oder eine Verdrängungspumpe sein. In einigen Ausführungsformen kann das Wärmeaustauschsystem mehr als eine Pumpe einsetzen, wobei die zusätzliche(n) Pumpe(n) Reservepumpen sind oder Pumpen zum Durchführen von Wärmeaustauschfluid nur durch einen Teil des gesamten Wärmeaustauschsystems sind. In einem Beispiel kann die Pumpe 164 eine elektrische Pumpe sein, sodass Pumpenleistung durch eine elektrische Energiespeichervorrichtung, wie etwa eine Batterie, oder einen Kondensator bereitgestellt wird. In einem weiteren Beispiel kann die Pumpe 164 über ein Riemen- und Riemenscheibensystem durch den Fahrzeugmotor angetrieben werden. In weiteren Beispielen kann der Pumpe 164 Triebkraft von einer Vielzahl von Quellen bereitgestellt werden, wobei die Auswahl, welche Quelle oder welche Kombination von Quellen die Leistung für die Pumpe 164 bereitstellen, durch eine Fahrzeugsteuerung, wie etwa die Steuerung 190, auf Grundlage von Fahrzeugbetriebsbedingungen eingestellt wird. Die Steuerung 190 kann ferner die Pumpe 164 anweisen, eine spezifische Ausgangsleistung auf Grundlage von Fahrzeugbetriebsbedingungen, Umgebungsbedingungen oder einer oder mehreren abgeleiteten oder gemessenen Fahrzeugkomponententemperaturen zu erzeugen. In einem Beispiel kann die Steuerung 190 die Pumpe 164 zu einer höheren Ausgangsleistung anweisen, wenn die Umgebungstemperatur unter einem Schwellenwert liegt, um einen größeren Durchfluss durch das Wärmeaustauschsystem 160 bereitzustellen, wodurch die Rate der Wärmeübertragung an vorzuwärmende Fahrzeugkomponenten erhöht wird. In einem weiteren Beispiel kann die Fahrzeugsteuerung 190 die Pumpe 164 zu einer niedrigeren Ausgangsleistung anweisen, wenn die Umgebungstemperatur über einem Schwellenwert liegt, um einen geringeren Durchfluss durch das Wärmeaustauschsystem 160 bereitzustellen, wodurch das notwendige Ausmaß an Wärmeübertragung bereitgestellt wird, während weniger Energie verbraucht wird. In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung 190 die Pumpe 164 auf Grundlage einer Angabe, dass die Abwärmequellen über einer Schwellentemperatur sind, zu einer niedrigeren Ausgangsleistung anweisen, da das notwendige Ausmaß an Wärmeübertragung bei einer geringeren Durchflussrate bereitgestellt werden kann, wodurch weniger Energie verbraucht wird. In einem gegenteiligen Beispiel kann die Fahrzeugsteuerung 190 die Pumpe 164 auf Grundlage einer Angabe, dass die Abwärmequellen unter einer Schwellentemperatur sind, zu einer höheren Ausgangsleistung anweisen, um das notwendige Ausmaß an Wärmeübertragung trotz der niedrigeren Abwärmequellentemperaturen bereitzustellen. Gleichermaßen kann die Steuerung 190 in einem weiteren Beispiel auf Grundlage einer Angabe, dass die vorzuwärmenden Komponenten unter einer Schwellentemperatur sind, eine größere Ausgangsleistung der Pumpe 164 anweisen. In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung 190 auf Grundlage einer Angabe, dass die vorzuwärmenden Komponenten über einer Schwellentemperatur sind, eine geringere Ausgangsleistung der Pumpe 164 anweisen. Die oben genannten Temperaturschwellenwerte können auf Grundlage von Fahrzeugbetriebsbedingungen, Umgebungsbedingungen oder der Temperaturen einer oder mehrerer Fahrzeugkomponenten oder Abwärmequellen gewählt werden.
  • Die Pumpe zieht Wärmeaustauschfluid aus einem Behälter, wie etwa der Wärmeaustauschfluidwanne 168, bevor sie es durch den Rest des Wärmeaustauschsystems fließen lässt. Die Wärmeaustauschfluidwanne 168 kann dazu konfiguriert sein, einen periodischen Austausch des Wärmeaustauschfluids innerhalb des Wärmeaustauschsystems zu ermöglichen. In einem Beispiel kann es sein, dass Wärmeaustauschfluid, wie etwa ein Kühlmittel, alle 6 Monate ausgetauscht werden muss, um sicherzustellen, dass eine Verschlechterung des Kühlmittels die Effizienz des Betriebs des Wärmeaustauschsystems nicht reduziert.
  • Das Wärmeaustauschsystem 160 beinhaltet eine Vielzahl von Wärmetauschern 206-230. Jeder Wärmetauscher steht mit einer oder mehreren Fahrzeugkomponenten in thermischem Kontakt, sodass der Durchfluss von Wärmeaustauschfluid durch den Wärmetauscher, der mit einer bestimmten Fahrzeugkomponente in Verbindung steht, die Wärmeübertragung zwischen dem Wärmeaustauschfluid und der Fahrzeugkomponente ermöglicht. Die Vielzahl von Wärmetauschern, die das Wärmeaustauschsystem 160 umfasst, ist hierin in zwei Gruppen unterteilt, diejenigen, die mit Abwärmequellen in Verbindung stehen, und diejenigen, die mit vorzuwärmenden Komponenten in Verbindung stehen. Es ist jedoch klar, dass eine Abwärmequelle unter bestimmten Betriebsbedingungen als eine Komponente, die Vorwärmen benötigt, funktionieren kann und dass umgekehrt eine vorzuwärmende Komponente als eine Abwärmequelle funktionieren kann. Die Vielzahl von Wärmetauschern, die das Wärmeaustauschsystem 160 umfasst, kann jede Art von Wärmetauscher, der herkömmlicherweise auf dem Gebiet bekannt sind, beinhalten, und somit wird auf eine genauere Erörterung der verschiedenen Arten von Wärmetauschern, die durch das vorliegende Verfahren eingesetzt werden können, verzichtet.
  • Im Wärmeaustauschsystem 160 durchläuft Wärmeaustauschfluid zuerst eine parallele Anordnung von Wärmetauschern (HEX), die mit Abwärmequellen in Verbindung stehen, wie etwa ein Motor-HEX 206, ein Wechselrichter-HEX 208, ein Generator-HEX 210, ein Getriebe-HEX 212, ein Batterie-HEX 214, ein Scheinwerfer-HEX 216, ein Sitzheizungs-/kühler-HEX 218, ein Konsolen-HEX 220 und ein HLK-HEX 222. Wenn das Wärmeaustauschfluid die mit den Abwärmequellen in Verbindung stehenden Wärmetauscher durchläuft, steigt dessen Temperatur an, da es Wärmeenergie absorbiert. Die Wärmemenge, die von den Abwärmequellen an das Wärmeaustauschfluid übertragen wird, hängt von der Durchflussrate und dem Temperaturunterschied zwischen beiden ab, wobei höhere Durchflussraten und größere Temperaturunterschiede höheren Raten der Wärmeübertragung entsprechen. Der Durchfluss durch jeden mit einer Abwärmequelle in Verbindung stehenden Wärmetauscher wird durch den Betrieb der Pumpe 164 (wie vorstehend erörtert) sowie durch ein mit jedem Wärmetauscher in Verbindung stehendes Ventil, wie etwa Ventile 232-248, gesteuert. Das Ventil kann sich stromaufwärts des Wärmetauschers, für den es den Durchfluss regelt, befinden, sodass das Betätigen des Ventils die Querschnittsfläche des Durchflusses durch den Bereich des Ventils verändern kann, wodurch der stromabwärtige Durchfluss proportional zu dieser Fläche größer oder kleiner wird. Das Ventil kann ein Ein-/Aus-Ventil oder ein stufenlos einstellbares Ventil sein, sodass der Durchfluss durch den zugehörigen Wärmetauscher in einer Spanne, die durch einen maximalen und einen minimalen Wert eingegrenzt ist, stufenlos einstellbar sein kann, wobei der maximale Wert größer als null ist und der minimale Wert null oder größer null sein kann. In einem Beispiel kann eine Fahrzeugsteuerung, wie etwa die Steuerung 190, das Ventil, das den Durchfluss zu einem Abwärmequellen-Wärmetauscher steuert, betätigen, um den Durchfluss von Wärmeaustauschfluid durch den HEX auf Grundlage dessen, dass eine geschätzte Temperatur der zugehörigen Abwärmequelle unter einem unteren Temperaturschwellenwert liegt, zu sperren. Der untere Temperaturschwellenwert kann auf der Temperatur des Range-Extender-Motors oder der Temperatur der anderen Abwärmequellen basieren. In einem weiteren Beispiel kann eine Fahrzeugsteuerung das Ventil, das den Durchfluss zu einem Abwärmequellen-Wärmetauscher steuert, betätigen, um den Durchfluss von Wärmeaustauschfluid durch den HEX auf Grundlage dessen, dass eine gemessene oder abgeleitete Temperatur des Wärmeaustauschfluids eine obere Schwellentemperatur übersteigt, zu sperren. Die obere Schwellentemperatur kann für eine oder mehrere der Vielzahl von Abwärmequellen gewählt werden und kann auf der Leistungsfähigkeit der Abwärmequellen in Abhängigkeit von der Temperatur basieren, und kann ferner auf den Materialeigenschaften der Abwärmequellen basieren, sodass eine Einbuße der Leistungsfähigkeit, verursacht durch „Überwärmen“ einer oder mehrerer der Vielzahl von Abwärmequellen, durch das Sperren vermieden wird. Die Schätzung der Abwärmequellentemperaturen kann auf Fahrzeugbetriebsbedingungen basieren, wie etwa Dauer des Fahrzeugbetriebs, die aktuelle Strecke, Elektromotorausgangsleistung, Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Wetter und Feuchtigkeit, oder kann auf Grundlage von Messdaten von einem oder mehreren Temperatursensoren, die mit dem relevanten Wärmetauscher in Verbindung stehen oder sich in dessen Nähe befinden, wie etwa die in 2 gezeigten Temperatursensoren 266-282, abgeleitet werden.
  • In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung 190 das Ventil, das mit einem Abwärmequellen-Wärmetauscher in Verbindung steht, betätigen, um den Durchfluss des Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher auf Grundlage einer geschätzten Rate der Abwärmeerzeugung zu erhöhen, sodass Abwärmequellen, die in einer gegebenen Zeit mehr Wärme erzeugen, einen erhöhten Durchfluss durch ihren zugehörigen Wärmetauscher aufweisen können. Unter einigen Bedingungen kann es nützlich sein, alle Abwärmequellen zu umgehen, beispielsweise wenn alle Abwärmequellen unter einer Schwellentemperatur sind. Im Wärmeaustauschsystem 160 können alle mit Abwärmequellen in Verbindung stehende Wärmetauscher umgangen werden, indem die Ventile 232-248 geschlossen und ein Abwärmequellen-Umgehungsventil 290 geöffnet werden. Das Umgehen aller mit Abwärmequellen in Verbindung stehenden Wärmetauscher kann erfolgen, wenn alle Wärmequellen unter einer Schwellentemperatur sind und sich somit wie Wärmeableiter verhalten würden.
  • Nach dem Durchlaufen der parallelen Anordnung von mit Abwärmequellen in Verbindung stehenden Wärmetauschern kann das Wärmeaustauschfluid dann durch eine parallele Anordnung von Wärmetauschern fließen, die mit temperaturempfindlichen Range-Extender-Motorkomponenten in Verbindung stehen, wie etwa ein Abgaskatalysator-HEX 226, ein Sauerstoff (O2)-Sensor-HEX 228, ein Brennkammer-HEX 230 und ein Kraftstoffleitungs-/Einspritzungs-HEX 232. Diese Range-Extender-Motorkomponenten zeigen verbesserte Leistungsfähigkeit bei Temperaturspannen deutlich über Umgebungslufttemperaturen und können somit eine reduzierte Leistungsfähigkeit beim Motorkaltstart zeigen. Durch Vorwärmen einer oder mehrerer dieser Range-Extender-Motorkomponenten kann diese reduzierte Motorleistungsfähigkeit beim Kaltstart zumindest teilweise abgemildert werden. Wie zuvor erörtert, kann die Rate der Wärmeübertragung zwischen dem Wärmeaustauschfluid und einer Motorkomponente von der Durchflussrate des Wärmeaustauschfluids durch den mit der Motorkomponente in Verbindung stehenden Wärmetauscher abhängen. Wie zuvor im Hinblick auf mit Abwärmequellen in Verbindung stehenden HEX erörtert, können ein oder mehrere Ventile den Durchfluss durch einen oder mehrere Wärmetauscher, die mit den Range-Extender-Motorkomponenten in Verbindung stehen, steuern. In einem weiteren Beispiel kann eine Fahrzeugsteuerung das Ventil, das den Durchfluss zu einem Range-Extender-Motorkomponenten-Wärmetauscher steuert, betätigen, um den Durchfluss von Wärmeaustauschfluid durch den HEX auf Grundlage dessen, dass eine gemessene oder abgeleitete Temperatur des Wärmeaustauschfluids eine obere Schwellentemperatur übersteigt, zu sperren. Die obere Schwellentemperatur kann für eine oder mehrere der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten gewählt werden und kann auf der Leistungsfähigkeit der Range-Extender-Komponente in Abhängigkeit von der Temperatur basieren, und kann ferner auf den Materialeigenschaften der Range-Extender-Motorkomponente basieren, sodass eine Einbuße der Leistungsfähigkeit, verursacht durch „Überwärmen“ einer oder mehrerer der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten, durch das Sperren vermieden wird. In der durch das Wärmeaustauschsystem 160 gezeigten Ausführungsform weist jeder der Wärmetauscher ein einzelnes Ventil auf, das sich stromaufwärts des Wärmetauschers befindet, wie etwa Ventile 254-259. Temperatursensoren 260-264 stehen mit den Range-Extender-Motorkomponenten in Verbindung und können Temperaturdaten an die Steuerung 190 weiterleiten. Auch wenn die temperaturempfindlichen Range-Extender-Motorkomponenten hierin als diejenigen Komponenten beschrieben sind, die vorgewärmt werden sollen, ist klar, dass diese Komponenten unter einigen Bedingungen kein Vorwärmen benötigen und sogar als Wärmequellen funktionieren können. Diese Komponenten können eine temperaturempfindliche Leistungsfähigkeit zeigen, sodass eine verbesserte Leistungsfähigkeit innerhalb einer begrenzten Spanne von Temperaturen erzielt werden kann. Diese Spanne kann im Allgemeinen größer als bei Umgebungstemperatur sein und kann von der spezifischen Komponente oder Fahrzeugbetriebsbedingungen und Umgebungsbedingungen abhängen. Somit kann es sein, dass eine oder mehrere Motorkomponenten eine suboptimale Leistungsfähigkeit zeigen, wenn ein Range-Extender-Motor nach einem längeren Zeitraum der Inaktivität startet. Als ein Beispiel sind Sauerstoffsensoren, wie etwa Breitband-Lambdasonden (universal exhaust gas sensor - UEGO), kalibriert, um Sauerstoffkonzentrationen innerhalb einer spezifischen Temperaturspanne genau zu messen, wobei die Genauigkeit dieser Sensoren außerhalb dieser Temperaturspanne entweder abnimmt oder ohne Wert ist. Indem das Wärmeaustauschfluid zuerst durch Wärmetauscher, die mit Abwärmequellen in Verbindung stehen, fließt und dieses Fluid dann durch Wärmetauscher, die mit Motorkomponenten mit Umgebungstemperatur oder unterhalb optimaler Temperatur in Verbindung stehen, fließt, können diese Motorkomponenten vor einem prognostizierten Motorstart vorgewärmt werden, wodurch sowohl den Motorkomponenten als auch dem Motor als Ganzes einen Nutzen bei der Leistungsfähigkeit verliehen wird. In einem Beispiel kann das Vorwärmen des UEGO-Sensors mittels Betriebs eines Wärmeaustauschsystems, wie etwa das Wärmeaustauschsystem 160, eine genauere Messung des Sauerstoffgehalts im Abgas ermöglichen, was wiederum der Fahrzeugsteuerung ermöglichen kann, die passende Menge an Kraftstoff, die in die Brennkammern einzuspritzen ist, genauer zu bestimmen, wodurch Kraftstoffeffizienz erhöht und Emissionen reduziert werden.
  • Das Wärmeaustauschsystem 160 kann ferner einen oder mehrere Wärmetauscher zum Übertragen von Wärme zwischen dem Wärmeaustauschfluid und einem Phasenänderungsmaterial (PCM) beinhalten. Das PCM kann als ein Wärmespeicher zum Speichern von überschüssiger Wärme für spätere Nutzung und zum Bereitstellen gespeicherter Wärme zum Vorwärmen funktionieren, wenn an der Vielzahl von Abwärmequellen nicht ausreichend Wärme verfügbar ist. Ein PCM speichert Wärme, indem es einen Phasenübergang bei einer typischen Temperatur erfährt, wobei die Enthalpieveränderung im Zusammenhang mit dieser Phasenänderung groß ist, und somit sind PCM in der Lage, große Mengen an Wärmeenergie zu absorbieren und freizusetzen, wenn sie ihre Phase ändern. Wenn also überschüssige Abwärme verfügbar ist, kann Wärme innerhalb des PCM für spätere Nutzung gespeichert werden, indem Wärmeaustauschfluid durch die eine oder mehrere Quellen der überschüssigen Abwärme fließt, bevor das erwärmte Wärmeaustauschfluid durch den mit dem PCM in Verbindung stehenden Wärmetauscher fließt, wie etwa einen PCM-HEX 224 des Wärmeaustauschsystems 160. In dem durch das Wärmeaustauschsystem 160 dargestellten Ausführungsbeispiel kann überschüssige Abwärme im PCM-HEX 224 gespeichert werden, indem das Ventil 252 geöffnet wird, wodurch ermöglicht wird, dass Wärmeaustauschfluid durch den PCM-HEX 224 fließt, und ein PCM-Umgebungsventil 292 geschlossen wird, wodurch verhindert wird, dass Wärmeaustauschfluid den PCM-HEX 224 umgeht. Zusätzlich kann der Durchfluss durch einen oder mehrere oder alle der Wärmetauscher, die mit der Range-Extender-Motorkomponente in Verbindung stehen, durch Schließen eines oder mehrerer oder aller von dem Ventil 254, dem Ventil 256, dem Ventil 258 oder dem Ventil 259 verhindert werden. In dem Fall, dass die Ventile 254-259 vollständig geschlossen sind, kann ein Umgehungsventil 294 der Range-Extender-Motorkomponente geöffnet werden, um zu ermöglichen, dass der Durchfluss durch das Wärmeaustauschsystem 160 ununterbrochen weitergeht. Wenn das erwärmte Wärmeaustauschfluid durch den mit dem PCM in Verbindung stehenden Wärmetauscher fließt, kann die Temperatur des PCM steigen und es kann teilweise oder vollständig einen Phasenübergang durchlaufen, wodurch Abwärme gespeichert wird. Zusätzlich kann das PCM als eine alternative Wärmequelle fungieren, während unzureichende oder begrenzte Abwärme verfügbar ist. In einem weiteren Beispiel kann das Ventil 252 betätigt werden, um den Durchfluss durch den PCM-HEX 224 zu ermöglichen, während die Vielzahl von Abwärmequellen unter einer Schwellentemperatur liegt oder während die Vielzahl von Abwärmequellen über weniger als eine Schwellenmenge an nutzbarer Wärme verfügt. Wenn Wärmeaustauschfluid durch den PCM-HEX 224 fließt, kann das PCM Wärme freisetzen, während es von einer Phase zu einer anderen übergeht, beispielsweise wenn es von einer Flüssigkeit zu einem Feststoff übergeht, wodurch die Temperatur des Wärmeaustauschfluids erhöht wird. Das Wärmeaustauschfluid kann dann durch einen oder mehrere der Vielzahl von Wärmetauschern, die mit der Range-Extender-Motorkomponente in Verbindung stehen, fließen, um das Vorwärmen bereitzustellen.
  • Die Steuerung 190 des Wärmeaustauschsystems 160 kann die Temperaturen der Vielzahl von Abwärmequellen, der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten und des PCM auf Grundlage von Daten, die von Temperatursensoren 260-282 empfangen werden, ableiten und kann die Pumpe 164, die Ventile 232-259 und die Ventile 290-294 auf Grundlage dieser Temperaturdaten gemäß einem oder mehreren im Speicher gespeicherten Verfahren, wie etwa Verfahren 600 der 6 oder Verfahren 700 der 7, betätigen. Als ein Beispiel kann die Steuerung 190 die Range-Extender-Motorkomponenten vorwärmen, indem zuerst die verfügbare Abwärme an einer Vielzahl von Abwärmequellen eines Hybridfahrzeugs geschätzt wird, dann ein Teil der insgesamt verfügbaren Abwärme zur Übertragung an jede temperaturempfindliche Range-Extender-Motorkomponente berechnet wird. Der Teil der verfügbaren Abwärme, der an jede Range-Extender-Motorkomponente übertragen wird, kann auf Fahrzeugbetriebsbedingungen, Umgebungstemperatur, der aktuellen Temperatur jeder Range-Extender-Motorkomponente (wie auf Grundlage eines Temperaturmesswerts von einem Temperatursensor, wie einem oder mehreren der Temperatursensoren 260-282, abgeleitet) basieren und kann ferner auf einem erwarteten Nutzen für die Leistungsfähigkeit basieren, der durch Vorwärmen jeder Komponente um einen begrenzten Betrag erreichbar ist. Genauer kann der Teil der verfügbaren Abwärme, der an jede Range-Extender-Motorkomponente übertragen wird, proportional zu dem dadurch erlangten Nutzen für die Leistungsfähigkeit ansteigen, sodass eine Leistungsfähigkeitsfunktion unter der Voraussetzung der Einschränkungen der verfügbaren Abwärme, der Temperaturen der Range-Extender-Motorkomponente und der Temperaturen der Abwärmequelle maximiert wird. Die Leistungsfähigkeitsfunktion kann eine oder mehrere oder eine gewichtete Kombination eines Kraftstoffeffizienznutzens, einer Reduzierung des Motorverschleißes und eines Emissionsnutzens beinhalten. Die Steuerung kann auch die Ventile, die mit jeder der Vielzahl von Abwärmequellen in Verbindung stehen, betätigen, sodass die Durchflussrate des Wärmeaustauschfluids durch diese hindurch proportional zu dem Unterschied zwischen der abgeleiteten Temperatur der Abwärmequelle und einer Schwellentemperatur ist, wobei die Schwellentemperatur auf Grundlage der Temperaturen der Range-Extender-Komponente, der Umgebungstemperatur, Fahrzeugbetriebsbedingungen usw. ausgewählt werden kann. In dem Fall, dass die Temperatur der Abwärmequelle unter einem Schwellenwert liegt, kann der Durchfluss von Wärmeaustauschfluid durch die Abwärmequelle mittels Betätigung des Ventils, das mit der Wärmequelle in Verbindung steht, durch die Steuerung 190 gesperrt werden. In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung 190 überschüssige Abwärme in dem PCM für spätere Nutzung speichern. Diese kann auftreten, wenn wenig oder kein Vorwärmen erforderlich ist und während eine oder mehrere Abwärmequellen über einer Schwellentemperatur liegen, wobei die Schwellentemperatur auf der aktuellen abgeleiteten Temperatur des PCM basiert. Die Steuerung 190 kann Wärmeaustauschfluid durch Abwärmequellen mit abgeleiteten Temperaturen über der Schwellentemperatur fließen lassen und kann dann dieses erwärmte Wärmeaustauschfluid durch den PCM-HEX 224 fließen lassen, indem das Ventil 252 geöffnet wird und das Ventil 292 geschlossen wird. Da die Range-Extender-Motorkomponenten in diesem Beispiel kein Vorwärmen benötigen, werden sie durch Schließen der Ventile 254-259 und Öffnen des Ventils 294 umgangen.
