DE102019216543A1 - Method for operating a drive train of a motor vehicle - Google Patents
Method for operating a drive train of a motor vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019216543A1 DE102019216543A1 DE102019216543.5A DE102019216543A DE102019216543A1 DE 102019216543 A1 DE102019216543 A1 DE 102019216543A1 DE 102019216543 A DE102019216543 A DE 102019216543A DE 102019216543 A1 DE102019216543 A1 DE 102019216543A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- temperature
- drive unit
- heat
- transmission
- efficiency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 88
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 10
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 24
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 13
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 9
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 239000012208 gear oil Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
- B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
- B60W30/192—Mitigating problems related to power-up or power-down of the driveline, e.g. start-up of a cold engine
- B60W30/194—Mitigating problems related to power-up or power-down of the driveline, e.g. start-up of a cold engine related to low temperature conditions, e.g. high viscosity of hydraulic fluid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
- B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
- B60W2710/0688—Engine temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
- B60W2710/10—Change speed gearings
- B60W2710/1072—Temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- General Details Of Gearings (AREA)
Abstract
Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs (3) eines Kraftfahrzeuges (4), wobei der Antriebsstrang (3) zumindest eine Antriebseinheit (5), mindestens ein Getriebe (6), eine Wärmeleiteinrichtung (7) sowie ein Steuergerät (8) umfasst; wobei die Antriebseinheit (5) im Betrieb einen veränderlichen ersten Wirkungsgrad (9) aufweist und eine Wärmequelle bildet, wobei das Getriebe (6) einen veränderlichen zweiten Wirkungsgrad (10) aufweist und eine Wärmesenke darstellt, wobei das Steuergerät (8) zur Regelung eines Wärmestroms (11) über die Wärmeleiteinrichtung (7) zumindest zwischen der Antriebseinheit (5) und dem Getriebe (6) geeignet ausgeführt ist.A method for operating a drive train (3) of a motor vehicle (4), the drive train (3) comprising at least one drive unit (5), at least one transmission (6), a heat conduction device (7) and a control unit (8); the drive unit (5) having a variable first efficiency (9) during operation and forming a heat source, the transmission (6) having a variable second efficiency (10) and a heat sink, the control unit (8) for regulating a heat flow (11) is suitably designed via the heat conduction device (7) at least between the drive unit (5) and the transmission (6).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges. Insbesondere soll durch das Verfahren gerade in einer Kaltstart- und Warmlaufphase eines Kraftfahrzeuges ein energieeffizienter Betrieb des Kraftfahrzeuges ermöglicht werden. Damit soll insbesondere ein Kraftstoffverbrauch bzw. ein Energieverbrauch des Kraftfahrzeuges weiter gesenkt werden. Mit dem Verfahren soll im Betrieb des Kraftfahrzeuges ein Summenwirkungsgrad, bzw. ein Gesamtwirkungsgrad, des Antriebsstrangs geregelt werden.The invention relates to a method for operating a drive train of a motor vehicle. In particular, the method is intended to enable energy-efficient operation of the motor vehicle, especially in a cold start and warm-up phase of a motor vehicle. In particular, this is intended to further reduce fuel consumption or energy consumption of the motor vehicle. The method is intended to regulate a total efficiency, or an overall efficiency, of the drive train during operation of the motor vehicle.
Aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik angeführten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Summenwirkungsgrad eines Antriebsstrangs geregelt werden, so dass ein energieeffizienter Betrieb eines Kraftfahrzeuges ermöglicht werden kann.It is the object of the present invention to at least partially solve the problems cited with reference to the prior art. In particular, a total efficiency of a drive train should be regulated so that an energy-efficient operation of a motor vehicle can be made possible.
Zur Lösung dieser Aufgaben trägt eine Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.A method with the features according to patent claim 1 contributes to the solution of these objects. Advantageous further developments are the subject of the dependent claims. The features listed individually in the patent claims can be combined with one another in a technologically sensible manner and can be supplemented by explanatory facts from the description and / or details from the figures, with further design variants of the invention being shown.
Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen. Der Antriebsstrang umfasst zumindest: eine Antriebseinheit, mindestens ein Getriebe, eine Wärmeleiteinrichtung und ein Steuergerät. Die Antriebseinheit weist im Betrieb einen veränderlichen ersten Wirkungsgrad auf und bildet eine Wärmequelle. Das Getriebe weist einen veränderlichen zweiten Wirkungsgrad auf und stellt eine Wärmesenke dar. Das Steuergerät ist zur Regelung eines Wärmestroms über die Wärmeleiteinrichtung zumindest zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe geeignet ausgeführt bzw. eingerichtet. Das Verfahren weist zumindest die folgenden Schritte auf:
- a) Inbetriebnahme des Antriebsstrangs;
- b) Ermitteln des aktuell vorliegenden ersten Wirkungsgrads und des aktuell vorliegenden zweiten Wirkungsgrads;
- c) Bestimmen eines ersten Summenwirkungsrads des Antriebstrangs, der sich zumindest aus dem ersten Wirkungsgrad und dem zweiten Wirkungsgrad ergibt;
- d) Regeln des Wärmestroms zumindest zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe, um zumindest den zweiten Wirkungsgrad zu ändern und den ersten Summenwirkungsgrad auf einen zweiten Summenwirkungsgrad zu erhöhen.