  • Auf diese Weise ermöglichen die Komponenten aus 1 und 2 ein beispielhaftes Fahrzeugsystem, das Folgendes umfasst: einen über eine Batterie mit Strom versorgten Elektromotor; einen an die Batterie gekoppelten Motor; ein Wärmeaustauschsystem mit einem Ventil; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher für Folgendes gespeichert sind: Antreiben des Fahrzeugs über den Elektromotor; Einstellen einer Stellung des Ventils, um Abwärme von dem Elektromotor zu übertragen, um den Motor vorzuwärmen; und Starten des Motors nach dem Vorwärmen als Reaktion darauf, dass ein Ladezustand der Batterie unter einen Schwellenwert abfällt. Die Steuerung kann ferner Anweisungen für Folgendes beinhalten: Prognostizieren des Starts des Motors auf Grundlage einer durchschnittlichen Elektromotorausgangsleistung, einer Änderungsrate des Batterieladezustands und Fahrtstreckenparametern; und Beginnen der Übertragung von Abwärme, um den Motor vor dem Motorstart auf eine Zieltemperatur vorzuwärmen. Ferner kann die Steuerung Anweisungen zum Schätzen einer Größenordnung der Abwärme auf Grundlage einer Betriebsdauer des Elektromotors, der durchschnittlichen Elektromotorausgangsleistung sowie der Umgebungstemperatur beinhalten, wobei der Beginn der Übertragung auf Grundlage der Größenordnung der Abwärme eingestellt wird.
  • Die Komponenten können ferner ein Fahrzeugsystem ermöglichen, das Folgendes umfasst: einen an Fahrzeugräder gekoppelten Elektromotor; eine an den Elektromotor und einen Generator gekoppelte Batterie; einen über den Generator an die Batterie gekoppelten Motor, wobei der Motor einen Abgaskatalysator und einen Zylinder beinhaltet; ein Wärmeaustauschsystem mit einer Vielzahl von Wärmetauschern, einem zirkulierenden Kühlmittel und einem Phasenänderungsmaterial; und eine Steuerung mit Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher für Folgendes gespeichert sind: während des Antreibens der Fahrzeugräder über den Elektromotor in einem Fahrtzyklus, Übertragen von Wärme über das Wärmeaustauschsystem von dem Elektromotor, dem Generator und der Batterie, um einen oder mehrere von dem Zylinder und dem Abgaskatalysator vor dem Motorstart auf eine Zieltemperatur vorzuwärmen; und nach dem Vorwärmen Starten des Motors, um den Ladezustand der Batterie über eine Schwellenladung zu erhöhen. Die Steuerung kann ferner Anweisungen für Folgendes beinhalten: Übertragen von Wärme, um als Reaktion darauf, dass ein erster Unterschied zwischen einer Ist-Zylindertemperatur und einer Ziel-Zylindertemperatur größer als ein zweiter Unterschied zwischen einer Ist-Katalysatortemperatur und einer Ziel-Katalysatortemperatur ist, nur den Zylinder vorzuwärmen; und Übertragen von Wärme, um als Reaktion darauf, dass der erste Unterschied kleiner als der zweite Unterschied ist, nur den Katalysator vorzuwärmen. Die Steuerung kann ferner Anweisungen für Folgendes beinhalten: Prognostizieren eines Zeitpunkts des Motorstarts auf Grundlage eines Auftretens eines Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentausgabe des Elektromotors in einem Fahrtzyklus übersteigt, wobei das Auftreten des Spritzendrehmomentbedarfs auf Grundlage von Parametern in Zusammenhang mit einer Fahrtstrecke in dem Fahrtzyklus prognostiziert wird, wobei die elektrische Drehmomentausgabe des Elektromotors auf Grundlage des Ladezustands der Batterie geschätzt wird; und Einstellen eines Starts der Übertragung von Abwärme, um das Vorwärmen vor dem prognostizierten Zeitpunkt des Motorstarts abzuschließen. Ferner kann die Steuerung Anweisungen für Folgendes beinhalten: Einstellen eines Ventils des Wärmeaustauschsystems, um Abwärme von einem mit dem Elektromotor in Verbindung stehenden Wärmetauscher an das zirkulierende Kühlmittel und das Phasenänderungsmaterial und dann von dem zirkulierenden Kühlmittel und dem Phasenänderungsmaterial an einen oder mehrere von dem Zylinder und dem Abgaskatalysator zu übertragen.
  • Noch ein weiteres Fahrzeugsystem, das ermöglicht werden kann, umfasst: einen an Fahrzeugräder gekoppelten Elektromotor; eine an den Elektromotor und einen Generator gekoppelte Batterie; einen über den Generator an die Batterie gekoppelten Motor; ein Wärmeaustauschsystem, das thermisch an den Elektromotor und den Motor gekoppelt ist; und eine Steuerung mit Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher für Folgendes gespeichert sind: während des Antreibens eines Fahrzeugs über den Elektromotor, Prognostizieren eines Motorstartzeitpunkts auf Grundlage eines Auftretens eines Spitzendrehmomentbedarfs, der eine maximale elektrische Drehmomentausgabe übersteigt; und vor dem prognostizierten Motorstartzeitpunkt, Übertragen von Abwärme von dem Elektromotor, der Batterie und dem Generator, um eine Vielzahl von Komponenten des Motors vorzuwärmen, wobei eine Reihenfolge der Wärmeübertragung an die Vielzahl von Motorkomponenten auf Grundlage einer Größenordnung der Abwärme und einer Temperatur der Vielzahl von Motorkomponenten ausgewählt wird. Dabei wird die Reihenfolge der Wärmeübertragung eingestellt, um jede der Vielzahl von Motorkomponenten vor dem prognostizierten Motorstartzeitpunkt auf eine entsprechende Zieltemperatur vorzuwärmen. Ferner kann die Steuerung Anweisungen für Folgendes beinhalten: Auswählen einer ersten Motorkomponente zum Vorwärmen, die eine aktuelle Temperatur näher an der entsprechenden Zieltemperatur aufweist, und dann Auswählen einer zweiten Motorkomponente zum Vorwärmen, die eine aktuelle Temperatur weiter entfernt von der entsprechenden Zieltemperatur aufweist.
  • Schließlich können die Komponenten auch ein Fahrzeugsystem ermöglichen, das Folgendes umfasst: einen Elektromotor; eine an den Elektromotor gekoppelte Batterie; einen über einen Generator an die Batterie gekoppelten Motor; ein Wärmeaustauschsystem, und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher für Folgendes gespeichert sind: während des Antreibens des Fahrzeugs über den Elektromotor, Übertragen von Abwärme von dem Elektromotor, der Batterie und dem Generator an den Motor über das Wärmeaustauschsystem, bevor der Motor gestartet wird, als Reaktion auf ein Auftreten eines Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors in einem Fahrtzyklus übersteigt. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerung Abwärme von dem Elektromotor, der Batterie und dem Generator an den Motor über das Wärmeaustauschsystem übertragen, bevor der Motor gestartet wird, als Reaktion auf ein Auftreten eines Drehmomentbedarfs, um einen Zielort der Strecke zu erreichen, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors übersteigt. Die Steuerung kann ferner Anweisungen zum Einstellen eines Beginns des Übertrageung von Abwärme beinhalten, um eine oder mehrere Motorkomponenten vor dem Starten des Motors auf eine entsprechende Zieltemperatur vorzuwärmen. Die Steuerung kann zudem Anweisungen zum Einstellen einer Reihenfolge der Übertragung der Abwärme an die eine oder mehreren Motorkomponenten auf Grundlage einer Temperatur jeder der einen oder mehreren Motorkomponenten relativ zu der entsprechenden Zieltemperatur beinhalten. Die Steuerung kann zudem Anweisungen zum Einstellen eines Intervalls zwischen dem Beginn der Übertragung von Abwärme und dem Starten des Motors auf Grundlage eines Ladezustands der Batterie relativ zu dem Drehmomentbedarf, um den Zielort der Strecke zu erreichen, beinhalten. In einem Beispiel beinhaltet das Wärmeaustauschsystem ein Phasenänderungsmaterial und beinhaltet das Übertragen der Abwärme Übertragen der Abwärme von dem Elektromotor, der Batterie und dem Generator an das Phasenänderungsmaterial, während eine Temperatur des Phasenänderungsmaterials unter einem Schwellenwert liegt, und Übertragen der Abwärme von dem Phasenänderungsmaterial an den Motor, wenn die Temperatur des Phasenänderungsmaterials über dem Schwellenwert liegt.
  • Bezugnehmend auf 3 ist ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Vorwärmen von Range-Extender-Motorkomponenten unter Verwendung von Abwärme vor einem prognostizierten Motorstart gezeigt. Das Verfahren 300 wird unter Bezugnahme auf die hierin beschriebenen und in 1-2 gezeigten Systeme beschrieben, obwohl es sich versteht, dass ähnliche Verfahren auf andere Systeme angewendet werden können, ohne vom Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 300 und der übrigen hierin beinhalteten Verfahren können durch eine Steuerung, wie etwa die Steuerung 190 der 1-2, basierend auf Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher gespeichert sind, und in Verbindung mit Signalen ausgeführt werden, die von Sensoren des Motors und des Wärmeaustauschsystems, wie etwa Temperatursensoren und anderen in 1-2 beschriebenen Sensoren, empfangen werden. Die Steuerung kann Aktoren des Motors und des Wärmeaustauschsystems einsetzen, um den Betrieb des Motors und des Wärmeaustauschsystems gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren einzustellen. Das Verfahren 300 kann durch eine Steuerung des Fahrzeugs, wie etwa die Steuerung 190, ausgeführt werden, um eine Dauer der suboptimalen Motorleistungsfähigkeit nach einem Range-Extender-Motorstart bei Umgebungs- oder nahezu Umgebungstemperaturen zu reduzieren. Das Verfahren 300 steuert ein Wärmeaustauschsystem des Fahrzeugs, um Range-Extender-Motorkomponenten vor einem prognostizierten Motorstart vorzuwärmen. Um dies zu erzielen, prognostiziert das Verfahren einen Startzeitpunkt des Range-Extender-Motors auf Grundlage eines aktuellen Batterie-SOC, einer aktuellen Strecke zu einem Zielort, der Zeit zum Erreichen des Zielorts, von Streckenbedingungen, Fahrzeugbetriebsbedingungen und Bedienerfahrthistorie. Das Verfahren schätzt ferner eine Zeitdauer, die zum Vorwärmen erforderlich ist, wobei diese Dauer auf Grundlage der Temperatur sowohl der Vielzahl von Abwärmequellen als auch der Vielzahl der Range-Extender-Motorkomponenten und ferner auf Grundlage von Umgebungsbedingungen, Fahrzeugbetriebsbedingungen und endgültigen Temperaturen, die in einer oder mehreren der Vielzahl von Abwärmequellen zu erzielen sind, geschätzt wird. Das Verfahren leitet das Vorwärmen auf Grundlage von sowohl dem prognostizierten Startzeitpunkt als auch der erforderlichen Dauer des Vorwärmens ein, sodass das Vorwärmen innerhalb eines Schwellenwerts des prognostizieren Motorstarts oder davor abgeschlossen ist (Temperaturschwellenwerte einer oder mehrerer Range-Extender-Motorkomponenten erfüllt oder überschritten).
  • Das Verfahren 300 beginnt bei 302 und beinhaltet Schätzen und/oder Messen von Fahrzeugbetriebsbedingungen. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen können eines oder mehrere von Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugposition, Dauer des Fahrzeugbetriebs während des aktuellen Fahrtzyklus usw., verschiedene Elektromotorbedingungen, wie etwa Motorstatus (ein oder aus), Motortemperatur, Motordrehmoment, Motordrehzahl usw., verschiedene Motorbedingungen, wie etwa Motorstatus (ein oder aus), Motordrehzahl, Motortemperatur, Zeit seit der vorherigen Motorabschaltung, Zeit seit dem vorherigen Motorstart, usw., verschiedene Kraftstoffsystembedingungen, wie etwa Kraftstoffstand, Kraftstoffart, Kraftstofftemperatur usw., verschiedene Bedingungen des Verdampfungsemissionssystems, wie etwa Kraftstoffdampfkanisterbeladung, Kraftstofftankdruck usw., sowie verschiedene Umgebungsbedingungen, wie etwa Umgebungstemperatur, Feuchtigkeit, barometrischer Druck usw., verschiedene Batteriebedingungen, wie etwa aktueller Ladezustand der Batterie, aktuelle Batterietemperatur usw. beinhalten. Das Verfahren 300 geht dann zu 304 weiter.
  • Bei 304 beinhaltet das Verfahren Evaluieren, ob der Range-Extender-Motor in Betrieb ist. Da das Fahrzeug, das das Verfahren 300 einsetzt, ein Hybridelektrofahrzeug vom Reihentyp ist, kann es sein, dass der Motor nur gelegentlich betrieben wird, um die Fahrzeugleistung zu ergänzen, und somit normalerweise in einem „ausgeschalteten“ oder „Standby“-Status ist. Das Evaluieren, ob der Motor aktuell in Betrieb ist, kann Bestimmen, ob der Motor aktuell Kraftstoff verbrennt, aktuell Drehmoment erzeugt, aktuell mit einer Rate, die größer als eine Schwellenrate ist, dreht oder einen anderen Ansatz, der herkömmlicherweise auf dem Gebiet bekannt ist, beinhalten. Wenn bei 304 bestimmt wird, dass der Motor in Betrieb ist, kann das Verfahren 300 dann zu 306 weitergehen, was Fortführen des Betriebs des Range-Extenders beinhaltet, um dem Fahrzeug ergänzende Leistung bereitzustellen. Nach 306 kann das Verfahren 300 enden. Wenn jedoch bei 304 bestimmt wird, dass der Motor in einem ausgeschalteten Zustand ist, kann das Verfahren 300 dann zu 308 weitergehen.
  • Bei 308 beinhaltet das Verfahren 300 Empfangen von Strecken- und Streckenbedingungsinformationen über ein Navigationssystem oder eine Bedienereingabe. In einem Beispiel können die Streckeninformationen eine Entfernung und eine geschätzte Zeit bis zu einem Zielort, Geschwindigkeitsbegrenzungen entlang der vorliegenden Strecke, durchschnittliche Leistungsanforderungen, um den Zielort zu erreichen, und an einer Vielzahl von unterteilten Abschnitten der aktuellen Strecke Höhenveränderungen entlang der Strecke usw. beinhalten. Als weiteres Beispiel können die Steckenbedingungen Verkehr entlang der vorliegenden Strecke, Straßenbedingungen entlang der Strecke (wie etwa Straßenart, Häufigkeit von Schlaglöchern usw.), Straßentemperaturen entlang der Strecke, das entlang der Strecke erwartete Wetter usw. beinhalten. In einem Beispiel können Strecken- und Streckenbedingungsinformationen auf Grundlage einer vom Bediener ausgewählten Stecke zu Beginn des Fahrtzyklus und ferner basierend auf Kommunikation mit einem drahtlosen elektronischen Netzwerk, wie etwa einem GPS-System, einer Internetverbindung oder einer anderen derartigen Verbindung, die einen Zugriff auf Navigationsdaten und/oder Streckendaten ermöglicht, erlangt werden. In einem weiteren Beispiel kann eine aktuelle Strecke auf Grundlage der Bedienerfahrthistorie und Fahrzeugbetriebsbedingungen ermittelt werden, wie etwa auf Grundlage einer Aufzeichnung von Startorten und Zielorten, die in Abhängigkeit von Faktoren, wie etwa aktuelle Fahrzeugposition, Tageszeit und Wochentag, gespeichert sind. Als spezifischeres Beispiel kann eine Fahrzeugsteuerung auf Grundlage dessen, dass die Tageszeit 7 Uhr morgens ist und der Startort des Fahrzeugs zuvor durch den Bediener als „zuhause“ gekennzeichnet wurde, ableiten, dass ein aktueller Zielort „Arbeit“ ist. Egal ob der Zielort direkt durch den Bediener eingegeben wird oder durch die Fahrzeugsteuerung abgeleitet wird, kann die Fahrzeugsteuerung, sobald ein Zielort und eine Strecke erlangt wurde, damit fortfahren, entweder über ein Navigationsnetzwerk oder einen bordeigenen Speicher auf Streckeninformationen zuzugreifen. In einem Beispiel wird eine Zeit bis zur Ankunft auf Grundlage des aktuellen Zielorts und der Strecke zum Zielort bestimmt und dann auf Grundlage von Streckenbedingungen, wie etwa schlechtes Wetter, Verkehr usw., aktualisiert. In einem weiteren Beispiel können auf Grundlage einer Zeit bis zur Ankunft und der Streckenbedingungen ein durchschnittlicher erwarteter Fahrzeugleistungsbedarf und die Gesamtenergie, die zum Erreichen des Zielorts erforderlich ist, berechnet werden. Sobald die Strecke und Streckenbedingung durch eine Steuerung des Fahrzeugs erlangt wurden, kann das Verfahren 300 dann zu 314 weitergehen.
  • Bei 314 beinhaltet das Verfahren 300 Prognostizieren des Motorstarts auf Grundlage von Motorbetriebsbedingungen, aktuellem Batterie-SOC, Strecke, Streckenbedingungen, Zeit bis zum Zielort und Bedienerfahrthistorie. Ein Beispiel für ein derartiges Motorstartprognoseverfahren wird genauer durch das Verfahren 400 der 4 gegeben. Der Startzeitpunkt des Range-Extender-Motors kann gemäß einem Verfahren, das für den aktuellen Betriebsmodus des Fahrzeugs geeignet ist, prognostiziert werden. Zum Beispiel kann der Range-Extender-Motor beim Betrieb in einem Modus, der den Range-Extender-Betrieb minimiert, zum letztmöglichen Zeitpunkt entlang der aktuellen Strecke und für eine Dauer, die ausreicht, damit das Fahrzeug den Zielort erreicht, betrieben werden, während ein Ladezustand der Batterie innerhalb eines Schwellenwerts eines unteren Batterie-SOC, aber nicht darunter, aufrechterhalten wird. Der untere Batterie-SOC kann ein Batterie-SOC sein, unter dem ein Fahrzeugantrieb über den Elektromotor nicht mehr möglich ist. Während er in einem solchen Modus betrieben wird, kann der Startzeitpunkt des Range-Extender-Motors auf Grundlage des aktuellen Batterie-SOC, eines geschätzten Leistungsverbrauchs entlang der aktuellen Strecke, eines unteren Batterie-SOC-Schwellenwerts, einer Leistungsausgabe des Range-Extender-Motors, der Bedienerfahrthistorie und einer prognostizierten Zeit bis zum Erreichen des aktuellen Zielorts prognostiziert werden. In einem weiteren Beispiel kann das Fahrzeug in einem Modus betrieben werden, der ermöglicht, dass ein vom Fahrer gefordertes Drehmoment ständig bereitgestellt wird, ohne Unterbrechung oder Verzögerung. Während er in einem solchen Modus betrieben wird, kann der Startzeitpunkt des Range-Extender-Motors auf Grundlage eines bestimmten zukünftigen Zeitpunkts prognostiziert werden, zu dem ein maximales, vom Bediener gefordertes Drehmoment das maximale Motordrehmoment, das erzielbar ist, während nur auf Batterieleistung zurückgegriffen wird, übersteigt. Vor einem solchen zukünftigen Zeitpunkt kann der Range-Extender-Motor betrieben werden, um zu ermöglichen, dass das maximale, vom Bediener geforderte Drehmoment erfüllt wird. Während er in einem solchen Modus betrieben wird, kann der Startzeitpunkt des Range-Extender-Motors somit auf Grundlage eines aktuellen Batterie-SOC, einer fließenden Durchschnittsrate der Entleerung des Batterie-SOC, eines geschätzten Batterie-SOC zu einem zukünftigen Zeitpunkt, eines maximalen Drehmoments, das durch einen Elektromotor erzielbar ist, der ausschließlich durch eine Batterie mit dem geschätzten SOC mit Strom versorgt wird, und eines prognostizieren maximalen, vom Bediener geforderten Drehmoments prognostiziert werden. Das vom Bediener geforderte Drehmoment basiert ferner auf einer Bedienerfahrthistorie, der aktuellen Strecke, den aktuellen Streckenbedingungen usw. Sobald ein Startzeitpunkt des Range-Extenders prognostiziert ist, kann das Verfahren 300 dann zu 316 weitergehen.
  • Bei 316 beinhaltet das Verfahren 300 Schätzen der Zeit, die zum Vorwärmen der Motor-/Emissionskomponenten erforderlich ist, auf Grundlage der Temperatur der Abwärmequellen, des PCM und der Motor-/Emissionskomponenten. Ein Beispiel für ein Verfahren zum Schätzen der erforderlichen Dauer des Vorwärmens wird genauer durch das Verfahren 500 der 5 gegeben. Die Dauer des Vorwärmens kann durch eine Fahrzeugsteuerung auf Grundlage der Temperaturen einer oder mehrerer einer Vielzahl von Abwärmequellen, der Zieltemperaturen und aktuellen Temperaturen für eine oder mehrere der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten, die ein Vorwärmen benötigen, Fahrzeugbetriebsbedingungen, Umgebungsbedingungen, einer Gesamtmenge der verfügbaren Abwärme, eine abgeleiteten Rate der Abwärmeerzeugung an der Vielzahl von Abwärmequellen und einer abgeleiteten Rate des Wärmeverlusts an der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten berechnet werden. Als ein Beispiel kann, auf Grundlage des Unterschieds zwischen der aktuellen Temperatur eines Katalysators und einer erzielbaren Vorwärmzieltemperatur des Katalysators und ferner auf Grundlage einer Menge an verfügbarer Abwärme an dem Elektromotor des Fahrzeugs, eine erforderliche Dauer des Vorwärmens, um innerhalb eines Schwellenwerts der Vorwärmzieltemperatur des Katalysators zu gelangen, auf Grundlage herkömmlicher Wärmeübertragungsgleichungen berechnet werden. Als ein weiteres Beispiel kann eine erforderliche Dauer des Vorwärmens ansteigen, wenn die Umgebungstemperatur sinkt. Als ein weiteres Beispiel kann eine erforderliche Dauer des Vorwärmens ansteigen, wenn die Menge an verfügbarer Abwärme sinkt. Sobald die erforderliche Dauer des Vorwärmens berechnet wurde, kann das Verfahren 300 dann zu 318 weitergehen.
  • Bei 318 beinhaltet das Verfahren Vorwärmen der Range-Extender-Motorkomponenten unter Verwendung von Abwärme auf Grundlage des prognostizierten Motorstartzeitpunkts und der erforderlichen Dauer des Vorwärmens. Ein Beispiel für ein Verfahren zum Vorwärmen der Range-Extender-Motorkomponenten unter Verwendung von Abwärme wird genauer durch das Verfahren 500 der 5 gegeben. Das Vorwärmen der Range-Extender-Motorkomponenten beinhaltet Bestimmen einer Zuweisung der verfügbaren Abwärme zwischen denjenigen Komponenten, die ein Vorwärmen benötigen. In einem Beispiel kann die Zuweisung der verfügbaren Abwärme auf einem beim Vorwärmen erwarteten Nutzen für die Leistungsfähigkeit basieren, wie etwa dass der maximale mögliche Nutzen für die Leistungsfähigkeit unter Voraussetzung einer begrenzten Menge an Abwärme erzielt werden kann. Als ein Beispiel können die prognostizierten Nutzen für die Leistungsfähigkeit eine Reduzierung des Motorverschleißes, eine Reduzierung der Motoremissionen und einen Anstieg des Motorwirkungsgrads beinhalten. Die Zuweisung kann ferner Festlegen eines oder mehrerer Zieltemperaturschwellenwerte für eine oder mehrere Range-Extender-Motorkomponenten beinhalten, die vor dem prognostizierten Motorstartzeitpunkt zu erzielen (oder zu überschreiten) sind. Das Vorwärmen kann durch Übertragen der Abwärme, die an der Vielzahl von Abwärmequellen verfügbar ist, an eine oder mehrere der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten mittels Betriebs eines Wärmeaustauschsystems, wie etwa das in 1 und genauer in 2 dargestellte Wärmeaustauschsystem 160, verwirklicht werden. Der Betrieb kann das Fließen eines Wärmeaustauschfluids (wie etwa Kühlmittel, Öl, ein Phasenänderungsmaterial, Wasser, Luft oder andere Fluide, die herkömmlicherweise für eine Wärmeübertragung in solchen Systemen verwendet werden) durch einen oder mehrere Wärmetauscher mittels Betriebs einer Pumpe, wie etwa die Pumpe 164, beinhalten. Der Betrieb kann zudem Steuern der Rate der Wärmeübertragung an die eine oder mehreren Range-Extender-Motorkomponenten durch Steuern des Durchflusses durch einen mit den Komponenten in Verbindung stehenden Wärmetauscher beinhalten, wie etwa durch Wirkung eines mit den Wärmetauschern in Verbindung stehenden Ventils. Das Wärmeaustauschsystem kann zusätzlich ein mit dem Wärmetauscher in Verbindung stehendes PCM beinhalten, wobei der Betrieb des Wärmetauschers Wärme zu und von einem PCM-Speicher überträgt. Das PCM kann als ein Speicher für überschüssige Abwärme, die darin zu speichern ist und von diesem entnommen wird, fungieren, abhängig von den innerhalb der Vielzahl von Wärmetauschern vorherrschenden Wärmebedingungen, die mit den Abwärmequellen und Range-Extender-Motorkomponenten in Verbindung steht. Ein beispielhaftes Verfahren für ein Speichern oder Nutzen von Abwärme innerhalb eines PCM wird genauer durch das Verfahren 700 der 7 gegeben. In einem Beispiel kann ein Wärmeaustauschfluid durch die Fahrzeugsteuerung angewiesen werden, durch einen mit dem PCM in Verbindung stehenden Wärmetauscher zu fließen, wodurch darin gespeicherte Wärme entnommen wird. Das Wärmeaustauschfluid kann dann angewiesen werden, durch eine oder mehrere Range-Extender-Motorkomponenten, die ein Vorwärmen benötigen, zu fließen. Das Anweisen des Durchflusses durch den mit dem PCM in Verbindung stehenden Wärmetauscher kann darauf basieren, dass eine oder mehrere der Vielzahl von Abwärmequellen unter einem Temperaturschwellenwert liegen, wobei der Temperaturschwellenwert so gewählt ist, dass eine unzureichende Wärmeübertragung zwischen Range-Extender-Motorkomponenten und Abwärmequellen bei oder unter einer solchen Temperatur auftreten kann. Das Verfahren 300 kann dann zu 320 weitergehen.
  • Bei 320 beinhaltet das Verfahren 300 Evaluieren, ob die Range-Extender-Komponenten über einer Schwellentemperatur sind. Die Zielschwellentemperatur für jede der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten kann zuvor durch die Fahrzeugsteuerung auf einer Einzelkomponentenbasis bestimmt worden sein, basierend auf einem erwarteten Nutzen für die Leistungsfähigkeit, der durch Erreichen der Schwellentemperatur erzielt wird. Die Temperatur kann auf Temperaturmesswerten von einem oder mehreren Temperatursensoren, wie etwa Temperatursensoren 166, basieren oder kann auf Grundlage von Fahrzeugbetriebsbedingungen (wie etwa Dauer des aktuellen Fahrtzyklus, Motordrehmoment, Umgebungsbedingungen usw.) gemäß einem Modell oder einer Lookup-Tabelle abgeleitet werden. Wenn bei 320 eine Bestimmung getroffen wird, dass eine oder mehrere der Range-Extender-Motorkomponenten unter ihrem Temperaturschwellenwert liegen, dann kann das Verfahren 300 zu 322 weitergehen, wo das Vorwärmen fortgeführt wird. Das Vorwärmen kann fortgeführt werden und die Temperatur der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten kann weiterhin evaluiert werden, bis alle oder ein Teil der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten über dem Temperaturschwellenwert liegen. Sobald die Steuerung bestimmt hat, dass alle oder ein Teil der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten über ihrer Vorwärmschwellentemperatur liegen, kann das Verfahren 300 zu 324 weitergehen.
  • Bei 324 beinhaltet das Verfahren 300 Starten des Range-Extender-Motors, um dem Fahrzeug elektrische Energie bereitzustellen. Der Startzeitpunkt des Range-Extender-Motors kann zu dem zuvor prognostizierten Zeitpunkt erfolgen. In einigen Fällen kann der Zeitstartpunkt auf Grundlage eines sofortigen Drehmomentbedarfs durch den Bediener, der einen Schwellenwert übersteigt, oder ferner auf Grundlage einer unerwarteten plötzlichen Verringerung des Batterie-SOC oder ferner auf Grundlage einer unerwarteten Änderung des Zielorts, der Strecke zum Zielort, der Streckenbedingungen usw. zu einem anderen Zeitpunkt als prognostiziert auftreten. In einigen Fällen kann es sein, dass der Range-Extender-Motor startet, bevor die Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten ihre jeweiligen Zieltemperaturschwellenwerte erreicht oder überschritten hat. In der Mehrheit der Fälle wird der Range-Extender-Motor jedoch zu oder innerhalb eines Schwellenwerts des prognostizierten Startzeitpunkts gestartet, sodass das Vorwärmen vor dem Startzeitpunkt abgeschlossen wurde und ein erhöhter Motorwirkungsgrad, reduzierter Motorverschleiß, reduzierte Motoremissionen oder eine Kombination aus zwei oder mehr oder allen der Nutzen erlangt werden können. Der Motorstart kann das Drehen des Motors bis zu einer Schwellendrehzahl mittels Betriebs eines Startermotors oder des Elektromotors, der zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet wird (wie etwa Motor 120), Einleiten einer Kraftstoffversorgung des Motors über eine Kraftstoffleitung und/oder Kraftstoffeinspritzungen, die mit einem oder mehreren der Zylinder des Motors in Verbindung stehen, und Einleiten und Fortführen der Zylinderverbrennung mittels Zündfunken oder einen anderen Verbrennungseinleitungsmechanismus oder -ansatz, die herkömmlicherweise auf dem Gebiet bekannt sind, beinhalten. Sobald der Range-Extender-Motor gestartet wurde, kann das Verfahren 300 dann zu 326 weitergehen.
  • Bei 326 beinhaltet das Verfahren 300 Evaluieren, ob die Motor-Aus-Bedingungen erfüllt sind. Die Motor-Aus-Bedingungen können beinhalten, dass ein Batterieladezustand höher als ein Schwellenwert ist, ein Zielort erreicht wurde und/oder ein Schlüssel-Aus- oder Fahrzeug-Aus-Ereignis. Wenn die Motor-Aus-Bedingungen bei 326 nicht erfüllt sind, kann das Verfahren 300 damit fortfahren, den Range-Extender-Motor zu betreiben, wie bei 328, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Motor-Aus-Bedingungen erfüllt sind. Bei einer Bestimmung, dass die Motor-Aus-Bedingungen erfüllt sind, kann die Steuerung des Fahrzeugs den Motor anweisen, abzuschalten, was ein Beenden der Kraftstoffversorgung und Drehen des Motors bis zum Ruhestand beinhalten kann, wie bei 330. Das Verfahren 300 kann dann enden.
  • Auf diese Weise kann ein Range-Extender-Motor eine oder mehrere der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten vorwärmen, wobei ein Timing des Vorwärmens auf einer geschätzten erforderlichen Dauer des Vorwärmens und einem prognostizieren Motorstartzeitpunkt basiert, sodass das Vorwärmen der Komponenten innerhalb eines Schwellenwerts eines Starts des Range-Extender-Motors und davor abgeschlossen ist. Die Zuweisung der Wärme, die an der Vielzahl von Abwärmequellen verfügbar ist, kann durch die Fahrzeugsteuerung gemäß einem prognostizierten Nutzen, der durch das Vorwärmen erlangt wird, bestimmt werden, sodass beim Start des Range-Extender-Motors unter der Voraussetzung einer begrenzten Menge der verfügbaren Abwärme eine maximale Erhöhung des Nutzens für die Leistungsfähigkeit erreicht wurde. Die verschiedenen Unterverfahren, die im Verfahren 300 beinhaltet sind, werden genauer in den verbleibenden Abschnitten der vorliegenden Beschreibung erörtert, beginnend mit dem Verfahren 400 zum Prognostizieren des Startzeitpunkts des Range-Extender-Motors.
  • Bezugnehmend auf 4 ist ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Prognostizieren des Startzeitpunkts eines Range-Extender-Motors eines Hybridelektrofahrzeugs vom Reihentyp gezeigt. Das Verfahren 400 kann vollständig oder teilweise im Verfahren 300, wie etwa bei 314, beinhaltet sein. Das Verfahren 400 ermöglicht eine genaue Prognose des Starts des Range-Extender-Motors in Zeiträumen, die lang genug sind, um ein vorbereitendes Vorwärmen zu ermöglichen. Die Genauigkeit wird erzielt, indem die Bedienerfahrthistorie, die Fahrzeugposition, Informationen hinsichtlich einer aktuellen Strecke zu einem Zielort, Bedingungen der Strecke, Fahrzeugbetriebsbedingungen, Batteriestatus (einschließlich SOC, Rate der SOC-Entleerung usw.) und Parameter des Range-Extender-Motors (wie etwa maximale Leistungsausgabe) in die Berechnungen des prognostizierten Startzeitpunkts integriert werden.
  • Das Verfahren 400 beginnt bei 402 und beinhaltet Schätzen und/oder Messen von Fahrzeugbetriebsbedingungen. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen können eines oder mehrere von Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugposition, Dauer des Fahrzeugbetriebs während des aktuellen Fahrtzyklus usw., verschiedene Elektromotorbedingungen, wie etwa Motorstatus (ein oder aus), Motortemperatur, Motordrehmoment, Motordrehzahl usw., verschiedene Motorbedingungen, wie etwa Motorstatus (ein oder aus), Motordrehzahl, Motortemperatur, Zeit seit der vorherigen Motorabschaltung, Zeit seit dem vorherigen Motorstart, usw., verschiedene Kraftstoffsystembedingungen, wie etwa Kraftstoffstand, Kraftstoffart, Kraftstofftemperatur usw., verschiedene Bedingungen des Verdampfungsemissionssystems, wie etwa Kraftstoffdampfkanisterbeladung, Kraftstofftankdruck usw., sowie verschiedene Umgebungsbedingungen, wie etwa Umgebungstemperatur, Feuchtigkeit, barometrischer Druck usw., verschiedene Batteriebedingungen, wie etwa aktueller Ladezustand der Batterie, aktuelle Batterietemperatur usw. beinhalten. Das Verfahren 400 geht dann zu 404 weiter.
  • Bei 404 beinhaltet das Verfahren 400 Abrufen von Strecken- und Streckenbedingungsinformationen über ein Navigationssystem oder eine Bedienereingabe. In einem Beispiel können die Streckeninformationen eine aktuelle Fahrzeugposition, eine Entfernung und geschätzte Zeit bis zum Zielort auf Grundlage der Fahrzeugposition und der aktuellen Strecke, Geschwindigkeitsbegrenzungen entlang der vorliegenden Strecke, durchschnittliche Leistungsanforderungen, um den Zielort zu erreichen, und an einer Vielzahl von unterteilten Abschnitten der aktuellen Strecke Höhenveränderungen entlang der Strecke usw. beinhalten. Als weiteres Beispiel können die Streckenbedingungen Verkehr entlang der vorliegenden Strecke, Straßenbedingungen entlang der Strecke (wie etwa Straßenart, Häufigkeit von Schlaglöchern usw.), Straßentemperaturen entlang der Strecke, das entlang der Strecke erwartete Wetter beinhalten. In einem Beispiel können Strecken- und Streckenbedingungsinformationen auf Grundlage einer vom Bediener ausgewählten Stecke und ferner basierend auf Kommunikation mit einem drahtlosen elektronischen Netzwerk, wie etwa einem GPS-System, einer Internetverbindung oder einer anderen derartigen Verbindung, die einen Zugriff auf Navigationsdaten und/oder Streckendaten ermöglicht, erlangt werden. In einem weiteren Beispiel kann eine aktuelle Strecke auf Grundlage der Bedienerfahrthistorie und Fahrzeugbetriebsbedingungen ermittelt werden, wie etwa auf Grundlage einer Aufzeichnung von Startorten und Zielorten, die in Abhängigkeit von Faktoren, wie etwa aktuelle Fahrzeugposition, Tageszeit und Wochentag, gespeichert sind. Als spezifischeres Beispiel kann eine Fahrzeugsteuerung auf Grundlage dessen, dass die Tageszeit 7 Uhr morgens ist und der Startort des Fahrzeugs zuvor durch den Bediener als „zuhause“ gekennzeichnet wurde, ableiten, dass ein aktueller Zielort „Arbeit“ ist. Egal ob der Zielort direkt durch den Bediener eingegeben wird oder durch die Fahrzeugsteuerung abgeleitet wird, kann die Fahrzeugsteuerung, sobald ein Zielort und eine Strecke erlangt wurden, damit fortfahren, entweder über ein Navigationsnetzwerk oder einen bordeigenen Speicher auf Streckeninformationen zuzugreifen. In einem Beispiel wird eine Zeit bis zur Ankunft auf Grundlage des aktuellen Zielorts und der Strecke zum Zielort bestimmt und dann auf Grundlage von Streckenbedingungen, wie etwa schlechtes Wetter, Verkehr usw., weiter aktualisiert. In einem weiteren Beispiel können auf Grundlage einer Zeit bis zur Ankunft und der Streckenbedingungen ein durchschnittlicher erwarteter Fahrzeugleistungsbedarf und die Gesamtenergie, die zum Erreichen des Zielorts erforderlich ist, berechnet werden. Sobald die Strecke und Streckenbedingung durch eine Steuerung des Fahrzeugs erlangt wurden, kann das Verfahren 400 dann zu 408 weitergehen.
  • Bei 408 beinhaltet das Verfahren 400 Evaluieren des ausgewählten Betriebsmodus des Range-Extender-Motors. Im beispielhaften Verfahren 400 sind zwei Betriebsmodi gezeigt, ein „Leistungsmodus“ und ein „Sparmodus“. Der Leistungsmodus ist hierin als ein Modus definiert, um einen Range-Extender-Motor auf Grundlage des Bereitstellens eines vom Bediener geforderten Drehmoments zu betreiben, fortlaufend und ohne Unterbrechung, auch wenn ein solcher Betrieb die Kraftstoffeffizienz des Range-Extenders nicht maximiert. Im Leistungsmodus kann ein Hybridelektrofahrzeug vom Reihentyp aggressiver betrieben werden, ohne an die Drehmomentbegrenzungen zu stoßen, die mit einem aggressiven Betrieb solcher Fahrzeuge in Verbindung stehen können. Diese Drehmomentbegrenzung wird durch Betreiben des Range-Extender-Motors verhindert, um dem Elektromotor, wenn nötig, zusätzliche Leistung bereitzustellen. Mit anderen Worten kann der Range-Extender-Betrieb im Leistungsmodus intermittierend während eines einzelnen Fahrtzyklus auf Grundlage des Drehmomentbedarfs des Bedieners in Relation zu dem Drehmoment, das nur durch die Batterie bereitgestellt werden kann, erfolgen. Der alternative Betriebsmodus, bezeichnet als Sparmodus, ist hierin als ein Betriebsmodus des Range-Extender-Motors definiert, der versucht, die Kraftstoffeffizienz des Range-Extender-Motors zu maximieren. Die Kraftstoffeffizienz des Range-Extender-Motors kann maximiert werden, indem der Range-Extender-Motor nur soweit betrieben wird, wie es notwendig ist, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug den aktuellen Zielort erreicht. In einem Beispiel kann dies beinhalten, dass der Range-Extender während eines Fahrtzyklus überhaupt nicht betrieben wird, wenn ein solcher Betrieb nicht benötigt wird, damit das Fahrzeug seinen aktuellen Zielort erreicht. In einem weiteren Beispiel kann dies Starten des Range-Extender-Motors so spät wie möglich während der aktuellen Fahrt, Betreiben des Motors fortlaufend, bis der Zielort erreicht ist, und Betreiben über eine minimale mögliche Dauer, sodass ein Batterie-SOC knapp über einem minimalen Schwellenwert aufrechterhalten wird, unter dem der Fahrzeugbetrieb beeinträchtigt sein kann, beinhalten. Der Betriebsmodus des Range-Extender-Motors kann durch den Bediener gewählt werden oder kann auf Grundlage von Fahrzeugbetriebsbedingungen durch eine Steuerung des Fahrzeugs ausgewählt werden. Wenn die Steuerung bei 408 bestimmt, dass das Fahrzeug im Leistungsmodus ist, kann das Verfahren 400 dann zu 410 weitergehen.
  • Bei 410 beinhaltet das Verfahren 400 Schätzen des aktuellen Batterie-SOC und der fließenden durchschnittlichen Batterieleistungsverbrauchsrate. Als ein Beispiel kann die fließende durchschnittliche Batterieleistungsverbrauchsrate in Echtzeit über einen vorherigen Abschnitt des aktuellen Fahrtzyklus, wie etwa über die letzten 10 Minuten, berechnet werden. In einem Beispiel kann ein aktueller Batterie-SOC auf Grundlage eines bekannten SOC zu einem vorherigen Zeitpunkt und ferner auf Grundlage eines integrierten Entladestroms geschätzt werden. In einem genaueren Beispiel kann der Entladestrom in Abhängigkeit von der über den Elektromotor an die Räder gelieferten Leistung geschätzt werden, und kann somit auch auf Grundlage der aktuellen Strecke, Streckenbedingungen, Fahrzeugbetriebsbedingungen, Fahrzeuggeschwindigkeit und Umgebungsbedingungen geschätzt werden. In einem weiteren Beispiel kann ein aktueller Batterie-SOC auf Grundlage einer direkten Messung einer oder mehrerer Batterieeigenschaften, wie etwa Leerlaufspannung und Batterietemperatur, geschätzt werden. Die fließende durchschnittliche Batterieleistungsverbrauchsrate kann auf Grundlage eines Zeitverlaufs des Batterie-SOC geschätzt werden. In einem Beispiel kann ein Zeitverlauf des Batterie-SOC durch Aufzeichnen geschätzter Batterie-SOC in Abhängigkeit von der Zeit erlangt werden. In einem Beispiel kann eine Durchschnittsrate der Batterie-SOC-Entleerung durch Teilen einer Gesamtänderung des Batterie-SOC durch einen entsprechenden Zeitraum, über den die SOC-Änderung auftrat, geschätzt werden. In einem weiteren Beispiel kann eine erwartete zukünftige Durchschnittsrate der Batterie-SOC-Entleerung durch Heranziehen einer Ableitung des Batterie-SOC-Zeitverlaufs berechnet werden. Das Verfahren 400 kann dann zu 412 weitergehen. In einem weiteren Beispiel kann die fließende Durchschnittsrate der Batterie-SOC-Entleerung durch Teilen der Änderung des Batterie-SOC während eines Zeitraums unmittelbar vor der aktuellen Zeit durch die Gesamtdauer des Zeitraums berechnet werden.
  • Auf diese Weise können sowohl der Batterie-SOC als auch seine Entleerungsrate geschätzt werden. Das Verfahren 400 kann dann zu 412 weitergehen.
  • Bei 412 beinhaltet das Verfahren 400 Schätzen des maximalen Motordrehmoments, das die Batterie zu einem zukünftigen Zeitpunkt Tf auf Grundlage des aktuellen Batterie-SOC und des fließenden durchschnittlichen Batterieleistungsverbrauchs ermöglichen kann (Tbat). Der zukünftige Zeitpunkt Tf kann so ausgewählt sein, dass das Vorwärmen der Range-Extender-Motorkomponente zwischen der Jetztzeit und dem zukünftigen Zeitpunkt Tf auftreten kann. In einem Beispiel kann Tf 15 Minuten von der Jetztzeit sein. Auf Grundlage dieses zukünftigen Zeitpunkts, und ferner auf Grundlage des aktuellen Batterie-SOC und der Durchschnittsrate der Batterie-SOC-Entleerung, kann ein Batterie-SOC bei Tf geschätzt werden. In einem Beispiel wird die fließende Durchschnittsrate der Batterie-SOC-Entleerung mit dem Zeitunterschied zwischen der Jetztzeit und dem zukünftigen Zeitpunkt multipliziert, das Produkt wird dann von dem aktuellen Batterie-SOC subtrahiert, wodurch eine Schätzung des zukünftigen Batterie-SOC erlangt wird. In anderen Beispielen kann der zukünftige Batterie-SOC durch Extrapolieren von einer nichtlinearen Regression des Zeitverlaufs des Batterie-SOC zum zukünftigen Zeitpunkt erlangt werden. Schließlich wird der geschätzte zukünftige Batterie-SOC verwendet, um ein maximales Motordrehmoment zu bestimmen, das durch den Elektromotor erzeugt werden kann, wenn er nur durch die Batterie mit Strom versorgt wird (Tbat). Tbat schätzt ein zukünftiges maximales Elektromotordrehmoment, das erzielbar ist, wenn der Range-Extender-Motor ausgeschaltet bleibt und der Elektromotor Leistung nur von der Batterie empfängt. In einem Beispiel kann die Beziehung zwischen Batterie-SOC und maximalem erzielbarem Elektromotordrehmoment im nicht-transitorischen Speicher der Steuerung als eine Lookup-Tabelle gespeichert werden. In einem weiteren Beispiel kann das maximale erzielbare Elektromotordrehmoment in Abhängigkeit von dem Batterie-SOC gemäß einem oder mehreren Modellen, die im Speicher der Steuerung gespeichert sind, berechnet werden. In einem dritten Beispiel kann ein neuronales Netz oder ein anderes adaptives Netzwerk der Fahrzeugsteuerung ein maximales erzielbares Elektromotordrehmoment auf Grundlage des geschätzten zukünftigen Batterie-SOC ausgeben. Sobald die Steuerung ein maximales erzielbares zukünftiges Elektromotordrehmoment, das nur durch Batterieleistung bereitgestellt werden kann, Tbat, geschätzt hat, kann das Verfahren 400 dann zu 414 weitergehen.
  • Bei 414 beinhaltet das Verfahren 400 Schätzen eines maximalen Drehmomentbedarfs des Bedieners, Top, zu dem zuvor ausgewählten zukünftigen Zeitpunkt Tf auf Grundlage der Fahrzeugposition, der aktuellen Strecke, Straßenbedingungen und Bedienerfahrthistorie. In einem Beispiel wird Top als das 95. Perzentil einer Gruppe von Fahrzeugnutzungsfällen auf Grundlage der aktuellen Fahrzeugposition geschätzt. In einem weiteren Beispiel wird Top als das 95. Perzentil einer Gruppe von realen Fahrzeugnutzungsfällen auf Grundlage der aktuellen Streckenbedingungen, einschließlich Gefälle, Höhe, Temperatur usw., geschätzt. In einem weiteren Beispiel wird Top auf Grundlage eines fließenden Durchschnitts des Drehmomentbedarfs des Bedieners in Verbindung mit dem durchschnittlichen Fahrzeugdrehmomentbedarf entlang der aktuellen Strecke geschätzt. In einem genaueren Beispiel kann Top auf Grundlage einer Bedienerfahrthistorie, die angibt, dass der maximale Drehmomentbedarf des Bedieners den durchschnittlichen Drehmomentbedarf für eine gegebene Strecke um ein Verhältnis übersteigt, durch Multiplizieren des durchschnittlichen Drehmomentbedarfs, der entlang der vorliegenden Strecke bei Zeitpunkt Tf angetroffen wird, mit dem Verhältnis geschätzt werden. Das Verhältnis kann ferner durch einen oder mehrere Faktoren eingestellt werden, die aktuelle Streckenbedingungen, Fahrzeugbetriebsbedingungen, Bedienerhistoriestatistiken usw. enthalten. Das Verfahren 400 kann dann zu 416 weitergehen.
  • Bei 416 beinhaltet das Verfahren 400 Evaluieren, ob Top für den ausgewählten zukünftigen Zeitpunkt Tf größer als Tbat ist. Wenn die Steuerung bei 416 bestimmt, dass Top geringer als Tbat ist, dann kann die Steuerung bestimmen, dass der Range-Extender-Motor nicht vor dem zukünftigen Zeitpunkt Tf gestartet werden muss, und das Verfahren 400 kann Tf aktualisieren (etwa durch Hochsetzen von Tf um einen vorbestimmten Betrag), wie bei 420, und zu 410 zurückkehren, wo die Steuerung damit fortfährt, neue Top- und Tbat-Werte auf Grundlage des aktualisieren Tf zu berechnen. Wenn die Steuerung jedoch bei 416 bestimmt, dass Top größer als Tbat ist, wodurch impliziert wird, dass zum Zeitpunkt Tf die Batterie möglicherweise nicht in der Lage ist, ein vom Bediener gefordertes Drehmoment bereitzustellen, dann kann das Verfahren 400 zu 418 weitergehen.
  • Bei 418 beinhaltet das Verfahren 400 Festlegen des Zeitpunkts, zu dem der Range-Extender-Motor betrieben werden muss, um dem Fahrzeug eine ergänzende Leistung bereitzustellen, gleich Tf. Das Verfahren 400 kann dann enden. Zurückkehrend zu der ersten Entscheidungsabzweigung des Verfahrens 400 bei 408 kann das Verfahren 400 zu 422 weitergehen, wenn bestimmt wird, dass der Range-Extender-Motor im Sparmodus betrieben werden soll.
  • Bei 422 beinhaltet das Verfahren 400 Schätzen des aktuellen Batterie-SOC, wie zuvor genauer bei 410 erörtert. Sobald der aktuelle Batterie-SOC geschätzt wurde, kann das Verfahren 400 dann zu 424 weitergehen.
  • Bei 424 beinhaltet das Verfahren 400 Prognostizieren des Fahrzeugleistungsverbrauchs entlang der aktuellen Strecke auf Grundlage von Streckenbedingungen, Fahreraggressivität und Wahrscheinlichkeit des HLK-Betriebs oder anderer zusätzlicher elektrischer Vorrichtungen, die entlang der aktuellen Strecke betrieben werden. In einem Beispiel basieren die durchschnittlichen Leistungsanforderungen für eine aktuelle Strecke auf Daten, die bei einer oder mehreren vorherigen Fahrten entlang der gesamten oder einem Teil der aktuellen Strecke durch dieses oder andere Fahrzeuge gesammelt wurden. In einem weiteren Beispiel können die durchschnittlichen Leistungsanforderungsdaten auf Grundlage von Steckenbedingungen indiziert werden oder können die durchschnittlichen Leistungsanforderungen durch einen Faktor eingestellt werden, um veränderte Streckenbedingungen, wie etwa schlechtes Wetter, Verkehr, Umgebungstemperatur usw., zu berücksichtigen. In einem weiteren Beispiel kann die Leistungsanforderung in einem oder mehreren Teilbereichen der aktuellen Strecke auf einem Modell basieren, wobei das Modell eine Leistungsanforderung für den Streckenteilbereich in Abhängigkeit von einer oder mehreren Variablen angibt, wie etwa Fahrzeugmasse, Fahrzeuggeschwindigkeit, Streckenbedingungen (einschließlich Straßengefälle, Wetter, Höhe, Geschwindigkeit entlang der Strecke usw.), Umgebungstemperatur, Fahrzeugbetriebsbedingungen usw. Ferner kann die Steuerung den Betrieb einer zusätzlichen elektrischen Vorrichtung berücksichtigen, die der Batterie eine zusätzliche elektrische Last auferlegen kann. In einem Beispiel kann ein HLK während eines Fahrtzyklus betrieben werden, wodurch die entlang der Strecke erforderliche Gesamtleistung erhöht wird, wobei der Betrieb solcher zusätzlichen elektrischen Vorrichtungen auf Grundlage der Fahrzeugbetriebshistorie in Abhängigkeit von der Strecke, Fahrzeugbetriebsbedingungen, Bedienerpräferenzen, Umgebungstemperaturen usw. prognostiziert werden kann. Sobald die Steuerung die durchschnittlichen Leistungsanforderungen entlang der vorliegenden Strecke bestimmt hat, kann auch die Gesamtenergie, die zum Erreichen eines aktuellen Zielorts erforderlich ist, berechnet werden. Das Verfahren 400 kann dann zu 426 weitergehen.
  • Bei 426 beinhaltet das Verfahren 400 Berechnen des zukünftigen Zeitpunkts Tf, zu dem der Range-Extender-Motor dem Fahrzeug ergänzende Leistung bereitstellen muss, auf Grundlage der durchschnittlichen Leistung, die entlang der aktuellen Strecke erforderlich ist, der Gesamtenergie, die zum Erreichen des Zielorts erforderlich ist, der Bedienerfahrthistorie, des aktuellen geschätzten Batterie-SOC und eines minimalen SOC-Schwellenwerts, sodass der Range-Extender über eine minimale mögliche Dauer betrieben wird, während dennoch sichergestellt wird, dass das Fahrzeug den Zielort mit dem Batterie-SOC über einem minimalen SOC-Schwellenwert erreicht. In einem Beispiel ist die Gesamtenergie, die zum Erreichen des Zielorts erforderlich ist, auf Grundlage eines aktuellen Batterie-SOC von 3 kWh nutzbarer Energie, einer Zeit zum Erreichen eines aktuellen Zielorts von 2 Stunden, eines Gesamtdurchschnittsleistungsverbrauchs entlang der vorliegenden Strecke von 2 kW und einer Range-Extender-Leistungsausgabe von 2 kW und ferner auf Grundlage eines Einstellungsfaktors von 1,25, der Streckenbedingungen und Bedienerfahrthistorie enthält, 1,25 x 2 kW x 2 Stunden = 5 kWh. Diese impliziert ein Energiedefizit von 5 kWh - 3 kWh = 2 kWh, das durch den Range-Extender-Motor bereitgestellt werden muss. Da der Range-Extender-Motor eine durchschnittliche Leistungsausgabe von 2 kW bereitstellt, bedeutet dies, dass der Range-Extender-Motor ergänzende Energie für 1 Stunde bereitstellen muss, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug seinen aktuellen Zielort erreicht, und somit wäre der erwartete Tf basierend auf diesen Berechnungen 1 Stunde von der Jetztzeit. In einem weiteren Beispiel kann eine zweite Dauer des Vorwärmens des Range-Extender-Motors auftreten, nachdem das Wärmeaustauschsystem das Vorwärmen herbeigeführt hat. Diese zweite Dauer des Vorwärmens kann, nachdem das Wärmeaustauschsystem das Vorwärmen herbeigeführt hat, während der Range-Extender-Motor Kraftstoff verbrennt, vor Tf sein; zu diesem Zeitpunkt muss der Range-Extender-Motor möglicherweise mit maximaler Leistung betrieben werden, um den Leistungsbedarf der Fahrzeuge zu ergänzen und um sicherzustellen, dass der aktuelle Zielort erreicht wird. Das Verfahren 400 kann dann zu 428 weitergehen.
  • Bei 428 beinhaltet das Verfahren 400 Festlegen des prognostizieren Zeitpunkts, zu dem der Range-Extender-Motor betrieben werden muss, um dem Fahrzeug eine ergänzende Leistung, wie bei 426 berechnet, bereitzustellen, auf Tf. Das Verfahren 400 kann dann enden.
  • Auf diese Weise kann eine Steuerung, die das Verfahren 400 einsetzt, einen Startzeitpunkt eines Range-Extender-Motors genauer prognostizieren, indem eine derartige Prognose auf den aktuellen Betriebsmodus des Range-Extender-Motors, die Bedienerfahrthistorie, die aktuelle Fahrzeugposition, die aktuelle Strecke zu einem Zielort, aktuelle Streckenbedingungen, Umgebungsbedingungen, Fahrzeugbetriebsbedingungen und Batterieladezustand gestützt wird. Durch genaueres Prognostizieren des Startzeitpunkts des Range-Extender-Motors kann das Vorwärmen der Range-Extender-Motorkomponente dementsprechend auf Grundlage einer erforderlichen Dauer des Vorwärmens geplant werden, sodass das Vorwärmen vor und innerhalb eines Schwellenwerts des prognostizierten Startzeitpunkts abgeschlossen ist.
  • Bezugnehmend nun auf 5 wird ein beispielhaftes Verfahren 500 angegeben, bei dem die Steuerung eines Fahrzeugs eine Dauer des Vorwärmens berechnen kann, die erforderlich ist, um die Temperaturen einer oder mehrerer oder aller einer Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten über ihre jeweiligen Schwellentemperaturen unter Verwendung von Abwärme anzuheben. Diese Vorwärmdauer wird hierin auch als die erforderliche Dauer des Vorwärmens bezeichnet. Die Steuerung kann diese erforderliche Dauer des Vorwärmens auf Grundlage der an einer Vielzahl von Abwärmequellen verfügbaren Abwärme, der Temperaturen dieser Abwärmequellen, der Wärmemenge, die von jeder der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten benötigt wird, der aktuellen Temperaturen der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten, Umgebungstemperaturen und Fahrzeugbetriebsbedingungen berechnen. Das Verfahren 500 kann vollständig oder teilweise in einem Verfahren zum Vorwärmen der Range-Extender-Motorkomponenten beinhaltet sein, wobei die Planung des Vorwärmens auf einer erforderlichen Dauer des Vorwärmens basiert und ferner auf einem prognostizierten Motorstartzeitpunkt basiert, wie etwa bei 316 des Verfahrens 300.
  • Das Verfahren 500 beginnt bei 502 und beinhaltet Schätzen und/oder Messen von Fahrzeugbetriebsbedingungen. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen können eines oder mehrere von Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugposition, Dauer des Fahrzeugbetriebs während des aktuellen Fahrtzyklus usw., verschiedene Elektromotorbedingungen, wie etwa Motorstatus (ein oder aus), Motortemperatur, Motordrehmoment, Motordrehzahl usw., verschiedene Motorbedingungen, wie etwa Motorstatus (ein oder aus), Motordrehzahl, Motortemperatur, Zeit seit der vorherigen Motorabschaltung, Zeit seit dem vorherigen Motorstart, usw., verschiedene Kraftstoffsystembedingungen, wie etwa Kraftstoffstand, Kraftstoffart, Kraftstofftemperatur usw., verschiedene Bedingungen des Verdampfungsemissionssystems, wie etwa Kraftstoffdampfkanisterbeladung, Kraftstofftankdruck usw., sowie verschiedene Umgebungsbedingungen, wie etwa Umgebungstemperatur, Feuchtigkeit, barometrischer Druck usw., verschiedene Batteriebedingungen, wie etwa aktueller Ladezustand der Batterie, aktuelle Batterietemperatur usw. beinhalten. Das Verfahren 500 kann dann zu 504 weitergehen.
  • Bei 504 beinhaltet das Verfahren 500 Messen oder Ableiten von Umgebungsbedingungen. Die Umgebungsbedingungen können die Temperatur der Umgebungsluft, den vorherrschenden barometrischen Druck, die Feuchtigkeit, Wind und Wetterbedingungen usw. beinhalten. Die Umgebungsbedingungen können durch die Fahrzeugsteuerung auf Grundlage der Ausgabe von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren gemessen oder abgeleitet werden. In einem Beispiel kann die Lufttemperatur auf Grundlage der Ausgabe von einem oder mehreren Temperatursensoren des Fahrzeugs geschätzt werden. In einem weiteren Beispiel kann der barometrische Druck auf Grundlage der Ausgabe von einem oder mehreren Drucksensoren des Fahrzeugs, wie etwa einem Ansaugkrümmerdrucksensor, gemessen oder abgeleitet werden. In noch einem weiteren Beispiel können die Umgebungsbedingungen mittels Verbindung zu einem drahtlosen Netzwerk, das einen Zugriff auf ein Navigations-/Wettersystem beinhalten kann, erlangt werden. Das Verfahren 500 kann dann zu 506 weitergehen.
  • Bei 506 beinhaltet das Verfahren 500 Messen oder Ableiten der Temperaturen der Vielzahl von Abwärmequellen und des PCM und der an diesen verfügbaren Abwärme. Das Messen oder Ableiten der Temperaturen der Vielzahl von Abwärmequellen kann Schätzen einer Rate der Temperaturänderung der Abwärmequellen beinhalten. In einem Beispiel beinhalten die Abwärmequellen diejenigen Fahrzeugkomponenten, die in einem Fahrzeug, das in einem Nur-Elektromodus betrieben wird (vollständig mittels Elektromotordrehmoment angetrieben), eine erhöhte Temperatur aufweisen können. In einem spezifischeren Beispiel können die Abwärmequellen einen Elektromotor, eine Batterie, ein Getriebe, einen Wechselrichter, einen Generator, einen PCM-Speicher beinhalten und können ferner Wärmetauscher beinhalten, die an einen oder mehrere Sitze oder Getränkehalter innerhalb der Fahrgastzelle, an eine oder mehrere Leuchten des Fahrzeugs, an das HLK-System des Fahrzeugs, an einen Bremsmechanismus des Fahrzeugs usw. gekoppelt sind. In einem Beispiel können die Temperaturen auf Grundlage einer Ausgabe von einer Vielzahl von Temperatursensoren gemessen werden, wie etwa die Temperatursensoren 260-282 des Wärmeaustauschsystems 160, die mit einer oder mehreren oder allen der Vielzahl von Abwärmequellen in Verbindung stehen. In einem weiteren Beispiel können die Temperaturen der Vielzahl von Abwärmequellen auf Grundlage der kumulierten Elektromotorausgangsleistung während des aktuellen Fahrtzyklus abgeleitet werden. In noch einem weiteren Beispiel kann die Temperatur der Vielzahl von Abwärmequellen auf Grundlage der Dauer des aktuellen Fahrtzyklus abgeleitet werden. Die Steuerung kann ferner die gesamte an der Vielzahl von Abwärmequellen verfügbare Abwärme auf Grundlage der gemessenen oder abgeleiteten Temperaturen der Abwärmequellen schätzen. In einem Beispiel kann die Steuerung die an einer oder mehreren der Vielzahl von Abwärmequellen verfügbare Abwärme durch Referenzieren einer Lookup-Tabelle oder eines Modells schätzen, wobei eine verfügbare Wärmemenge in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur, der gerade evaluierten Abwärmequelle und der aktuellen Temperatur der Abwärmequelle angegeben wird. In einem weiteren Beispiel kann die Steuerung die an einer Abwärmequelle verfügbare Abwärme auf Grundlage der Dauer des Betriebs der Abwärmequelle und ferner auf Grundlage der Fahrzeugbetriebsbedingungen und Umgebungsbedingungen schätzen. In einem genaueren Beispiel kann die am Elektromotor verfügbare Abwärme auf Grundlage der Dauer des Motorbetriebs und ferner auf Grundlage der Umgebungslufttemperatur und der Drehmomentausgabe des Elektromotors geschätzt werden. Sobald die Temperaturen der Vielzahl von Abwärmequellen und die an dieser verfügbare Abwärme gemessen, abgeleitet oder geschätzt wurden, kann das Verfahren 500 dann zu 508 weitergehen.
  • Bei 508 beinhaltet das Verfahren 500 Messen oder Ableiten der Temperaturen der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten und der Wärmemenge, um diese vorzuwärmen. Das Messen oder Ableiten der Temperaturen der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten kann Schätzen einer Rate der Temperaturänderung der Komponenten beinhalten. In einem Beispiel können die vorzuwärmenden Range-Extender-Motorkomponenten diejenigen Komponenten des Range-Extender-Motors beinhalten, die eine optimale Betriebstemperatur, die im Wesentlichen höher als die Umgebungstemperatur ist, besitzen. In einem spezifischeren Beispiel können die Range-Exender-Motorkomponenten eine oder mehrere Brennkammern, Sauerstoffsensoren (wie etwa UEGO-Sensoren), eine oder mehrere Kraftstoffleitungen/- einspritzungen, einen oder mehrere Abgasbehandlungskatalysatoren usw. beinhalten. In einem Beispiel können die Temperaturen durch einen oder mehrere einer Vielzahl von Temperatursensoren, wie etwa Temperatursensoren 260-282 des Wärmeaustauschsystems 160, gemessen werden, die mit einer oder mehreren oder allen der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten in Verbindung stehen. In einem weiteren Beispiel können die Temperaturen der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten auf Grundlage der Umgebungslufttemperatur und ferner auf Grundlage der Temperaturen von Abwärmequellen in der Nähe der Range-Extender-Motorkomponenten abgeleitet werden. Die Steuerung kann die Gesamtwärme, die zum Vorwärmen der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten erforderlich ist, ferner auf Grundlage der gemessenen oder abgeleiteten Temperaturen der Komponenten und ferner auf Grundlage einer Lookup-Tabelle oder eines Models schätzen, die in der Lage sind, eine erforderliche Gesamtmenge an Wärme unter Voraussetzung einer aktuellen Temperatur, einem Ziel-Temperaturschwellenwert und eine einzigartigen Kennung, die der Steuerung angibt, welche Range-Extender-Motorkomponente gerade evaluiert wird, zu erbringen. Sobald die Temperaturen und die zum Vorwärmen erforderliche Wärme an der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten gemessen, abgeleitet oder geschätzt wurden, kann das Verfahren 500 dann zu 510 weitergehen.
  • Bei 510 beinhaltet das Verfahren 500 Schätzen der Rate der Wärmeübertragung von den Abwärmequellen an die Range-Extender-Motorkomponenten auf Grundlage gemessener oder abgeleiteter Temperaturen der Abwärmequellen und Range-Extender-Motorkomponenten und ferner auf Grundlage von Umgebungsbedingungen. In einem Beispiel kann die Rate der Wärmeübertragung gemäß einer/einem oder mehreren Wärmeübertragungsgleichungen/- Modellen, die in einem Speicher der Fahrzeugsteuerung gespeichert sind, berechnet werden, wobei solche Wärmeübertragungsgleichungen oder -modelle auf dem Gebiet gebräuchlich sind. In einem weiteren Beispiel können die Wärmeübertragungsgleichungen die Rate der Wärmeübertragung an eine oder mehrere der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten in Abhängigkeit von den abgeleiteten Temperaturen der Abwärmequellen, den abgeleiteten Temperaturen der Range-Extender-Motorkomponenten, der abgeleiteten verfügbaren Wärme, die in der Vielzahl von Abwärmequellen enthalten ist, den Umgebungstemperaturen/-bedingungen und der Rate des Fluiddurchflusses innerhalb des einen oder der mehreren Wärmetauscher des Wärmeaustauschsystems angeben. In einem weiteren Beispiel steigt die Rate der Wärmeübertragung zwischen Abwärmequellen und Range-Extender-Motorkomponenten, wenn der Temperaturunterschied zwischen den Abwärmequellen und den Range-Extender-Motorkomponenten größer wird. In einem weiteren Beispiel wird die Rate der Wärmeübertragung auf Grundlage einer niedrigen Umgebungstemperatur reduziert, da in derartigen Fällen ein erhöhtes Maß an Wärmeverlust an die Umwelt während der Wärmeübertragung auftreten kann. In noch einem weiteren Beispiel kann die Rate der Wärmeübertragung auf Grundlage der Umgebungslufttemperatur in Zusammenhang mit der Umgebungsluftfeuchtigkeit eingestellt werden, da die Wärmekapazität der Luft mit der Feuchtigkeit steigt und der Effekt der Umgebungslufttemperatur in feuchterer Umgebungsluft erhöht wird. Sobald die Rate der Wärmeübertragung an die Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten geschätzt wurde, kann das Verfahren 500 dann zu 512 weitergehen.
  • Bei 512 kann das Verfahren 500 Schätzen der erforderlichen Dauer des Vorwärmens auf Grundlage der geschätzten Rate der Wärmeübertragung beinhalten. Die erforderliche Dauer des Vorwärmens kann ferner auf den Zieltemperaturen basieren, die mittels Vorwärmens der einen oder mehreren der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten erzielt werden sollen. In einem Beispiel können die Zieltemperaturen auf einer den Nutzen für die Leistungsfähigkeit maximierenden Zuweisung der verfügbaren Abwärme basieren. Diese den Nutzen für die Leistungsfähigkeit maximierende Zuweisung wird durch eine Steuerung des Fahrzeugs auf Grundlage der insgesamt verfügbaren Abwärme und der abgeleiteten oder gemessenen Temperaturen der Vielzahl von Abwärmequellen und Range-Extender-Motorkomponenten bestimmt. In einem Beispiel können eine oder mehrere der Range-Extender-Motorkomponenten eine zugehörige Leistungsfähigkeitsfunktion aufweisen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert ist, wobei die Leistungsfähigkeitsfunktion eine relative Leistungsfähigkeit der Range-Extender-Motorkomponente in Abhängigkeit von der Temperatur angibt. In einem weiteren Beispiel können mehrere Leistungsfähigkeitsfunktionen vorhanden sein, wobei jede Leistungsfähigkeitsfunktion eine andere Messgröße der Leistungsfähigkeit als Ausgabe angibt. In einem Beispiel kann die Messgröße der Leistungsfähigkeit eine relative Kraftstoffeffizienz, eine Emissionsreduzierungseffizienz, ein Grad der Reduzierung des Motorverschleißes oder ein Grad der Komponentengenauigkeit (wie etwa im Falle eines Sensors) sein. In einem weiteren Beispiel kann die erforderliche Dauer des Vorwärmens auf Grundlage einer höheren Zieltemperatur oder einer niedrigeren Rate der Wärmeübertragung länger sein. In einem weiteren Beispiel kann die erforderliche Dauer des Vorwärmens auf Grundlage einer niedrigeren Zieltemperatur oder einer höheren Rate der Wärmeübertragung kürzer sein. Sobald die erforderliche Dauer des Vorwärmens geschätzt wurde, kann das Verfahren 500 dann enden.
  • Auch wenn dies im beispielhaften Verfahren 500 nicht ausdrücklich angegeben wird, kann ein zusätzlicher Zeitraum zu der erforderlichen Dauer des Vorwärmens hinzuaddiert werden, wobei dieser zusätzliche Zeitraum ermöglicht, dass die Temperatur einer oder mehrerer der Range-Extender-Motorkomponenten nach dem Start des Range-Extender-Motors weiter steigen kann (und somit ein zusätzlicher Nutzen für die Leistungsfähigkeit erlangt wird). Der Start des Range-Extender-Motors, auf den vorliegend Bezug genommen wird, kann vor dem prognostizierten Startzeitpunkt des Range-Extender-Motors, auf den an anderer Stelle Bezug genommen wird, auftreten und kann dem Range-Extender-Motor einen Zeitraum ermöglichen, in dem er weiter aufgewärmt/vorgewärmt wird, bevor dem Motor eine größere Last auferlegt wird. Eine Einstellung der Planung des Vorwärmens kann in solchen Fällen vorgenommen werden, um den zusätzlichen Zeitraum eines „Nachzündung“-Motoraufwärmens zu berücksichtigen, sodass das Vorwärmen/Aufwärmen des Motors sowohl vor dem Zündvorgang als auch nach dem Zündvorgang vor und innerhalb eines Schwellenwerts des prognostizierten Motorstartzeitpunkts abgeschlossen ist. Im hierin verwendeten Sinne bezieht sich „Vorzündungsvorwärmen“ auf das Vorwärmen, das mittels Übertragung von Abwärme verwirklicht wird, während sich „Nachzündungsvorwärmen“ auf das Erwärmen bezieht, das mittels Wärme, die über Verbrennung innerhalb des Range-Extender-Motors erzeugt wird, verwirklicht wird.
  • Auf diese Weise wird eine erforderliche Dauer des Vorwärmens der Range-Extender-Motorkomponente durch eine Steuerung des Fahrzeugs genau geschätzt, wodurch ermöglicht wird, dass das Vorwärmen auf Grundlage der geschätzten erforderlichen Dauer des Vorwärmens und ferner auf Grundlage des prognostizierten Motorstartzeitpunkts geplant wird, sodass das Vorwärmen innerhalb eines Schwellenwerts des prognostizierten Motorstarts und davor abgeschlossen ist. Dies kann auch zu einer Reduzierung der suboptimalen Motorleistungsfähigkeit und des erhöhten Motorverschleißes führen, unmittelbar nach dem Start des Range-Extender-Motors bei suboptimalen Temperaturen. Sobald geplant, kann das Vorwärmen der Range-Extender-Motorkomponenten mittels Abwärme durch den Betrieb eines Wärmeaustauschsystems, wie etwa das Wärmeaustauschsystem 160, gemäß einem oder mehreren Verfahren, die im Speicher der Fahrzeugsteuerung gespeichert sind, durchgeführt werden, wie etwa das Verfahren 600, das durch ein übergeordnetes Ablaufdiagramm in 6 dargestellt ist und nachstehend genauer erörtert wird.
  • Bezugnehmend nun auf 6 ist ein beispielhaftes Verfahren 600 zur Implementierung durch eine Fahrzeugsteuerung eines Hybridelektrofahrzeugs vom Reihentyp gezeigt. Das Verfahren 600 kann einen Nutzen für die Leistungsfähigkeit für eine oder mehrere einer Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten beim Start des Range-Extender-Motors ermöglichen. Dieser Nutzen für die Leistungsfähigkeit kann relativ zu der Leistungsfähigkeit der einen oder mehreren Range-Extender-Motorkomponenten im Falle eines Starts des Range-Extender-Motors bei Umgebungstemperatur ohne jegliches Vorwärmen sein. Das Verfahren 600 ermöglicht eine Steigerung der Leistungsfähigkeit durch Übertragen der Abwärme, die an einer Vielzahl von Abwärmequellen verfügbar ist, an eine oder mehrere einer Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten mittels Betriebs eines Wärmeaustauschsystems, wie etwa das Wärmeaustauschsystem 160. Die Übertragung der verfügbaren Abwärme kann auf einer den Nutzen für die Leistungsfähigkeit maximierenden Zuweisung der Abwärme basieren, sodass der Wirkungsgrad des Range-Extender-Motors (oder eine andere Messgröße der Leistungsfähigkeit) unter der Voraussetzung einer begrenzten Menge an verfügbarer Abwärme maximiert wird. Das Verfahren 600 kann vollständig oder teilweise in einem Verfahren zum Vorwärmen der Range-Extender-Motorkomponenten beinhaltet sein, wobei die Planung des Vorwärmens auf einer erforderlichen Dauer des Vorwärmens basiert und ferner auf einem prognostizierten Motorstartzeitpunkt basiert, wie etwa bei 318 des Verfahrens 300.
  • Das Verfahren 600 beginnt bei 602 und beinhaltet Schätzen und/oder Messen von Fahrzeugbetriebsbedingungen. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen können eines oder mehrere von Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugposition, Dauer des Fahrzeugbetriebs während des aktuellen Fahrtzyklus usw., verschiedene Elektromotorbedingungen, wie etwa Motorstatus (ein oder aus), Motortemperatur, Motordrehmoment, Motordrehzahl usw., verschiedene Motorbedingungen, wie etwa Motorstatus (ein oder aus), Motordrehzahl, Motortemperatur, Zeit seit der vorherigen Motorabschaltung, Zeit seit dem vorherigen Motorstart, usw., verschiedene Kraftstoffsystembedingungen, wie etwa Kraftstoffstand, Kraftstoffart, Kraftstofftemperatur usw., verschiedene Bedingungen des Verdampfungsemissionssystems, wie etwa Kraftstoffdampfkanisterbeladung, Kraftstofftankdruck usw., sowie verschiedene Umgebungsbedingungen, wie etwa Umgebungstemperatur, Feuchtigkeit, barometrischer Druck usw., verschiedene Batteriebedingungen, wie etwa aktueller Ladezustand der Batterie, aktuelle Batterietemperatur usw. beinhalten. Das Verfahren 600 kann dann zu 604 weitergehen.
  • Bei 604 beinhaltet das Verfahren 600 Messen oder Ableiten von Umgebungsbedingungen. Die Umgebungsbedingungen können die Temperatur der Umgebungsluft, den vorherrschenden barometrischen Druck, die Feuchtigkeit, Wind und Wetterbedingungen usw. beinhalten. Die Umgebungsbedingungen können durch die Fahrzeugsteuerung auf Grundlage der Ausgabe von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren gemessen oder abgeleitet werden. In einem Beispiel kann die Lufttemperatur auf Grundlage der Ausgabe von einem oder mehreren Temperatursensoren des Fahrzeugs geschätzt werden, wie etwa ein Ansauglufttemperatursensor, der an den Motoransaugkanal gekoppelt ist. In einem weiteren Beispiel kann der barometrische Druck auf Grundlage der Ausgabe von einem Sensor für den barometrischen Druck, der an den Ansaugkanal des Motors gekoppelt ist, gemessen oder abgeleitet werden. In noch einem weiteren Beispiel können die Umgebungsbedingungen mittels Verbindung zu einem drahtlosen Netzwerk, das einen Zugriff auf ein Navigations-/Wettersystem beinhalten kann, erlangt werden. Das Verfahren 600 kann dann zu 606 weitergehen.
  • Bei 606 beinhaltet das Verfahren 600 Messen oder Ableiten der Temperaturen der Vielzahl von Abwärmequellen und des PCM und der an diesen verfügbaren Abwärme. Die verfügbare Abwärme kann auf Grundlage der Temperaturen der verschiedenen Abwärmequellen sowie auf Grundlage ihrer Betriebsbedingungen und Betriebsdauer abgeleitet werden. Zum Beispiel kann die am Elektromotor verfügbare Menge an Abwärme auf Grundlage seiner Betriebsdauer im aktuellen Fahrtzyklus, der Leistungsausgabe des Elektromotors während des aktuellen Fahrtzyklus und/oder der durch den Elektromotor während des aktuellen Fahrtzyklus verbrauchten Menge an elektrischer Energie abgeleitet werden. In einem weiteren Beispiel kann die Temperatur des mit einem Fahrzeugsitz in Verbindung stehenden Wärmetauschers mittels Ausgabe eines oder mehrerer Temperatursensoren, die mit dem mit dem Fahrzeugsitz in Verbindung stehenden Wärmetauscher in Verbindung stehen, abgeleitet werden. Das Messen oder Ableiten der Temperaturen der Vielzahl von Abwärmequellen kann Schätzen einer Rate der Temperaturänderung der Abwärmequellen beinhalten. In einem Beispiel beinhalten die Abwärmequellen diejenigen Fahrzeugkomponenten, die in einem Fahrzeug, das in einem Nur-Elektromodus betrieben wird (vollständig mittels Elektromotordrehmoment angetrieben), eine erhöhte Temperatur aufweisen können. In einem spezifischeren Beispiel können die Abwärmequellen einen Elektromotor, eine Batterie, ein Getriebe, einen Wechselrichter, einen Generator, einen PCM-Speicher beinhalten und können ferner Wärmetauscher beinhalten, die an einen oder mehrere Sitze oder Getränkehalter innerhalb der Fahrgastzelle, an eine oder mehrere Leuchten des Fahrzeugs, an das HLK-System des Fahrzeugs, an einen Bremsmechanismus des Fahrzeugs usw. gekoppelt sind. In einem Beispiel können die Temperaturen auf Grundlage einer Ausgabe von einer Vielzahl von Temperatursensoren gemessen werden, wie etwa die Temperatursensoren 260-282 des Wärmeaustauschsystems 160, die mit einer oder mehreren oder allen der Vielzahl von Abwärmequellen in Verbindung stehen. In einem weiteren Beispiel können die Temperaturen der Vielzahl von Abwärmequellen auf Grundlage der kumulierten Motorausgangsleistung während des aktuellen Fahrtzyklus abgeleitet werden. In noch einem weiteren Beispiel kann die Temperatur der Vielzahl von Abwärmequellen auf Grundlage der Dauer des aktuellen Fahrtzyklus abgeleitet werden. Die Steuerung kann ferner die gesamte an der Vielzahl von Abwärmequellen verfügbare Abwärme auf Grundlage der gemessenen oder abgeleiteten Temperaturen der Abwärmequellen schätzen. In einem Beispiel kann die Steuerung die an einer oder mehreren der Vielzahl von Abwärmequellen verfügbare Abwärme durch Referenzieren einer Lookup-Tabelle oder eines Modells schätzen, wobei eine verfügbare Wärmemenge in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur, der gerade evaluierten Abwärmequelle und der aktuellen Temperatur der Abwärmequelle angegeben wird. Sobald die Temperaturen der Vielzahl von Abwärmequellen und die an dieser verfügbaren Abwärme gemessen, abgeleitet oder geschätzt wurden, kann das Verfahren 600 dann zu 608 weitergehen.
  • Bei 608 beinhaltet das Verfahren 600 Messen oder Ableiten der Temperaturen der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten und der Wärmemenge, um diese vorzuwärmen. Das Messen oder Ableiten der Temperaturen der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten kann Schätzen einer Rate der Temperaturänderung der Komponenten beinhalten. In einem Beispiel können die vorzuwärmenden Range-Extender-Motorkomponenten diejenigen Komponenten des Range-Extender-Motors beinhalten, die eine optimale Betriebstemperatur, die im Wesentlichen höher als die Umgebungstemperatur ist, besitzen. In einem spezifischeren Beispiel können die Range-Exender-Motorkomponenten eine oder mehrere Brennkammern, Sauerstoffsensoren (wie etwa UEGO-Sensoren), eine oder mehrere Kraftstoffleitungen/- einspritzungen, einen oder mehrere Abgasbehandlungskatalysatoren usw. beinhalten. In einem Beispiel können die Temperaturen durch einen oder mehrere einer Vielzahl von Temperatursensoren, wie etwa Temperatursensoren 260-282 des Wärmeaustauschsystems 160, gemessen werden, die mit einer oder mehreren oder allen der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten in Verbindung stehen. In einem weiteren Beispiel können die Temperaturen der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten auf Grundlage der Umgebungslufttemperatur und ferner auf Grundlage der Temperaturen von Abwärmequellen in der Nähe der Range-Extender-Motorkomponenten abgeleitet werden. Die Steuerung kann die Gesamtwärme, die zum Vorwärmen der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten erforderlich ist, ferner auf Grundlage der gemessenen oder abgeleiteten Temperaturen der Komponenten und ferner auf Grundlage einer Lookup-Tabelle oder eines Models schätzen, die in der Lage sind, eine erforderliche Gesamtmenge an Wärme unter Voraussetzung einer aktuellen Temperatur, einem Ziel-Temperaturschwellenwert und eine einzigartigen Kennung, die der Steuerung angibt, welche Range-Extender-Motorkomponente gerade evaluiert wird, zu erbringen. Die Steuerung kann zusätzlich eine Abfolge oder Reihenfolge für das Vorwärmen bestimmen, sodass eine Priorität des Vorwärmens für jede der Range-Extender-Motorkomponenten bestimmt wird. In einem Beispiel kann die Range-Extender-Motorkomponente mit der höchsten zugewiesenen Priorität des Vorwärmens die erste sein, die vorgewärmt wird, und kann die Range-Extender-Motorkomponente mit der niedrigsten Priorität als letzte vorgewärmt werden. Die Priorität kann auf einer prognostizierten Temperatur zum Zeitpunkt des prognostizierten Starts des Range-Extender-Motors basieren oder kann auf dem prognostizierten Temperaturanstieg nach dem Motorstart basieren, oder kann ferner auf der antizipierten Leistungsfähigkeit der Komponente beim Start des Range-Extender-Motors basieren. Sobald die Temperaturen und die zum Vorwärmen erforderliche Wärme an der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten gemessen, abgeleitet oder geschätzt wurden, kann das Verfahren 600 dann zu 610 weitergehen.
  • Bei 610 beinhaltet das Verfahren 600 Berechnen einer Zuweisung verfügbarer Abwärme zwischen der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten auf Grundlage eines prognostizierten Nutzens für die Leistungsfähigkeit, der dadurch erlangt wird. In einem Beispiel beinhaltet das Berechnen der Zuweisung verfügbarer Abwärme Teilen der insgesamt verfügbaren Abwärme in eine Vielzahl von Teilen, wobei die Summe der Teile gleich oder geringer als die insgesamt verfügbare Abwärme ist, und wobei einer oder mehrere oder jeder der Vielzahl von Teilen einer oder mehreren oder jeder der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten, die vorgewärmt werden sollen, entsprechen kann. In einem weiteren Beispiel wird der Teil der Abwärme, der an eine Range-Extender-Motorkomponente übertragen werden soll, größer, wenn der prognostizierte Nutzen der Übertragung größer wird. Als ein Beispiel können die prognostizierten Nutzen für die Leistungsfähigkeit aus einem Temperaturanstieg in einer oder mehreren der Range-Extender-Motorkomponenten resultieren und können eine prognostizierte Reduzierung des Motorverschleißes (aufgrund der reduzierten Reibung in einem erwärmten Motor gegenüber einem kalten Motor), eine Reduzierung der Motoremissionen und einen Anstieg des Motorwirkungsgrads beinhalten. In einem weiteren Beispiel kann eine Steuerung des Fahrzeugs berechnen, dass der Wirkungsgrad des Range-Extender-Motors maximiert wird, indem alle verfügbare Abwärme an die Brennkammern des Range-Extender-Motors übertragen wird, gegenüber einem Übertragen der verfügbaren Abwärme gleichmäßig verteilt unter allen Range-Extender-Motorkomponenten. Diese Bestimmung kann auf der prognostizierten hohen Motorlast, die beim Start erwartet wird, basieren, und somit bietet das Vorwärmen der Brennkammern einen größeren Nutzen für den Wirkungsgrad des Motors als das Erwärmen anderer Range-Extender-Motorkomponenten. In einem weiteren Beispiel wird eine geringe Motorlast beim Motorstart erwartet und somit kann die Fahrzeugsteuerung bestimmen, dass eine wesentliche Emissionsreduzierung erzielt werden kann, indem ein Abgaskatalysator des Motors vorgewärmt wird und dass das Vorwärmen der Brennkammern des Motors möglicherweise keinen deutlichen Nutzen für die Leistungsfähigkeit erzeugt. Auf diese Weise kann die Steuerung des Fahrzeugs eine Verteilung der verfügbaren Abwärme an die Range-Extender-Motorkomponenten auf Grundlage eines prognostizierten Nutzens für die Leistungsfähigkeit und ferner auf Grundlage der Fahrzeugbetriebsbedingungen zuweisen. In einem weiteren Beispiel beinhaltet das Berechnen einer Zuweisung der verfügbaren Abwärme Berechnen einer Zieltemperatur, für die prognostiziert wird, dass sie bei Übertragung des Teils der Abwärme in die Range-Extender-Motorkomponenten erzielt wird. Der prognostizierte Nutzen kann auf Grundlage einer Leistungsfähigkeitsfunktion, die im Speicher der Steuerung gespeichert ist, berechnet werden, wobei die Leistungsfähigkeitsfunktion eine Leistungsfähigkeit einer Range-Extender-Motorkomponente auf eine Temperatur der Komponente bezieht, wobei die Leistungsfähigkeit durch Teilen durch die maximale mögliche Leistungsfähigkeit normalisiert werden kann. In einem weiteren Beispiel können mehrere Leistungsfähigkeitsfunktionen vorhanden sein, wobei jede Leistungsfähigkeitsfunktion eine andere Messgröße der Leistungsfähigkeit als Ausgabe angibt. In einem Beispiel kann die Messgröße der Leistungsfähigkeit eine relative Kraftstoffeffizienz, eine Emissionsreduzierungseffizienz, ein Grad der Reduzierung des Motorverschleißes oder ein Grad der Komponentengenauigkeit (wie etwa im Falle eines Sensors) sein. In einem weiteren Beispiel kann die Zuweisung verfügbarer Abwärme auf dem Maximieren einer gewichteten zusammengesetzten Funktion basieren, zusammengesetzt aus einer linearen Kombination der Leistungsfähigkeitsfunktionen für eine oder mehrere oder alle der Range-Extender-Motorkomponenten. Das Verfahren 600 kann dann zu 612 weitergehen.
  • Bei 612 beinhaltet das Verfahren 600 Übertragen der Wärme von Abwärmequellen an Range-Extender-Motorkomponenten. In einem Beispiel wird die Übertragung von Wärme von Abwärmequellen an Range-Extender-Motorkomponenten durch Betreiben eines Wärmeaustauschsystems, wie etwa das Wärmeaustauschsystem 160, erzielt. Das Betreiben kann Fließen von Wärmeaustauschfluid durch einen oder mehrere der Vielzahl von Wärmetauschern, die mit Abwärmequellen und Range-Extender-Motorkomponenten in Verbindung stehen, beinhalten. Das Betreiben des Wärmeaustauschsystems kann Betreiben einer oder mehrerer Pumpen, die mit dem Wärmeaustauschsystem in Verbindung stehen, wie etwa Pumpe 164, beinhalten. In einem weiteren Beispiel kann das Betreiben der einen oder mehreren Pumpen, die mit dem Wärmeaustauschsystem in Verbindung stehen, Anweisen eines Arbeitszyklus der Pumpe auf Grundlage der zu übertragenden Wärmemenge, der Fahrzeugbetriebsbedingungen, eines Batterie-SOC und Umgebungsbedingungen beinhalten. Durch Betreiben des Wärmeaustauschsystems, um die verfügbare Abwärme an die Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten zu übertragen, gemäß der in 610 berechneten, die Leistungsfähigkeit maximierenden Zuteilung, kann eine Dauer der suboptimalen Motorleistungsfähigkeit beim Motorkaltstart gemindert werden. Das Verfahren 600 kann dann zu 614 weitergehen.
  • Bei 614 beinhaltet das Verfahren 600 Einstellen der Rate der Wärmeübertragung aus den Abwärmequellen auf Grundlage der abgeleiteten/gemessenen Temperaturen der Abwärmequellen. In einem Beispiel kann das Einstellen der Rate der Wärmeübertragung aus den Abwärmequellen, wenn die Wärmeübertragung mittels Betriebs eines fluidisch gekoppelten Netzes von Wärmetauschern erzielt wird, wie etwa im Wärmeaustauschsystem 160, Einstellen einer Stellung eines Ventils oder von Ventilen, die mit Wärmetauschern in Verbindung stehen, die in thermischem Kontakt mit den Abwärmequellen sind, und dadurch Einstellen des Durchflusses eines Wärmeaustauschfluids durch die Wärmetauscher beinhalten. In einem weiteren Beispiel kann das Einstellen der Rate der Wärmeübertragung aus den Abwärmequellen auf Grundlage der abgeleiteten Temperatur der Abwärmequellen Reduzieren oder vollständiges Sperren des Durchflusses des Wärmeaustauschfluids durch einen oder mehrere mit der Abwärmequelle in Verbindung stehenden Wärmetauschern auf Grundlage einer Angabe, dass die Temperatur an den Abwärmequellen unter einem Schwellenwert liegt, beinhalten. Der Schwellenwert kann auf Grundlage der Temperaturen an einer oder mehreren Range-Extender-Motorkomponenten gewählt werden, sodass eine Abwärmequelle unter der Schwellentemperatur möglicherweise nicht in der Lage ist, eine angemessene (oder überhaupt eine) Wärme für die eine oder mehreren Range-Extender-Motorkomponenten bereitzustellen. In noch einem weiteren Beispiel kann die Rate der Wärmeübertragung aus einer oder mehreren Abwärmequellen erhöht werden, indem die Durchflussrate des Wärmeaustauschfluids durch Wärmetauscher, die mit Abwärmequellen über der Schwellentemperatur in Verbindung stehen, erhöht wird, wobei der Durchfluss stärker ansteigen kann, wenn der Unterschied zwischen der Abwärmequellentemperatur und dem Temperaturschwellenwert größer wird. In einem weiteren Beispiel kann der Durchfluss von Wärmeaustauschfluid durch einen oder mehrere mit der Abwärmequelle in Verbindung stehende Wärmetauscher auf Grundlage einer abgeleiteten Rate der Wärmeerzeugung an den Abwärmequellen erhöht werden, wobei der Durchfluss ansteigt, wenn die Rate der Wärmeerzeugung ansteigt. In einem letzten Beispiel kann die Rate der Wärmeentnahme aus der Vielzahl von Abwärmequellen auf Grundlage der Gesamtmenge an Abwärme, die an Range-Extender-Motorkomponenten übertragen werden soll, eingestellt werden, sodass die Rate der Übertragung eingestellt wird, um sicherzustellen, dass die Zieltemperaturen der Range-Extender-Motorkomponenten vor dem Motorstart erfüllt werden. Das Verfahren 600 kann dann zu 616 weitergehen.
  • Bei 616 beinhaltet das Verfahren 600 Nutzen von Wärme, die im PCM gespeichert ist, oder Umgehen auf Grundlage der Temperaturen des PCM, Abwärmequellen und Range-Extender-Motorkomponenten (7). Das Verfahren 600 kann dann zu 618 weitergehen.
  • Bei 618 beinhaltet das Verfahren 600 Einstellen der Rate der Wärmeübertragung in die Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten auf Grundlage der berechneten Zuteilung verfügbarer Abwärme. In einem Beispiel beinhaltet das Einstellen der Rate der Wärmeübertragung in eine oder mehrere der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten Erhöhen der Rate der Wärmeübertragung in die Komponente, wenn der zugeteilte Teil der insgesamt verfügbaren Abwärme, die in Komponente(n) übertragen werden soll, größer wird. In einem weiteren Beispiel beinhaltet das Einstellen Verringern der Rate der Wärmeübertragung in eine oder mehrere Range-Extender-Motorkomponenten, wenn der zugeteilte Teil der insgesamt verfügbaren Abwärme, die in Komponente(n) übertragen werden soll, kleiner wird. In einem weiteren Beispiel kann das Einstellen der Rate der Wärmeübertragung in die Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten, wenn die Wärmeübertragung mittels Betriebs eines fluidisch gekoppelten Netzes von Wärmetauschern erzielt wird, wie etwa im Wärmeaustauschsystem 160, Einstellen einer Stellung eines Ventils oder von Ventilen, die mit Wärmetauschern in Verbindung stehen, die in thermischem Kontakt mit den Range-Extender-Motorkomponenten sind, und dadurch Einstellen des Durchflusses eines Wärmeaustauschfluids durch diese beinhalten. Auf diese Weise wird die Ziel-Wärmemenge, die an jede Range-Extender-Motorkomponente übertragen werden soll, erzielt, wie gemäß der zuvor bei 610 berechneten Zuteilung bestimmt. Das Verfahren 600 kann dann zu 620 weitergehen.
  • Bei 620 beinhaltet das Verfahren 600 Evaluieren, ob das Vorwärmen einer oder mehrerer oder aller Range-Extender-Motorkomponenten abgeschlossen ist. In einem Beispiel kann das Evaluieren, ob eine Range-Extender-Motorkomponente vorgewärmt ist, Bestimmen, ob die aktuelle Temperatur der Range-Extender-Motorkomponente höher als ihre entsprechende Zieltemperatur ist, beinhalten, wobei die Zieltemperatur auf Grundlage der Abwärme, die der Komponente gemäß der Zuteilungsberechnung, die zuvor bei 610 genauer erörtert wurde, zugeteilt ist, bestimmt werden kann. In einem weiteren Beispiel kann das Ableiten der aktuellen Temperatur der Range-Extender-Motorkomponente(n), die gerade evaluiert wird/werden, wie zuvor bei 608 erörtert erzielt werden. In einem weiteren Beispiel können die Range-Extender-Motorkomponenten auf Einzelbasis mit ihren Zieltemperaturen verglichen werden, wodurch ermöglicht wird, dass das Vorwärmen an denjenigen Range-Extender-Motorkomponenten, die keine weitere Erwärmung benötigen, beendet wird, während das Vorwärmen derjenigen Komponenten, die ein weiteres Vorwärmen benötigen, beibehalten wird. Wenn bei 620 eine Bestimmung getroffen wird, dass das Vorwärmen nicht abgeschlossen ist, kann das Vorwärmen fortgeführt werden, wie bei 622, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem eine Bestimmung getroffen wird, dass das Vorwärmen abgeschlossen ist. Das Verfahren 600 kann dann zu 624 weitergehen.
  • Bei 624 beinhaltet das Verfahren 600 Beenden der Wärmeübertragung. In einem Beispiel kann das Beenden der Wärmeübertragung zwischen Abwärmequellen und Range-Extender-Motorkomponenten durch Beenden des Betriebs eines Wärmeaustauschsystems erzielt werden. In einem weiteren Beispiel kann das Beenden des Betriebs des Wärmeaustauschsystems Abschalten einer oder mehrerer oder aller Pumpen, die mit dem Wärmeaustauschsystem in Verbindung stehen, beinhalten. In einem weiteren Beispiel kann das Beenden der Wärmeübertragung an eine oder mehrere oder alle Range-Extender-Motorkomponenten Schließen eines oder mehrerer Ventile, die mit den Komponenten in Verbindung stehen, beinhalten, wodurch ein Durchfluss eines Wärmeaustauschfluids durch den/die Wärmetauscher, die mit den Komponenten in Verbindung stehen, verhindert wird. In einem weiteren Beispiel kann die Wärmeübertragung zwischen einer Teilmenge der Vielzahl von Abwärmequellen und Range-Extender-Motorkomponenten beendet werden, und auf diese Weise kann die Rate der Wärmeübertragung zwischen den weiterhin betriebenen Abwärmequellen und Range-Extender-Motorkomponenten erhöht werden. Auch wenn dies in 6 nicht ausdrücklich dargestellt ist, ist klar, dass der Durchfluss von Wärmeaustauschfluid zu der einen oder mehreren Abwärmequellen oder Range-Extender-Motorkomponenten durch die Fahrzeugsteuerung gesperrt werden kann, etwa durch Betätigen eines Ventils, wenn die Temperatur des Wärmeaustauschfluids einen oberen Temperaturschwellenwert für eine oder mehrere der Abwärmequellen oder Range-Extender-Motorkomponenten übersteigt, wodurch ein Überwärmen verhindert wird. Der obere Temperaturschwellenwert kann für eine oder mehrere oder jede der Vielzahl von mit dem Wärmetauscher in Verbindung stehenden Abwärmequellen und Range-Extender-Motorkomponenten auf Grundlage der Leistungsfähigkeit der Abwärmequelle oder Range-Extender-Motorkomponente in Abhängigkeit von der Temperatur, und ferner auf Grundlage der Materialeigenschaften der Abwärmequelle oder Range-Extender-Motorkomponente, bestimmt werden. In einem Beispiel kann die obere Schwellentemperatur der elektronischen Fahrzeugkomponenten 200 Grad Fahrenheit betragen. Das Verfahren 600 kann dann enden.
  • Auf diese Weise kann eine Steuerung eines Hybridelektrofahrzeugs vom Reihentyp, die ein Verfahren, wie das Verfahren 600, einsetzt, eine oder mehrere einer Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten auf Grundlage einer berechneten Zuteilung der an der Vielzahl von Abwärmequellen verfügbaren Abwärme vorwärmen, sodass ein maximaler Anstieg einer oder mehrerer oder einer gewichteten Kombination von Messgrößen für die Leistungsfähigkeit des Betriebs des Range-Extender-Motors beim Motorstart erzielt werden kann. Dies kann ferner eine Reduzierung einer Dauer der suboptimalen Motorleistungsfähigkeit nach dem Start des Range-Extender-Motors ermöglichen, etwa wenn der Motor bei Umgebungstemperatur startet. Das Vorwärmen gemäß dem Verfahren 600 kann durch Betrieb eines Wärmeaustauschsystems, wie etwa das Wärmeaustauschsystem 160, ausgeführt werden, das in einigen Ausführungsformen einen Wärmespeicher enthält (wie etwa einen PCM-basierten Wärmespeicher). Unter einigen Bedingungen kann der PCM-basierte Wärmespeicher Wärme für eine spätere Nutzung speichern, etwa wenn überschüssige Wärme verfügbar ist. Unter anderen Umständen kann der PCM-basierte Wärmespeicher verwendet werden, um die an der Vielzahl von Abwärmequellen verfügbare Abwärme zu ergänzen oder zu ersetzen. Der Betrieb des Wärmespeichers kann durch eine Steuerung des Fahrzeugs, wie etwa die Steuerung 190, die ein oder mehrere im Speicher gespeicherte Verfahren implementiert, wie etwa das Verfahren 700 der 7, geregelt werden.
  • Bezugnehmend nun auf 7 wird ein beispielhaftes Verfahren 700 gezeigt. Das Verfahren 700 dient zur Implementation durch eine Steuerung eines Fahrzeugs, das ein Wärmeaustauschsystem besitzt, und ferner einen Wärmespeicher (wie etwa einen PCM-basieren Wärmespeicher) besitzt, der thermisch an das Wärmeaustauschsystem gekoppelt ist. Das Verfahren 700 erweitert den Nutzen der Vorwärmverfahren, wie etwa des Verfahrens 600, indem es eine Strategie anbietet, um Abwärme zu speichern, wenn überschüssige Abwärme verfügbar ist, und die gespeicherte Abwärme zu nutzen, wenn andere Abwärmequellen unzureichend sind, um das Vorwärmen zu erzielen, oder wenn eine höhere Rate des Vorwärmens erwünscht ist. Dies ermöglicht, dass Vorwärmverfahren, wie etwa das Verfahren 600, über eine größere Bandbreite von Fahrzeugnutzungsszenarios sinnvoll eingesetzt werden, etwa wenn ein Range-Extender-Motor frühzeitig in einem Fahrtzyklus gestartet werden muss (und somit Vorwärmen benötigt) und andere Abwärmequellen noch nicht auf ausreichend hohen Temperaturen sind, um ein angemessenes Vorwärmen bereitzustellen. Das Verfahren 700 kann vollständig oder teilweise in einem Verfahren zum Vorwärmen der Range-Extender-Motorkomponenten beinhaltet sein, wobei die Planung des Vorwärmens auf einer erforderlichen Dauer des Vorwärmens basiert und ferner auf einem prognostizierten Motorstartzeitpunkt basiert, wie etwa bei 318 des Verfahrens 300. Das Verfahren 700 kann auch in einem Verfahren zum Betreiben eines Wärmaustauschsystems, um einer oder mehreren einer Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten einen zugeteilten Teil verfügbarer Abwärme bereitzustellen, wie etwa das Verfahren bei 616 des Verfahrens 600, beinhaltet sein.
  • Das Verfahren 700 beginnt bei 702 und beinhaltet Schätzen und/oder Messen von Fahrzeugbetriebsbedingungen. Die Fahrzeugbetriebsbedingungen können eines oder mehrere von Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugposition, Dauer des Fahrzeugbetriebs während des aktuellen Fahrtzyklus usw., verschiedene Elektromotorbedingungen, wie etwa Motorstatus (ein oder aus), Motortemperatur, Motordrehmoment, Motordrehzahl usw., verschiedene Motorbedingungen, wie etwa Motorstatus (ein oder aus), Motordrehzahl, Motortemperatur, Zeit seit der vorherigen Motorabschaltung, Zeit seit dem vorherigen Motorstart, usw., verschiedene Kraftstoffsystembedingungen, wie etwa Kraftstoffstand, Kraftstoffart, Kraftstofftemperatur usw., verschiedene Bedingungen des Verdampfungsemissionssystems, wie etwa Kraftstoffdampfkanisterbeladung, Kraftstofftankdruck usw., sowie verschiedene Umgebungsbedingungen, wie etwa Umgebungstemperatur, Feuchtigkeit, barometrischer Druck usw., verschiedene Batteriebedingungen, wie etwa aktueller Ladezustand der Batterie, aktuelle Batterietemperatur usw. beinhalten. Das Verfahren 700 kann dann zu 704 weitergehen.
  • Bei 704 beinhaltet das Verfahren 700 Messen oder Ableiten von Umgebungsbedingungen. Die Umgebungsbedingungen können die Temperatur der Umgebungsluft, den vorherrschenden barometrischen Druck, die Feuchtigkeit, Wind und Wetterbedingungen usw. beinhalten. Die Umgebungsbedingungen können durch die Fahrzeugsteuerung auf Grundlage der Ausgabe von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren gemessen oder abgeleitet werden. In einem Beispiel kann die Lufttemperatur auf Grundlage der Ausgabe von einem oder mehreren Temperatursensoren des Fahrzeugs geschätzt werden. Als ein anderes Beispiel kann der barometrische Druck auf Grundlage der Ausgabe von einem oder mehreren Drucksensoren des Fahrzeugs, wie etwa einem Ansaugkrümmerdrucksensor, gemessen oder abgeleitet werden. In noch einem weiteren Beispiel können die Umgebungsbedingungen mittels Verbindung zu einem drahtlosen Netzwerk, das einen Zugriff auf ein Navigations-/Wettersystem beinhalten kann, erlangt werden. Das Verfahren 700 kann dann zu 706 weitergehen.
  • Bei 706 beinhaltet das Verfahren 700 Schätzen und/oder Messen der Temperaturen des PCM-Wärmespeichers, der Abwärmequellen und der Range-Extender-Motorkomponenten. Dies kann wie durch die Beispiele bei 606 und 608 des Verfahrens 600 durchgeführt werden. Die Temperatur des PCM-Wärmespeichers kann in beliebiger Weise, die auf dem Gebiet gebräuchlich ist, gemessen oder abgeleitet werden. In einem Beispiel kann die Temperatur des PCM-Wärmespeichers auf Grundlage einer Ausgabe eines oder mehrerer Temperatursensoren, wie etwa der Temperatursensor 284 im Wärmeaustauschsystem 160, abgeleitet werden. In einem weiteren Beispiel kann die Temperatur des PCM-basieren Wärmespeichers auf einem „Buchhaltung“-Verfahren basieren, wobei die Gesamtwärmeeingabe- und -ausgabe summiert werden, um eine aktuelle Temperatur des PCM-Wärmespeichers zu ergeben. Derartige Wärmeeingaben und -ausgaben können auf Umgebungsbedingungen basieren und können ferner auf dem Betrieb eines mit dem PCM-Wärmespeicher in Verbindung stehenden Wärmetauschers, wie etwa der PCM-HEX 224 des Wärmeaustauschsystems 160, basieren. Sobald die Temperaturen der Abwärmequellen, der Range-Extender-Motorkomponenten und des PCM-Wärmespeichers geschätzt wurden, kann das Verfahren 700 dann zu 708 weitergehen.
  • Bei 708 beinhaltet das Verfahren 700 Evaluieren, ob der PCM-basierte Wärmespeicher eine Temperatur über einem Schwellenwert aufweist. In einem Beispiel kann die Schwellentemperatur auf den Temperaturen der vorzuwärmenden Range-Extender-Motorkomponenten basieren, sodass die Schwellentemperatur höher als die niedrigste Temperatur einer vorzuwärmenden Range-Extender-Motorkomponente ist. Ein PCM-Wärmespeicher mit einer Temperatur über dem Schwellenwert kann in der Lage sein, das Vorwärmen für eine oder mehrere der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten bereitzustellen. Wenn die Steuerung bei 708 bestimmt, dass der PCM-basierte Wärmespeicher eine Temperatur höher als die Schwellentemperatur aufweist, kann das Verfahren 700 zu 710 weitergehen.
  • Bei 710 beinhaltet das Verfahren 700 Evaluieren, ob eine oder mehrere der Range-Extender-Motorkomponenten ein Vorwärmen benötigen. In einem Beispiel beinhaltet das Evaluieren, ob eine oder mehrere der Range-Extender-Motorkomponenten Vorwärmen benötigen, Bestimmen, ob prognostiziert ist, dass ein Range-Extender-Motor startet, und beinhaltet ferner Bestimmen, ob eine oder mehrere Range-Extender-Motorkomponenten unter einer Schwellentemperatur liegen. Die Schwellentemperatur kann auf der optimalen Betriebstemperatur der Range-Extender-Motorkomponente basieren, sodass ein Anstieg der Temperatur einen Nutzen für die Leistungsfähigkeit der Komponente verleihen kann. Wenn die Steuerung bei 710 bestimmt, dass keine Range-Extender-Motorkomponente Vorwärmen benötigt, kann das Verfahren 700 dann zu 714 weitergehen. Bei 714 kann das Verfahren 700 Halten der gespeicherten Abwärme in dem PCM-basierten Wärmespeicher beinhalten, da zu diesem Zeitpunkt kein Vorwärmen erforderlich ist. In einem Beispiel kann das Halten der gespeicherten Abwärme in dem PCM-Wärmespeicher beinhalten, dass ein Durchfluss durch einen mit dem PCM-Wärmespeicher in Verbindung stehenden Wärmetauscher verhindert wird. In einem weiteren Beispiel kann das Verhindern des Durchflusses durch einen mit dem PCM-Wärmespeicher in Verbindung stehenden Wärmetauscher Bewegen eines Ventils in eine geschlossene Stellung oder Halten eines Ventils in dieser Stellung beinhalten, wobei das Ventil den Durchfluss eines Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher steuern kann, wie etwa das Ventil 252 des Wärmeaustauschsystems 160. Das Verfahren 700 kann dann enden.
  • Zurückkehrend zu 710, wenn die Steuerung bestimmt, dass eine oder mehrere Range-Extender-Motorkomponenten Vorwärmen benötigen, wie zuvor genauer erörtert wurde, kann das Verfahren 700 dann zu 716 weitergehen. Bei 716 beinhaltet das Verfahren 700 Nutzen von Abwärme, die im PCM-basierten Wärmespeicher gespeichert ist, um Range-Extender-Motorkomponenten vorzuwärmen. In einem Beispiel kann die in dem PCM-Wärmespeicher gespeicherte Abwärme genutzt werden, indem ein Wärmeaustauschfluid durch einen mit dem PCM-Wärmespeicher in Verbindung stehenden Wärmetauscher fließt. Wenn das Wärmeaustauschfluid durch den mit dem PCM-Wärmespeicher in Verbindung stehenden Wärmetauscher fließt, kann Wärme von dem PCM-Wärmespeicher an das Wärmeaustauschfluid übertragen werden. Das Wärmeaustauschfluid kann dann durch einen oder mehrere Wärmetauscher, die mit den Range-Extender-Motorkomponenten, die ein Vorwärmen benötigen, in Verbindung stehen, fließen, auf Grundlage des Teils der insgesamt verfügbaren Abwärme, der an die Komponenten übertragen werden soll, wie genauer im Verfahren 600 beschrieben wurde. In einem weiteren Beispiel kann der Durchfluss von Wärmeaustauschfluid durch den mit dem PCM-Wärmespeicher in Verbindung stehenden Wärmetauscher durch die Stellung eines Ventils gesteuert werden, wobei die Entnahmerate der Abwärme aus dem PCM-Wärmespeicher durch die Stellung dieses Ventils gesteuert werden kann, sodass eine größere Öffnung des Ventils zu einer höheren Rate der Wärmeübertragung führen kann und eine geringe Öffnung des Ventils zu einer niedrigeren Rate der Wärmeübertragung führen kann. In einem weiteren Beispiel kann das Nutzen der im PCM-Wärmespeicher gespeicherten Abwärme gleichzeitig mit der Entnahme von Wärme aus einer oder mehreren der Vielzahl von Wärmequellen auftreten. Das Verfahren 700 kann dann enden.
  • Zurückkehrend zu 708, wenn die Steuerung bestimmt, dass der PCM-basierte Wärmespeicher eine Temperatur niedriger als die Schwellentemperatur aufweist, kann das Verfahren 700 zu 712 weitergehen. Bei 712 beinhaltet das Verfahren 700 Evaluieren, ob eine oder mehrere der Range-Extender-Motorkomponenten ein Vorwärmen benötigen, wie zuvor im Hinblick auf 710 erörtert. Wenn die Steuerung bei 712 bestimmt, dass Vorwärmen erforderlich ist, kann das Verfahren 700 dann zu 718 weitergehen. Bei 718 beinhaltet das Verfahren 700 Durchführen des Vorwärmens ohne Nutzung des PCM. Wenn bei 718 bestimmt wurde, dass der PCM-Wärmespeicher unter einem Temperaturschwellenwert liegt, wodurch wenig oder keine Kapazität zum Vorwärmen angegeben wird, und wenn ferner bestimmt wurde, dass ein Vorwärmen einer oder mehrerer Range-Extender-Motorkomponenten erforderlich ist, kann das Vorwärmen mittels anderen Abwärmequellen als dem PCM-basierten Wärmespeicher bereitgestellt werden. In einem Beispiel wird das Vorwärmen mittels anderer Abwärmequellen als der PCM-basierte Wärmespeicher gemäß einem Verfahren einer Fahrzeugsteuerung, wie etwa das Verfahren 600, durchgeführt. Während des Vorwärmens mittels anderer Abwärmequellen kann ein mit dem PCM-Wärmespeicher in Verbindung stehender Wärmetauscher fluidisch von den Wärmetauschern, die mit den anderen Abwärmequellen in Verbindung stehen, isoliert sein. In einem weiteren Beispiel kann das fluidische Isolieren eines mit dem PCM-Wärmespeicher in Verbindung stehenden Wärmetauschers Bewegen eines Ventils in eine geschlossene Stellung oder Halten eines Ventils in dieser Stellung beinhalten, wobei das Ventil den Durchfluss eines Wärmeaustauschfluids durch den Wärmetauscher steuern kann, wie etwa das Ventil 252 des Wärmeaustauschsystems 160. Das Verfahren 700 kann dann enden.
  • Zurückkehrend zu 712, wenn die Steuerung bestimmt, dass kein Vorwärmen der Range-Extender-Motorkomponente erforderlich ist, kann das Verfahren 700 dann zu 720 weitergehen. Bei 720 beinhaltet das Verfahren 700 Speichern jeglicher verfügbaren Abwärme in dem PCM-Wärmespeicher für spätere Nutzung. Da kein Vorwärmen von Range-Extender-Motorkomponenten bei 720 erforderlich ist, kann die an der Vielzahl von Abwärmequellen verfügbare Abwärme genutzt werden, um die Temperatur des PCM, das innerhalb des PCM-Wärmespeichers untergebracht ist, zu erhöhen, wodurch ermöglicht wird, dass auf diese Wärme für verschiedene Zwecke zu einem späteren Zeitpunkt zugegriffen werden kann. In einem Beispiel wird Abwärme in dem PCM-Wärmespeicher gespeichert, indem Wärme von einer oder mehreren einer Vielzahl von Abwärmequellen mittels Betriebs eines Wärmeaustauschsystems an den PCM-Wärmespeicher übertragen wird. Der Betrieb des Wärmeaustauschsystems kann Fließen von Wärmeaustauschfluid durch einen Wärmetauscher, der mit der einen oder den mehreren Abwärmequellen in Verbindung steht, beinhalten, gefolgt durch Fließen des Wärmeaustauschfluids durch einen mit dem PCM-Wärmespeicher in Verbindung stehenden Wärmetauscher. Der Durchfluss durch einen oder mehrere der oben genannten Wärmetauscher kann durch eine Fahrzeugsteuerung, wie etwa die Steuerung 190, mittels Betätigung eines oder mehrere Ventile, die mit den Wärmetauschern in Verbindung stehen, oder durch Steuern der Ausgabe einer oder mehrere Pumpen, die den Durchfluss erzeugen, gesteuert werden. Die Betätigung der Ventile kann einen Querschnitt des Durchflusses in einem Rohr oder einer Leitung, das/die zu dem/den Wärmetauscher(n) führt, steuern, und durch Ändern des Querschnitts des Durchflusses kann die Durchflussrate eines Wärmeaustauschfluids durch den/die Wärmetauscher gesteuert oder beendet werden. Das Verfahren 700 kann dann enden.
  • Auf diese Weise kann eine Fahrzeugsteuerung, durch Einsetzen des Verfahrens 700, die Spanne von Szenarios, in denen Range-Extender-Motorkomponenten unter Verwendung von Abwärme vorgewärmt werden können, wie etwa durch das Verfahren 600, erweitern, wodurch ein Nutzen für die Leistungsfähigkeit für einen Range-Extender-Motor beim Start verliehen wird und eine Dauer der suboptimalen Motorleistungsfähigkeit nach dem Start reduziert wird.
  • Auf diese Weise kann durch Nutzen der Abwärme, die an einer Vielzahl von Abwärmequellen, die in einem Fahrzeug, das mittels Elektromotorantrieb betrieben wird, vorhanden sind, verfügbar ist, um eine oder mehrere der Vielzahl von temperaturempfindlichen Range-Extender-Motorkomponenten unter Verwendung eines Wärmeaustauschsystems zu erwärmen, und auf Grundlage des prognostizierten Nutzens für die Leistungsfähigkeit, der in der Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten in Abhängigkeit von dem Vorwärmen erzielt wird, die Leistungsfähigkeit eines Range-Extender-Motors beim Start erhöht werden, im Vergleich zu einem Range-Extender-Motor, der bei Umgebungstemperaturen startet. Ferner kann durch Schätzen der erforderlichen Dauer, um dieses Vorwärmen mittels Betriebs eines Wärmeaustauschsystems zu erzielen, auf Grundlage der Temperaturen und der an den Abwärmequellen verfügbaren Abwärme und ferner auf Grundlage des erforderlichen Ausmaßes des Vorwärmens für die Vielzahl von Range-Extender-Motorkomponenten eine genauere Schätzung der Zeit, die zum Erzielen des Vorwärmens erforderlich ist, vorgenommen werden. Diese genauere Schätzung der Dauer des Vorwärmens kann zusammen mit einem prognostizierten Startzeitpunkt des Range-Extender-Motors verwendet werden, um das Vorwärmen so zu planen, dass das Vorwärmen innerhalb einer Schwellenzeit des prognostizierten Starts und davor erzielt wird, und auf diese Weise kann eine Dauer des suboptimalen Motorbetriebs nach dem Kaltstart reduziert werden. Ferner kann durch Prognostizieren des Starts des Range-Extender-Motors auf Grundlage eines aktuellen Batterie-SOC, einer geschätzten fließenden Durchschnittsrate des Leistungsverbrauchs, einer aktuellen Strecke zu einem Zielort, der Zeit/Entfernung zum Erreichen des Zielorts, aktueller Streckenbedingungen und Bedienerfahrthistorie die Genauigkeit des prognostizierten Starts verbessert werden, und derart, dass der Start des Range-Extender-Motors weit genug im Voraus prognostiziert werden kann, um zu ermöglichen, dass das Vorwärmen vor dem prognostizierten Motorstart durchgeführt wird, wodurch die oben genannten Vorteile ermöglicht werden.
  • Ein beispielhaftes Verfahren für ein Fahrzeug umfasst Übertragen von Abwärme von einem Fahrzeugantriebsmotor und zugehöriger Leistungselektronik über einen Wärmeaustauschmechanismus, um eine Brennkraftmaschine (bzw. Verbrennungsmotor) vorzuwärmen. In dem vorstehenden Beispiel beinhaltet das Übertragen von Abwärme von einem Fahrzeugantriebsmotor und zugehöriger Leistungselektronik, zusätzlich oder optional, Übertragen von Abwärme von einem Traktionsmotor, einer Batterie, einem Wechselrichter und einem Generator, wobei das Verfahren ferner Übertragen von Abwärme von einer oder mehreren zusätzlichen Abwärmequellen, die ein Getriebe, eine Klimaanlage des Fahrzeugs und eine Fahrgastzelle beinhalten, umfasst. In jedem oder allen der vorstehenden Beispiele tritt das Übertragen, zusätzlich oder optional, auf, während das Fahrzeug über den Fahrzeugantriebsmotor angetrieben wird, wobei das Verfahren ferner Einstellen eines Starts der Übertragung auf Grundlage eines prognostizierten Starts des Motors umfasst, wobei der Start eingestellt ist, um das Vorwärmen des Motors vor dem prognostizierten Start abzuschließen. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele wird der Start, zusätzlich oder optional, ferner auf Grundlage einer Größenordnung der Abwärme eingestellt, wobei die Übertragung relativ zu dem prognostizierten Start des Motors früher gestartet wird, wenn die Größenordnung der Abwärme abnimmt. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Verfahren, zusätzlich oder optional, Schätzen der Größenordnung der Abwärme auf Grundlage einer Betriebsdauer des Elektromotors, der durchschnittlichen Elektromotorausgangsleistung sowie der Umgebungstemperatur. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele wird der prognostizierte Start des Motors, zusätzlich oder optional, auf Grundlage eines Auftretens eines Spitzendrehmoments prognostiziert, das eine elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors während eines aktuellen Fahrtzyklus übersteigt. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele wird die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors während des aktuellen Fahrtzyklus, zusätzlich oder optional, auf Grundlage eines Ladezustands einer an den Elektromotor gekoppelten Batterie geschätzt, und wird das Spitzendrehmoment auf Grundlage einer Vielzahl von Parametern geschätzt, die mit einer Fahrtstrecke im aktuellen Fahrtzyklus in Zusammenhang steht, wobei die Vielzahl von Parametern ein Straßengefälle, Wetter- und Verkehrsbedingungen entlang der Fahrtstrecke, durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrerhistorie beinhaltet. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele ist der Motor, zusätzlich oder optional, ein Range-Extender-Motor, der über eine Batterie des Fahrzeugantriebsmotors indirekt an Räder des Fahrzeugs gekoppelt ist. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet der Wärmeaustauschmechanismus, zusätzlich oder optional, eine Vielzahl von Wärmetauschern, die entsprechend an jede/n von dem Fahrzeugantriebsmotor, der zugehörigen Leistungselektronik und dem Motor gekoppelt ist, wobei der Wärmeaustauschmechanismus ferner eines oder mehrere von einem zirkulierenden Kühlmittel und einem Phasenänderungsmaterial beinhaltet.
  • Ein weiteres beispielhaftes Verfahren umfasst: während des Antreibens eines Hybridfahrzeugs über einen Elektromotor in einem Fahrtzyklus, Übertragen von Abwärme, die an Bord des Fahrzeugs erzeugt wird, über einen Wärmeaustauschmechanismus, um einen Motor vorzuwärmen, bevor der Motor in dem Fahrtzyklus gestartet wird. In dem vorstehenden Beispiel wird der Motor, zusätzlich oder optional, als Reaktion darauf, dass ein Ladezustand einer Batterie, die an den Elektromotor gekoppelt ist, unter einen Schwellenwert abfällt, gestartet, und ist der Motor über die Batterie an Räder des Fahrzeugs gekoppelt. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet die Abwärme, zusätzlich oder optional, Abwärme, die durch den Elektromotor, zugehörige Leistungselektronik, einschließlich eines Wechselrichters, einer Batterie und eines Generators, eine Klimaanlage des Fahrzeugs und eine Kabinenkonsole erzeugt wird. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Einstellen eines Starts der Übertragung auf Grundlage der Abwärme, die an Bord des Fahrzeugs erzeugt wird, relativ zu einer Wärmemenge, die erforderlich ist, um den Motor auf eine Zieltemperatur beim Motorstart zu erwärmen. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Prognostizieren des Motorstarts auf Grundlage eines Auftretens eines Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentausgabe des Elektromotors in dem Fahrtzyklus übersteigt, wobei das Auftreten des Spritzendrehmomentbedarfs auf Grundlage von Parametern in Zusammenhang mit einer Fahrtstrecke in dem Fahrtzyklus prognostiziert wird, wobei die elektrische Drehmomentausgabe des Elektromotors auf Grundlage des Ladezustands der Batterie geschätzt wird. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Übertragen der Abwärme über den Wärmeaustauschmechanismus, zusätzlich oder optional, Übertragen eines oder mehrerer von einem zirkulierenden Kühlmittel und einem Phasenänderungsmaterial. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet der Wärmeaustauschmechanismus, zusätzlich oder optional, einen ersten Wärmetauscher, der an den Elektromotor gekoppelt ist, einen zweiten Wärmetauscher, der an den Motor gekoppelt ist, wobei jeder von dem ersten und zweiten Wärmetauscher das Kühlmittel zirkulieren lässt, und einen dritten Wärmetauscher, der an jeden von dem ersten und zweiten Wärmetauscher gekoppelt ist, wobei der dritte Wärmetauscher zusätzlich an einen Phasenänderungsmaterialspeicher gekoppelt ist. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele wird die Abwärme vom Elektromotorbetrieb, zusätzlich oder optional, von dem Elektromotor über den ersten und dritten Wärmetauscher an das Phasenänderungsmaterial übertragen, wenn eine Temperatur des Phasenänderungsmaterials unter einem Schwellenwert liegt, und wird die Abwärme von dem Phasenänderungsmaterial über den zweiten und dritten Wärmetauscher an den Motor übertragen, wenn die Temperatur des Phasenänderungsmaterials über dem Schwellenwert liegt.
  • In einem weiteren Beispiel umfasst ein System für ein Hybridfahrzeug: einen über eine Batterie mit Strom versorgten Elektromotor; einen an die Batterie gekoppelten Motor; ein Wärmeaustauschsystem mit einem Ventil; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher für Folgendes gespeichert sind: Antreiben des Fahrzeugs über den Elektromotor; Einstellen einer Stellung des Ventils, um Abwärme von dem Elektromotor zu übertragen, um den Motor vorzuwärmen; und Starten des Motors nach dem Vorwärmen als Reaktion darauf, dass ein Ladezustand der Batterie unter einen Schwellenwert abfällt. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung, zusätzlich oder optional, ferner Anweisungen für Folgendes: Prognostizieren des Starts des Motors auf Grundlage einer durchschnittlichen Elektromotorausgangsleistung, einer Änderungsrate des Batterieladezustands und Fahrtstreckenparametern; und Beginnen der Übertragung von Abwärme, um den Motor vor dem Motorstart auf eine Zieltemperatur vorzuwärmen. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung, zusätzlich oder optional, ferner Anweisungen zum Schätzen einer Größenordnung der Abwärme auf Grundlage einer Betriebsdauer des Elektromotors, der durchschnittlichen Elektromotorausgangsleistung sowie der Umgebungstemperatur, wobei der Beginn der Übertragung auf Grundlage der Größenordnung der Abwärme eingestellt wird.
  • Ein weiteres beispielhaftes Verfahren für ein Elektrofahrzeug umfasst: Betreiben in einem ersten Modus, bei dem Abwärme von einem Fahrzeugantriebsmotor und zugehöriger Leistungselektronik über einen Wärmeaustauschmechanismus übertragen wird, um nur eine erste Motorkomponente vor einem Motorstart vorzuwärmen; und Betreiben in einem zweiten Modus, bei dem die Abwärme übertragen wird, um nur eine zweite andere Motorkomponente vor dem Motorstart vorzuwärmen. In dem vorstehenden Beispiel umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Auswählen des ersten Modus als Reaktion darauf, dass ein erster Nutzen für die Leistungsfähigkeit im Zusammenhang mit dem Betreiben des Motors mit der ersten vorgewärmten Motorkomponente einen zweiten Nutzen für die Leistungsfähigkeit im Zusammenhang mit dem Betreiben des Motors mit der zweiten vorgewärmten Motorkomponente übersteigt, und Auswählen des zweiten Modus als Reaktion darauf, dass der zweite Nutzen für die Leistungsfähigkeit den ersten Nutzen für die Leistungsfähigkeit übersteigt. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet der erste Nutzen für die Leistungsfähigkeit, zusätzlich oder optional, eines von einem ersten Motorkraftstoffeffizienzanstieg, einer ersten Reduzierung des Motorverschleißes und einer ersten Reduzierung der Abgasemissionen beim Übertragen der Abwärme an die erste Motorkomponente, und beinhaltet der zweite Nutzen für die Leistungsfähigkeit einen zweiten Motorkraftstoffeffizienzanstieg, eine zweite Reduzierung des Motorverschleißes und eine zweite Reduzierung der Emissionen beim Übertragen der Abwärme an die zweite Motorkomponente. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Betreiben in einem dritten Modus, bei dem ein erster Teil der Abwärme an die erste Motorkomponente übertragen wird und ein zweiter verbleibender Teil der Abwärme an die zweite Motorkomponente übertragen wird, wobei ein Verhältnis des ersten Teils relativ zum zweiten Teil auf Grundlage einer Temperatur der ersten Motorkomponente relativ zu einer Temperatur der zweiten Motorkomponente eingestellt wird. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele wird der erste Teil, zusätzlich oder optional, relativ zum zweiten Teil größer, wenn die Temperatur der ersten Komponente unter die Temperatur der zweiten Komponente abfällt. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele wird das Verhältnis, zusätzlich oder optional, ferner auf Grundlage des ersten Nutzens für die Leistungsfähigkeit relativ zu dem zweiten Nutzen für die Leistungsfähigkeit eingestellt, wobei der erste Teil relativ zu dem zweiten Teil größer wird, wenn der erste Nutzen für die Leistungsfähigkeit den zweiten geschätzten Nutzen für die Leistungsfähigkeit übersteigt. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Schätzen einer Größenordnung der Abwärme auf Grundlage einer Dauer des Elektromotorbetriebs und einer durchschnittlichen Elektromotorausgangsleistung in einem aktuellen Fahrtzyklus, und Auswählen zwischen dem ersten, zweiten und dritten Modus auf Grundlage einer Größenordnung der Abwärme, wobei der dritte Modus als Reaktion darauf, dass die Größenordnung größer als ein Schwellenwert ist, ausgewählt wird und einer von dem ersten und zweiten Modus als Reaktion darauf, dass die Größenordnung geringer als der Schwellenwert ist, ausgewählt wird. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet, zusätzlich oder optional, die erste Motorkomponente einen Abgassauerstoffsensor und beinhaltet die zweite Motorkomponente einen Abgaskatalysator. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Übertragen von Abwärme von dem Fahrzeugantriebsmotor und der zugehörigen Leistungselektronik, zusätzlich oder optional, Übertragen von Abwärme von dem Elektromotor, einer Batterie, einem Wechselrichter und einem Generator. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele ist der Motor, zusätzlich oder optional, indirekt über die Batterie an Fahrzeugräder gekoppelt und wird der Motor gestartet, um der Batterie elektrische Energie bereitzustellen. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner während des ersten, zweiten und dritten Modus Prognostizieren des Motorstarts auf Grundlage dessen, dass ein vom Fahrer gefordertes Elektromotordrehmoment ein maximales erzielbares Elektromotordrehmoment während des aktuellen Fahrtzyklus übersteigt. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Prognostizieren, dass das vom Fahrer geforderte Elektromotordrehmoment das maximale erzielbare Drehmoment übersteigt, auf Grundlage einer Fahrzeugposition, einer aktuellen Strecke zu einem Zielort während des aktuellen Fahrtzyklus, einer Fahrerhistorie, einer fließenden durchschnittlichen Batterieleistungsentleerungsrate entlang der vorliegenden Strecke zu dem Zielort in dem aktuellen Fahrtzyklus, eines aktuellen Batterieladezustands und Streckenbedingungen.
  • Ein weiteres beispielhaftes Verfahren umfasst während des Antreibens eines Fahrzeugs über einen Elektromotor, Starten eines Motors, um eine an den Elektromotor gekoppelte Batterie zu laden; während eines ersten Motorstarts, Übertragen der gesamten Abwärme, die an dem Elektromotor und zugehöriger Leistungselektronik erzeugt wird, an eine erste Motorkomponente vor dem Starten des Motors; während einer zweiten Bedingung, Übertragen der gesamten Abwärme an eine zweite Motorkomponente vor dem Starten des Motors; und während einer dritten Bedingung, Verteilen der Abwärme zwischen der ersten Motorkomponente und der zweiten Motorkomponente vor dem Starten des Motors. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele ist, zusätzlich oder optional, die erste Motorkomponente eine Brennkammer und ist die zweite Motorkomponente einer von einem Abgaskatalysator und einem Abgassauerstoffsensor. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele ist, zusätzlich oder optional, während der ersten Bedingung ein erster Nutzen für die Kraftstoffeffizienz beim Betreiben des Motors mit der ersten vorgewärmten Komponente und der zweiten, nicht vorgewärmten Komponente größer als ein zweiter Nutzen für die Kraftstoffeffizienz beim Betreiben des Motors mit der zweiten vorgewärmten Komponente und der ersten, nicht vorgewärmten Komponente; wobei während der zweiten Bedingung der erste Nutzen für die Kraftstoffeffizienz geringer als der zweite Nutzen für die Kraftstoffeffizienz ist, und wobei während der dritten Bedingung ein dritter Nutzen für die Kraftstoffeffizienz beim Betreiben des Motors, wenn jede der ersten und zweiten Komponenten vorgewärmt ist, größer als jeder von dem ersten und zweiten Nutzen für die Kraftstoffeffizienz ist. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Modellieren von jedem von dem ersten, zweiten und dritten Nutzen für die Kraftstoffeffizienz unter Verwendung der Komponententemperatur als Eingabe.
  • Ein weiteres beispielhaftes Fahrzeugsystem umfasst einen an Fahrzeugräder gekoppelten Elektromotor; eine an den Elektromotor und einen Generator gekoppelte Batterie; einen über den Generator an die Batterie gekoppelten Motor, wobei der Motor einen Abgaskatalysator und einen Zylinder beinhaltet; ein Wärmeaustauschsystem mit einer Vielzahl von Wärmetauschern, einem zirkulierenden Kühlmittel und einem Phasenänderungsmaterial; und eine Steuerung mit Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher für Folgendes gespeichert sind: während des Antreibens der Fahrzeugräder über den Elektromotor in einem Fahrtzyklus, Übertragen von Wärme über das Wärmeaustauschsystem von dem Elektromotor, dem Generator und der Batterie, um einen oder mehrere von dem Zylinder und dem Abgaskatalysator vor dem Motorstart auf eine Zieltemperatur vorzuwärmen; und nach dem Vorwärmen Starten des Motors, um den Ladezustand der Batterie über eine Schwellenladung zu erhöhen. In den vorstehenden Beispielen beinhaltet die Steuerung, zusätzlich oder optional, ferner Anweisungen zum Übertragen von Wärme, um als Reaktion darauf, dass ein erster Unterschied zwischen einer Ist-Zylindertemperatur und einer Ziel-Zylindertemperatur größer als ein zweiter Unterschied zwischen einer Ist-Katalysatortemperatur und einer Ziel-Katalysatortemperatur ist, nur den Zylinder vorzuwärmen; und Übertragen von Wärme, um als Reaktion darauf, dass der erste Unterschied kleiner als der zweite Unterschied ist, nur den Katalysator vorzuwärmen. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung, zusätzlich oder optional, ferner Anweisungen zum: Prognostizieren eines Zeitpunkts des Motorstarts auf Grundlage eines Auftretens eines Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentausgabe des Elektromotors in dem Fahrtzyklus übersteigt, wobei das Auftreten des Spritzendrehmomentbedarfs auf Grundlage von Parametern in Zusammenhang mit einer Fahrtstrecke in dem Fahrtzyklus prognostiziert wird, wobei die elektrische Drehmomentausgabe des Elektromotors auf Grundlage des Ladezustands der Batterie geschätzt wird; und Einstellen eines Starts der Übertragung von Abwärme, um das Vorwärmen vor dem prognostizierten Zeitpunkt des Motorstarts abzuschließen. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung, zusätzlich oder optional, ferner Anweisungen zum: Einstellen eines Ventils des Wärmeaustauschsystems, um die Abwärme von einem mit dem Elektromotor in Verbindung stehenden Wärmetauscher an das zirkulierende Kühlmittel und das Phasenänderungsmaterial und dann von dem zirkulierenden Kühlmittel und dem Phasenänderungsmaterial an einen oder mehrere von dem Zylinder und dem Abgaskatalysator zu übertragen.
  • Noch ein weiteres Verfahren umfasst: während des Antreibens eines Fahrzeugs über einen Elektromotor in einem Fahrtzyklus, Einstellen einer Reihenfolge der Übertragung von Abwärme von dem Elektromotor und der zugehörigen Leistungselektronik an eine Vielzahl von Motorkomponenten vor dem Motorstart auf Grundlage zumindest der Motorkomponententemperatur. In dem vorstehenden Beispiel beinhaltet die Abwärme, zusätzlich oder optional, Abwärme, die über den Elektromotor, über eine den Elektromotor versorgende Batterie und über jeden von einem Wechselrichter und einem Generator, die an den Elektromotor und/oder die Batterie gekoppelt sind, erzeugt wird. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen der Reihenfolge der Übertragung von Abwärme an die Vielzahl von Motorkomponenten, zusätzlich oder optional, Einstellen der Reihenfolge der Übertragung der Abwärme an jeden von einem Motorzylinder, einem Abgaskatalysator und einem Abgassauerstoffsensor. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen der Reihenfolge, zusätzlich oder optional, Schätzen eines Unterschieds zwischen einer aktuellen Temperatur jeder der Vielzahl von Motorkomponenten und einer entsprechenden Zieltemperatur beim Motorstart und Übertragen der Wärme zuerst an eine der Vielzahl von Motorkomponenten, die einen größten Unterschied aufweist. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen der Reihenfolge, zusätzlich oder optional, Schätzen eines Unterschieds zwischen einer aktuellen Temperatur jeder der Vielzahl von Motorkomponenten und einer entsprechenden Zieltemperatur beim Motorstart und Übertragen der Wärme zuerst an eine der Vielzahl von Motorkomponenten, die einen kleinsten Unterschied aufweist. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele wird der Motorstart, zusätzlich oder optional, auf Grundlage eines Auftretens eines Spitzendrehmomentbedarfs, der die maximale Drehmomentausgabe des Elektromotors übersteigt, prognostiziert, wobei der Spritzendrehmomentbedarf auf Grundlage von Parametern in Zusammenhang mit einer Fahrtstrecke in dem Fahrtzyklus prognostiziert wird, wobei die maximale Drehmomentausgabe des Elektromotors auf Grundlage einer Änderungsrate des Ladezustands der Batterie prognostiziert wird. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Schätzen der in dem Fahrtzyklus verfügbaren Abwärme auf Grundlage der Parameter in Zusammenhang mit der Fahrtstrecke, einschließlich Verkehrs- und Wetterbedingungen der Strecke, Straßengefälle und Bedienerfahrthistorie, wobei die Parameter aus einem Navigationssystem des Fahrzeugs abgerufen werden. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele basiert das Einstellen der Reihenfolge, zusätzlich oder optional, ferner auf einer Position jeder der Vielzahl von Motorkomponenten relativ zu einer Quelle der Abwärme. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen, zusätzlich oder optional, Übertragen von Abwärme von dem Elektromotor und der zugehörigen Leistungselektronik zuerst an eine der Vielzahl von Motorkomponenten, die sich am nächsten zum Elektromotor befindet, und zuletzt an eine andere der Vielzahl von Motorkomponenten, die sich weiter weg vom Elektromotor befindet. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele basiert das Einstellen der Reihenfolge, zusätzlich oder optional, ferner auf einem Nutzen für die Leistungsfähigkeit im Zusammenhang mit jeder der Vielzahl von Motorkomponenten, wobei das Einstellen Übertragen der Abwärme zuerst an eine erste der Vielzahl von Motorkomponenten beinhaltet, die einen größten Nutzen für die Leistungsfähigkeit aufweist, wenn sie vorgewärmt betrieben wird. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele wird die Abwärme, zusätzlich oder optional, von dem Elektromotor und der zugehörigen Leistungselektronik an die Vielzahl von Motorkomponenten über ein Wärmeaustauschsystem übertragen, das ein Wärmeaustauschventil, ein zirkulierendes Kühlmittel und ein Phasenänderungsmaterial beinhaltet.
  • Noch ein weiteres beispielhaftes Verfahren umfasst, während des Antreibens eines Fahrzeugs über einen Elektromotor, Prognostizieren eines Motorstartzeitpunkts auf Grundlage einer Änderung des Ladezustands einer an den Elektromotor gekoppelten Batterie; während eines ersten Modus, vor dem Motorstart, Übertragen von Abwärme von dem Elektromotor und der zugehörigen Leistungselektronik, um zuerst eine erste Motorkomponente vorzuwärmen und dann eine zweite Motorkomponente vorzuwärmen; und während eines zweiten Modus, vor dem Motorstart, Übertragen der Abwärme von dem Elektromotor und der zugehörigen Leistungselektronik, um zuerst die zweite Motorkomponente vorzuwärmen und dann die erste Motorkomponente vorzuwärmen. In dem vorstehenden Beispiel beinhaltet, zusätzlich oder optional, das Vorwärmen der ersten Motorkomponente Vorwärmen auf eine erste Zieltemperatur beim Motorstart und beinhaltet das Vorwärmen der zweiten Motorkomponente Vorwärmen auf eine zweite andere Zieltemperatur beim Motorstart. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Auswählen zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus auf Grundlage einer Größenordnung der Abwärme und ferner auf Grundlage einer aktuellen Temperatur jeder der ersten und zweiten Motorkomponente. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Auswählen, zusätzlich oder optional: Auswählen des ersten Modus, wenn die Größenordnung der Abwärme ausreichend ist, um die erste Motorkomponente von der aktuellen Temperatur auf die erste Zieltemperatur zu vorzuwärmen, aber nicht ausreichend ist, um die zweite Motorkomponente von der aktuellen Temperatur auf die zweite Zieltemperatur vorzuwärmen; und Auswählen des zweiten Modus, wenn die Größenordnung der Abwärme ausreichend ist, um die zweite Motorkomponente von der aktuellen Temperatur auf die zweite Zieltemperatur zu vorzuwärmen, aber nicht ausreichend ist, um die erste Motorkomponente von der aktuellen Temperatur auf die erste Zieltemperatur vorzuwärmen. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner, während des ersten Modus, Erwärmen der zweiten Motorkomponente auf die zweite Zieltemperatur unter Verwendung von Motorwärme nach dem Motorstart und während des zweiten Modus, Erwärmen der ersten Motorkomponente auf die erste Zieltemperatur unter Verwendung von Motorwärme nach dem Motorstart. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele basiert das Auswählen, zusätzlich oder optional, ferner auf einem ersten Nutzen für die Kraftstoffeffizienz beim Betreiben des Motors mit der ersten vorgewärmten Motorkomponente relativ zu einem zweiten Nutzen für die Kraftstoffeffizienz beim Betreiben des Motors mit der zweiten vorgewärmten Motorkomponente, wobei der erste Modus ausgewählt wird, wenn der erste Nutzen für die Kraftstoffeffizienz den zweiten Nutzen für die Kraftstoffeffizienz übersteigt, und der zweiten Modus ausgewählt wird, wenn der zweite Nutzen für die Kraftstoffeffizienz den ersten Nutzen für die Kraftstoffeffizienz übersteigt.
  • Ein weiteres beispielhaftes Fahrzeugsystem umfasst: einen an Fahrzeugräder gekoppelten Elektromotor; eine an den Elektromotor und einen Generator gekoppelte Batterie; einen über den Generator an die Batterie gekoppelten Motor; ein Wärmeaustauschsystem, das thermisch an den Elektromotor und den Motor gekoppelt ist; und eine Steuerung mit Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher für Folgendes gespeichert sind: während des Antreibens eines Fahrzeugs über den Elektromotor, Prognostizieren eines Motorstartzeitpunkts auf Grundlage eines Auftretens eines Spitzendrehmomentbedarfs, der eine maximale elektrische Drehmomentausgabe übersteigt; und vor dem prognostizierten Motorstartzeitpunkt, Übertragen von Abwärme von dem Elektromotor, der Batterie und dem Generator, um eine Vielzahl von Komponenten des Motors vorzuwärmen, wobei eine Reihenfolge der Wärmeübertragung an die Vielzahl von Motorkomponenten auf Grundlage einer Größenordnung der Abwärme und einer Temperatur der Vielzahl von Motorkomponenten ausgewählt wird. In dem vorstehenden Beispiel wird, zusätzlich oder optional, die Reihenfolge der Wärmeübertragung eingestellt, um jede der Vielzahl von Motorkomponenten vor dem prognostizierten Motorstartzeitpunkt auf eine entsprechende Zieltemperatur vorzuwärmen. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung, zusätzlich oder optional, ferner Anweisungen zum: Auswählen einer ersten Motorkomponente zum Vorwärmen, die eine aktuelle Temperatur näher an der entsprechenden Zieltemperatur aufweist, und dann Auswählen einer zweiten Motorkomponente zum Vorwärmen, die eine aktuelle Temperatur weiter entfernt von der entsprechenden Zieltemperatur aufweist.
  • Noch ein weiteres beispielhaftes Verfahren umfasst: während des Antreibens eines Hybridfahrzeugs über einen Elektromotor, Einstellen eines Starts des Vorwärmens eines Motors auf Grundlage eines Auftretens eines Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors in einem Fahrtzyklus übersteigt. In dem vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Prognostizieren des Auftretens des Spitzendrehmomentbedarfs in dem Fahrtzyklus auf Grundlage von jedem von Fahrerhistorie, Fahrtstrecke und Streckenbedingungen, einschließlich Wetter- und Verkehrsbedingungen, wobei die Fahrerhistorie durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit und Häufigkeit der Beschleunigung und Verlangsamung, indiziert in Abhängigkeit von der Fahrtstrecke, beinhaltet, und wobei die Streckenbedingungen aus einem Navigationssystem, das zur Kommunikation an das Fahrzeug gekoppelt ist, abgerufen werden. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Prognostizieren der elektrischen Drehmomentkapazität des Elektromotors auf Grundlage eines Ladezustands einer Batterie, die den Elektromotor mit Strom versorgt. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Prognostizieren auf Grundlage des Ladezustands der Batterie, zusätzlich oder optional, Prognostizieren auf Grundlage eines anfänglichen Ladezustands der Batterie zu Beginn des Fahrtzyklus und ferner auf Grundlage einer Änderungsrate des Ladezustands während des Fahrtzyklus. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Starten des Motors als Reaktion auf das Auftreten des Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors übersteigt, um die Batterie zu laden. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen, zusätzlich oder optional, Starten des Vorwärmens des Motors, um die Temperatur einer Motorkomponente auf eine Zieltemperatur zu erhöhen, bevor der Motor gestartet wird. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Vorwärmen des Motors, zusätzlich oder optional, Übertragen von Abwärme von dem Elektromotor und der zugehörigen Leistungselektronik über einen Wärmeaustauschmechanismus an den Motor. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele basiert das Einstellen, zusätzlich oder optional, ferner auf einer Größenordnung der Abwärme, wobei das Vorwärmen vor dem Motorstart und früher in dem Fahrtzyklus gestartet wird, wenn die Größenordnung der Abwärme zunimmt. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Einstellen einer Reihenfolge der Übertragung von Abwärme an eine Vielzahl von Komponenten des Motors auf Grundlage einer Motorkomponententemperatur relativ zu einer entsprechenden Zieltemperatur. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet die Vielzahl von Komponenten des Motors, zusätzlich oder optional, eine Brennkammer, einen Abgaskatalysator und einen Abgassauerstoffsensor. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen der Reihenfolge, zusätzlich oder optional, zuerst Übertragen der Abwärme an eine erste der Vielzahl von Motorkomponenten, die eine Motorkomponententemperatur aufweist, die der entsprechenden Zieltemperatur am nächsten kommt, und dann Übertragen der Abwärme an eine zweite der Vielzahl von Motorkomponenten, die eine Motorkomponententemperatur aufweist, die weiter von der entsprechenden Zieltemperatur entfernt ist.
  • Ein weiteres beispielhaftes Verfahren umfasst: während des Antreibens eines Fahrzeugs über einen Elektromotor entlang einer Strecke, Übertragen von Abwärme, die an dem Elektromotor und der zugehörigen Leistungselektronik erzeugt wird, um den Motor vor dem Motorstart vorzuwärmen, wobei ein Zeitpunkt des Vorwärmens auf Grundlage eines Auftretens eines Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors in einem Fahrtzyklus übersteigt, eingestellt wird. In dem vorstehenden Beispiel umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Prognostizieren eines Batterieladezustandsprofils über den Fahrtzyklus auf Grundlage einer aktuellen Änderungsrate des Batterieladezustands und Parametern im Zusammenhang mit einer Fahrtstrecke; Prognostizieren eines Drehmomentbedarfsprofils über die Strecke auf Grundlage der Streckenparameter und der Fahrerhistorie; und Prognostizieren des Auftretens eines Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors übersteigt, in dem Fahrtzyklus auf Grundlage des Batterieladezustandsprofils relativ zu dem Drehmomentbedarfsprofil. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele, zusätzlich oder optional, wird das Auftreten als Reaktion auf ein größeres Straßengefälle oder eine höhere Durchschnittsgeschwindigkeit als früher in dem Fahrtzyklus vorkommend prognostiziert, und wird das Auftreten als Reaktion auf ein geringeres Straßengefälle oder eine niedrigere Durchschnittsgeschwindigkeit als später in dem Fahrtzyklus vorkommend prognostiziert. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Übertragen, zusätzlich oder optional, Übertragen der Abwärme von dem Elektromotor, einer den Elektromotor versorgenden Batterie, einem Wechselrichter und einem Generator an den Motor über ein Wärmeaustauschsystem, das ein zirkulierendes Kühlmittel und ein Phasenänderungsmaterial beinhaltet. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Übertragen, zusätzlich oder optional, ferner: Übertragen der Abwärme an eine erste Motorkomponente und dann an eine zweite Motorkomponente als Reaktion darauf, dass ein erster Nutzen für die Kraftstoffeffizienz beim Betreiben des Motors, wenn die erste Komponente heißer als die zweite Komponente ist, größer ist als ein zweiter Nutzen für die Kraftstoffeffizienz beim Betreiben des Motors, wenn die zweite Komponente heißer als die erste Komponente ist; und Übertragen der Abwärme an die zweite Motorkomponente und dann an die erste Motorkomponente als Reaktion darauf, dass der zweite Nutzen für die Kraftstoffeffizienz größer ist als der erste Nutzen für die Kraftstoffeffizienz.
  • Noch ein weiteres beispielhaftes Fahrzeugsystem umfasst: einen Elektromotor; eine an den Elektromotor gekoppelte Batterie; einen über einen Generator an die Batterie gekoppelten Motor; ein Wärmeaustauschsystem; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher für Folgendes gespeichert sind: während des Antreibens des Fahrzeugs über den Elektromotor, Übertragen von Abwärme von dem Elektromotor, der Batterie und dem Generator an den Motor über das Wärmeaustauschsystem, bevor der Motor gestartet wird, als Reaktion auf ein Auftreten eines Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors in einem Fahrtzyklus übersteigt. In dem vorstehenden Beispiel beinhaltet die Steuerung, zusätzlich oder optional, ferner Anweisungen zum Einstellen eines Beginns der Übertragung von Abwärme, um eine oder mehrere Motorkomponenten vor dem Starten des Motors auf eine entsprechende Zieltemperatur vorzuwärmen. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung, zusätzlich oder optional, ferner Anweisungen zum Einstellen einer Reihenfolge der Übertragung der Abwärme an die eine oder mehreren Motorkomponenten auf Grundlage einer Temperatur jeder der einen oder mehreren Motorkomponenten relativ zu der entsprechenden Zieltemperatur. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Wärmeaustauschsystem, zusätzlich oder optional, ein Phasenänderungsmaterial und beinhaltet das Übertragen der Abwärme Übertragen der Abwärme von dem Elektromotor, der Batterie und dem Generator an das Phasenänderungsmaterial, während eine Temperatur des Phasenänderungsmaterials unter einem Schwellenwert liegt, und Übertragen der Abwärme von dem Phasenänderungsmaterial an den Motor, wenn die Temperatur des Phasenänderungsmaterials über dem Schwellenwert liegt.
  • Noch ein weiteres beispielhaftes Verfahren umfasst ferner: während des Antreibens eines Fahrzeugs über einen Elektromotor entlang einer Strecke, Einstellen eines Starts des Vorwärmens eines Motors auf Grundlage eines Auftretens eines Drehmomentbedarfs, um den Zielort der Strecke zu erreichen, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors in einem Fahrtzyklus übersteigt. In dem vorstehenden Beispiel umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Prognostizieren des Drehmomentbedarfs, um den Zielort zu erreichen, auf Grundlage von jedem von Fahrerhistorie, Fahrtstrecke und Streckenbedingungen, einschließlich Wetter- und Verkehrsbedingungen, wobei die Fahrerhistorie durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit und Häufigkeit der Beschleunigung und Verlangsamung, indiziert in Abhängigkeit von der Fahrtstrecke, beinhaltet, und wobei die Streckenbedingungen aus einem Navigationssystem, das zur Kommunikation an das Fahrzeug gekoppelt ist, abgerufen werden. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Prognostizieren der elektrischen Drehmomentkapazität des Elektromotors auf Grundlage eines Ladezustands einer Batterie, die den Elektromotor mit Strom versorgt. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Prognostizieren auf Grundlage des Ladezustands einer Batterie, zusätzlich oder optional, Prognostizieren auf Grundlage eines anfänglichen Ladezustands der Batterie zu Beginn des Fahrtzyklus und ferner auf Grundlage einer Änderungsrate des Ladezustands während des Fahrtzyklus. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Starten des Motors als Reaktion auf das Auftreten des Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors übersteigt, um die Batterie zu laden. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen, zusätzlich oder optional, Starten des Vorwärmens des Motors, um die Temperatur der Motorkomponente auf eine Zieltemperatur zu erhöhen, bevor der Motor gestartet wird. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Vorwärmen des Motors, zusätzlich oder optional, Übertragen von Abwärme von dem Elektromotor und der zugehörigen Leistungselektronik über einen Wärmeaustauschmechanismus an den Motor. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele basiert das Einstellen, zusätzlich oder optional, ferner auf einer Größenordnung der Abwärme, wobei das Vorwärmen vor dem Motorstart und früher in dem Fahrtzyklus gestartet wird, wenn die Größenordnung der Abwärme zunimmt. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Einstellen einer Reihenfolge der Übertragung von Abwärme an eine Vielzahl von Komponenten des Motors auf Grundlage einer Motorkomponententemperatur relativ zu einer entsprechenden Zieltemperatur. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet die Vielzahl von Komponenten des Motors, zusätzlich oder optional, eine Brennkammer, einen Abgaskatalysator und einen Abgassauerstoffsensor. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Einstellen der Reihenfolge, zusätzlich oder optional, zuerst Übertragen der Abwärme an eine erste der Vielzahl von Motorkomponenten, die eine Motorkomponententemperatur aufweist, die der entsprechenden Zieltemperatur am nächsten kommt, und dann Übertragen der Abwärme an eine zweite der Vielzahl von Motorkomponenten, die eine Motorkomponententemperatur aufweist, die weiter von der entsprechenden Zieltemperatur entfernt ist.
  • Ein weiteres beispielhaftes Verfahren umfasst: während des Antreibens eines Fahrzeugs über einen Elektromotor entlang einer Strecke, Übertragen von Abwärme, die an dem Elektromotor und der zugehörigen Leistungselektronik erzeugt wird, um den Motor vor einem Motorstart vorzuwärmen, wobei ein Zeitpunkt des Vorwärmens auf Grundlage eines Auftretens eines Drehmomentbedarfs, um einen Zielort der Strecke zu erreichen, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors in einem Fahrtzyklus übersteigt, eingestellt wird. In dem vorstehenden Beispiel umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Starten des Motors auf Grundlage des Auftretens, um einen Ladezustand einer Batterie, die den Elektromotor mit Strom versorgt, zu erhöhen, wobei der Ladezustand erhöht wird, um zu ermöglichen, dass die elektrische Drehmomentkapazität des Motors den Drehmomentbedarf erfüllt. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele umfasst das Verfahren, zusätzlich oder optional, ferner Prognostizieren eines Batterieladezustandsprofils über den Fahrtzyklus auf Grundlage einer aktuellen Änderungsrate des Batterieladezustands und Parametern im Zusammenhang mit einer Fahrtstrecke, Prognostizieren eines Drehmomentbedarfsprofils über die Strecke auf Grundlage der Streckenparameter und der Fahrerhistorie; und Prognostizieren des Auftretens auf Grundlage des Batterieladezustandsprofils relativ zu dem Drehmomentbedarfsprofil. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Übertragen, zusätzlich oder optional, Übertragen der Abwärme von dem Elektromotor, einer den Elektromotor versorgenden Batterie, einem Wechselrichter und einem Generator an den Motor über ein Wärmeaustauschsystem, das ein zirkulierendes Kühlmittel und ein Phasenänderungsmaterial beinhaltet. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Übertragen, zusätzlich oder optional, ferner: Übertragen der Abwärme an eine erste Motorkomponente und dann an eine zweite Motorkomponente als Reaktion darauf, dass ein erster Nutzen für die Kraftstoffeffizienz beim Betreiben des Motors, wenn die erste Komponente heißer als die zweite Komponente ist, größer ist als ein zweiter Nutzen für die Kraftstoffeffizienz beim Betreiben des Motors, wenn die zweite Komponente heißer als die erste Komponente ist; und Übertragen der Abwärme an die zweite Motorkomponente und dann an die erste Motorkomponente als Reaktion darauf, dass der zweite Nutzen für die Kraftstoffeffizienz größer ist als der erste Nutzen für die Kraftstoffeffizienz.
  • Noch ein weiteres beispielhaftes Fahrzeugsystem umfasst: einen Elektromotor; eine an den Elektromotor gekoppelte Batterie; einen über einen Generator an die Batterie gekoppelten Motor; ein Wärmeaustauschsystem; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher für Folgendes gespeichert sind: während des Antreibens des Fahrzeugs über den Elektromotor auf einer Strecke, Übertragen von Abwärme von dem Elektromotor, der Batterie und dem Generator an den Motor über das Wärmeaustauschsystem, bevor der Motor gestartet wird, als Reaktion auf ein Auftreten eines Drehmomentbedarfs, um einen Zielort der Strecke zu erreichen, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors übersteigt. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung, zusätzlich oder optional, ferner Anweisungen zum Einstellen eines Beginns der Übertragung von Abwärme, um eine oder mehrere Motorkomponenten auf eine entsprechende Zieltemperatur vorzuwärmen, bevor der Motor gestartet wird; und Einstellen einer Reihenfolge der Übertragung der Abwärme an die eine oder mehreren Motorkomponenten auf Grundlage einer Temperatur jeder der einen oder mehreren Motorkomponenten relativ zu der entsprechenden Zieltemperatur. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung, zusätzlich oder optional, ferner Anweisungen zum Einstellen eines Intervalls zwischen dem Beginn der Übertragung von Abwärme und dem Starten des Motors auf Grundlage eines Ladezustands der Batterie relativ zu dem Drehmomentbedarf, um den Zielort der Strecke zu erreichen. In einem beliebigen oder allen der vorstehenden Beispiele beinhaltet das Wärmeaustauschsystem, zusätzlich oder optional, ein Phasenänderungsmaterial und beinhaltet das Übertragen der Abwärme Übertragen der Abwärme von dem Elektromotor, der Batterie und dem Generator an das Phasenänderungsmaterial, während eine Temperatur des Phasenänderungsmaterials unter einem Schwellenwert liegt, und Übertragen der Abwärme von dem Phasenänderungsmaterial an den Motor, wenn die Temperatur des Phasenänderungsmaterials über dem Schwellenwert liegt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren, während ein Fahrzeug über einen Elektromotor angetrieben wird, Einstellen eines Starts des Vorwärmens eines Motors auf Grundlage eines Auftretens eines Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors in einem Fahrtzyklus übersteigt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Prognostizieren des Auftretens des Spitzendrehmomentbedarfs in dem Fahrtzyklus auf Grundlage von jedem von Fahrerhistorie, Fahrtstrecke und Streckenbedingungen, einschließlich Wetter- und Verkehrsbedingungen, wobei die Fahrerhistorie durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit und Häufigkeit der Beschleunigung und Verlangsamung, indiziert in Abhängigkeit von der Fahrtstrecke, beinhaltet, und wobei die Streckenbedingungen aus einem Navigationssystem, das zur Kommunikation an das Fahrzeug gekoppelt ist, abgerufen werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Prognostizieren der elektrischen Drehmomentkapazität des Elektromotors auf Grundlage eines Ladezustands einer Batterie, die den Elektromotor mit Strom versorgt.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Prognostizieren auf Grundlage des Ladezustands einer Batterie Prognostizieren auf Grundlage eines anfänglichen Ladezustands der Batterie zu Beginn des Fahrtzyklus und ferner auf Grundlage einer Änderungsrate des Ladezustands während des Fahrtzyklus.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Starten des Motors als Reaktion auf das Auftreten des Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors übersteigt, um die Batterie zu laden.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Einstellen Starten des Vorwärmens des Motors, um die Temperatur der Motorkomponente auf eine Zieltemperatur zu erhöhen, bevor der Motor gestartet wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Vorwärmen des Motors Übertragen von Abwärme von dem Elektromotor und der zugehörigen Leistungselektronik über einen Wärmeaustauschmechanismus an den Motor.
  • Gemäß einer Ausführungsform basiert das Einstellen ferner auf einer Größenordnung der Abwärme, wobei das Vorwärmen vor dem Motorstart und früher in dem Fahrtzyklus gestartet wird, wenn die Größenordnung der Abwärme zunimmt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Einstellen einer Reihenfolge des Übertragens von Abwärme an eine Vielzahl von Komponenten des Motors auf Grundlage einer Motorkomponententemperatur relativ zu einer entsprechenden Zieltemperatur.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Vielzahl von Komponenten des Motors eine Brennkammer, einen Abgaskatalysator und einen Abgassauerstoffsensor.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen der Reihenfolge zuerst Übertragen der Abwärme an eine erste der Vielzahl von Motorkomponenten, die eine Motorkomponententemperatur aufweist, die der entsprechenden Zieltemperatur am nächsten kommt, und dann Übertragen der Abwärme an eine zweite der Vielzahl von Motorkomponenten, deren Motorkomponententemperatur weiter von der entsprechenden Zieltemperatur entfernt ist, beinhaltet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren, während ein Fahrzeug über einen Elektromotor entlang einer Strecke angetrieben wird, Übertragen von Abwärme, die an dem Elektromotor und zugehöriger Leistungselektronik erzeugt wird, um den Motor vor einem Motorstart vorzuwärmen, wobei ein Zeitpunkt des Vorwärmens auf Grundlage eines Auftretens eines Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors in einem Fahrtzyklus übersteigt, eingestellt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch Prognostizieren eines Batterieladezustandsprofils über den Fahrtzyklus auf Grundlage einer aktuellen Änderungsrate des Batterieladezustands und Parametern im Zusammenhang mit einer Fahrtstrecke; Prognostizieren eines Drehmomentbedarfprofils über die Strecke auf Grundlage der Streckenparameter und der Fahrerhistorie; und Prognostizieren des Auftretens des Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors in dem Fahrtzyklus übersteigt, auf Grundlage des Batterieladezustandsprofils relativ zu dem Drehmomentbedarfsprofil.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird als Reaktion auf ein stärkeres Straßengefälle oder eine höhere durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit prognostiziert, dass das Auftreten früher in dem Fahrtzyklus auftritt, und wird als Reaktion auf ein schwächeres Straßengefälle oder eine geringere durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit prognostiziert, dass das Auftreten später in dem Fahrtzyklus auftritt.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Übertragen Übertragen der Abwärme von dem Elektromotor, einer den Elektromotor versorgenden Batterie, einem Wechselrichter und einem Generator an den Motor über ein Wärmeaustauschsystem, das ein zirkulierendes Kühlmittel und ein Phasenänderungsmaterial beinhaltet.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Übertragen ferner: Übertragen der Abwärme an eine erste Motorkomponente und dann an eine zweite Motorkomponente als Reaktion darauf, dass ein erster Nutzen für die Kraftstoffeffizienz beim Betreiben des Motors, wenn die erste Komponente heißer als die zweite Komponente ist, größer ist als ein zweiter Nutzen für die Kraftstoffeffizienz beim Betreiben des Motors, wenn die zweite Komponente heißer als die erste Komponente ist; und Übertragen der Abwärme an die zweite Motorkomponente und dann an die erste Motorkomponente als Reaktion darauf, dass der zweite Nutzen für die Kraftstoffeffizienz größer ist als der erste Nutzen für die Kraftstoffeffizienz.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugsystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Elektromotor; eine an den Elektromotor gekoppelte Batterie; einen über einen Generator an die Batterie gekoppelten Motor; ein Wärmeaustauschsystem; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher für Folgendes gespeichert sind: während das Fahrzeug über den Elektromotor angetrieben wird, Übertragen von Abwärme von dem Elektromotor, der Batterie und dem Generator an den Motor über das Wärmeaustauschsystem, bevor der Motor gestartet wird, als Reaktion auf ein Auftreten eines Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors in einem Fahrtzyklus übersteigt.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Steuerung ferner Anweisungen zum Einstellen eines Beginns des Übertragens von Abwärme, um eine oder mehrere Motorkomponenten auf eine entsprechende Zieltemperatur vorzuwärmen, bevor der Motor gestartet wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Steuerung ferner Anweisungen zum Einstellen einer Reihenfolge des Übertragens der Abwärme an die eine oder mehreren Motorkomponenten auf Grundlage einer Temperatur jeder der einen oder mehreren Motorkomponenten relativ zu der entsprechenden Zieltemperatur.
  • Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Wärmeaustauschsystem ein Phasenänderungsmaterial und beinhaltet das Übertragen der Abwärme Übertragen der Abwärme von dem Elektromotor, der Batterie und dem Generator an das Phasenänderungsmaterial, während eine Temperatur des Phasenänderungsmaterials unter einem Schwellenwert liegt, und Übertragen der Abwärme von dem Phasenänderungsmaterial an den Motor, wenn die Temperatur des Phasenänderungsmaterials über dem Schwellenwert liegt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 7021409 [0005]

Claims (15)

  1. Verfahren, umfassend: während ein Fahrzeug über einen Elektromotor angetrieben wird, Einstellen eines Starts des Vorwärmens eines Motors auf Grundlage eines Auftretens eines Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors in einem Fahrtzyklus übersteigt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Prognostizieren des Auftretens des Spitzendrehmomentbedarfs in dem Fahrtzyklus auf Grundlage von jedem von Fahrerhistorie, Fahrtstrecke und Streckenbedingungen, einschließlich Wetter- und Verkehrsbedingungen, wobei die Fahrerhistorie durchschnittliche Fahrzeuggeschwindigkeit und Häufigkeit der Beschleunigung und Verlangsamung, indiziert in Abhängigkeit von der Fahrtstrecke, beinhaltet, und wobei die Streckenbedingungen aus einem Navigationssystem, das zur Kommunikation an das Fahrzeug gekoppelt ist, abgerufen werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Prognostizieren der elektrischen Drehmomentkapazität des Elektromotors auf Grundlage eines Ladezustands einer Batterie, die den Elektromotor mit Strom versorgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Prognostizieren auf Grundlage des Ladezustands einer Batterie Prognostizieren auf Grundlage eines anfänglichen Ladezustands der Batterie zu Beginn des Fahrtzyklus und ferner auf Grundlage einer Änderungsrate des Ladezustands während des Fahrtzyklus beinhaltet.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend Starten des Motors als Reaktion auf das Auftreten des Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors übersteigt, um die Batterie zu laden.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einstellen Starten des Vorwärmens des Motors beinhaltet, um die Motorkomponententemperatur auf eine Zieltemperatur zu erhöhen, bevor der Motor gestartet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vorwärmen des Motors Übertragen von Abwärme vom Elektromotor und zugehöriger Leistungselektronik an den Motor über einen Wärmetauschmechanismus beinhaltet.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Einstellen ferner auf einer Größenordnung der Abwärme basiert, wobei das Vorwärmen vor dem Motorstart und früher in dem Fahrtzyklus gestartet wird, wenn die Größenordnung der Abwärme zunimmt.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend Einstellen einer Reihenfolge des Übertragens von Abwärme an eine Vielzahl von Komponenten des Motors auf Grundlage einer Motorkomponententemperatur relativ zu einer entsprechenden Zieltemperatur.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Vielzahl von Komponenten des Motors eine Brennkammer, einen Abgaskatalysator und einen Abgassauerstoffsensor beinhaltet.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Einstellen der Reihenfolge zuerst Übertragen der Abwärme an eine erste der Vielzahl von Motorkomponenten, die eine Motorkomponententemperatur aufweist, die der entsprechenden Zieltemperatur am nächsten kommt, und dann Übertragen der Abwärme an eine zweite der Vielzahl von Motorkomponenten, deren Motorkomponententemperatur weiter von der entsprechenden Zieltemperatur entfernt ist, beinhaltet.
  12. Fahrzeugsystem, umfassend: einen Elektromotor; eine Batterie, die an den Elektromotor gekoppelt ist; einen Motor, der über einen Generator an die Batterie gekoppelt ist; ein Wärmeaustauschsystem; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nicht-transitorischen Speicher für Folgendes gespeichert sind: während das Fahrzeug über den Elektromotor angetrieben wird, Übertragen von Abwärme von dem Elektromotor, der Batterie und dem Generator an den Motor über das Wärmeaustauschsystem, bevor der Motor gestartet wird, als Reaktion auf ein Auftreten eines Spitzendrehmomentbedarfs, der die elektrische Drehmomentkapazität des Elektromotors in dem Fahrtzyklus übersteigt.
  13. System nach Anspruch 12, wobei die Steuerung ferner Anweisungen zum Einstellen eines Beginns des Übertragens von Abwärme beinhaltet, um eine oder mehrere Motorkomponenten auf eine entsprechende Zieltemperatur vorzuwärmen, bevor der Motor gestartet wird.
  14. System nach Anspruch 13, wobei die Steuerung ferner Anweisungen zum Einstellen einer Reihenfolge des Übertragens der Abwärme an die eine oder mehreren Motorkomponenten auf Grundlage einer Temperatur jeder der einen oder mehreren Motorkomponenten relativ zu der entsprechenden Zieltemperatur beinhaltet.
  15. System nach Anspruch 12, wobei das Wärmeaustauschsystem ein Phasenänderungsmaterial beinhaltet, und wobei das Übertragen der Abwärme Übertragen der Abwärme von dem Elektromotor, der Batterie und dem Generator an das Phasenänderungsmaterial, während eine Temperatur des Phasenänderungsmaterials unter einem Schwellenwert liegt, und Übertragen der Abwärme von dem Phasenänderungsmaterial an den Motor, wenn die Temperatur des Phasenänderungsmaterials über dem Schwellenwert liegt, beinhaltet.
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