- a) commissioning of the drive train;
- b) determining the currently available first efficiency and the currently available second efficiency;
- c) determining a first total efficiency wheel of the drive train, which results at least from the first efficiency and the second efficiency;
- d) regulating the heat flow at least between the drive unit and the transmission in order to change at least the second efficiency and to increase the first cumulative efficiency to a second cumulative efficiency.
In der Aufheizphase des Antriebsstrangs, also z. B. in einer Kaltstartphase eines Kraftfahrzeugs, d. h. nach einem längeren Stillstand des Kraftfahrzeuges und bei einer kalten Antriebseinheit, kann ein Kraftstoffverbrauch reduziert werden, wenn ein sich erwärmendes Kühlmittel effizient dazu genutzt wird, im Antriebsstrang mit Reibungsverlusten behaftete Bauteile zu erwärmen. Eine gezieltes Beheizen eines Getriebes kann sich direkt auf die mechanischen Gesamtverluste des Antriebsstrangs auswirken, also z. B. auf die Reibungsverluste in Antriebseinheit und Getriebe. In bekannten Antriebssträngen und deren Betrieb wird der Antriebseinheit Vorrang beim Aufheizen gegeben, was nicht zwangsläufig zu einer Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades bzw. Summenwirkungsgrades führt.In the warm-up phase of the drive train, e.g. B. in a cold start phase of a motor vehicle, d. H. After a longer standstill of the motor vehicle and with a cold drive unit, fuel consumption can be reduced if a warming coolant is used efficiently to heat components in the drive train that are subject to frictional losses. Targeted heating of a gearbox can have a direct effect on the overall mechanical losses of the drive train. B. on the friction losses in the drive unit and transmission. In known drive trains and their operation, the drive unit is given priority during heating, which does not necessarily lead to an improvement in the overall efficiency or overall efficiency.
Insbesondere wird auch dem Komfort eines Nutzers des Kraftfahrzeuges Vorrang beim Aufheizen, also z. B. dem Aufheizen eines Innenraumes des Kraftfahrzeuges, gegeben.In particular, the comfort of a user of the motor vehicle is given priority when heating, so z. B. the heating of an interior of the motor vehicle given.
Ein Wirkungsgrad bezeichnet insbesondere den genutzten Anteil einer verbrauchten Energie. Die Energie eines Kraftstoffes z. B. wird im Kraftfahrzeug in mechanische Reibung, in Wärme, in kinetische Energie, etc. umgesetzt. Ein Teil der Energie des Kraftstoffes kann für den Betrieb des Kraftfahrzeuges, also z. B. zur Erzeugung von Vortrieb, zur Erzeugung von Wärme im Innenraum oder zur Beheizung von Komponenten der Abgasreinigung, etc., nicht genutzt werden und wird z. B. in Form von Wärme an die Umgebung abgeführt. Je höher also der Anteil der für den Betrieb des Kraftfahrzeuges genutzten Energie an der dafür eingesetzten Energie (hier z. B. messbar durch den Verbrauch an Kraftstoff), desto höher der Wirkungsgrad. Vorliegend wird ein Summenwirkungsgrad eines Antriebsstrangs betrachtet, wobei der Summenwirkungsgrad die einzelnen Wirkungsgrade einzelner Komponenten, wie z. B. Verbrennungskraftmaschine und Getriebe, zu einem Wert zusammenfasst, insbesondere durch Multiplikation der einzelnen Wirkungsgrade miteinander.In particular, an efficiency denotes the proportion of energy consumed that is used. The energy of a fuel z. B. is converted into mechanical friction, heat, kinetic energy, etc. in the motor vehicle. Part of the energy of the fuel can be used for the operation of the motor vehicle, so z. B. to generate propulsion, to generate heat in the interior or to heat components of the exhaust gas cleaning, etc., are not used and z. B. dissipated in the form of heat to the environment. The higher the proportion of the energy used to operate the motor vehicle in relation to the energy used (here, for example, measurable through the consumption of fuel), the higher the efficiency. In the present case, a total efficiency of a drive train is considered, the total efficiency being the individual efficiencies of individual components, such as. B. internal combustion engine and transmission, combined into one value, in particular by multiplying the individual efficiencies with each other.
Vorliegend soll insbesondere ein Verfahren zum Aufheizen des Antriebsstrangs vorgeschlagen werden, bei dem insbesondere alle den Summenwirkungsgrad beeinflussenden Komponenten des Antriebsstrangs berücksichtigt werden. Es soll ein möglichst hoher Summenwirkungsgrad für den Antriebsstrang eingestellt werden, wobei dem Nutzer Einbußen im Komfort erspart und die Emission von Schadstoffen reduziert werden soll.In the present case, in particular, a method for heating up the drive train is to be proposed in which, in particular, all components of the drive train that influence the overall efficiency are taken into account. The aim is to set the highest possible overall efficiency for the drive train, with the user Loss of comfort is saved and the emission of pollutants is to be reduced.
Für die Bestimmung der Wirkungsgrade können aktuelle Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs und/oder der jeweiligen Komponente berücksichtigt werden, wie z. B. Temperaturen, Zeiten, Lasten, etc. Die Betriebsparameter können sensorisch erfasst und/oder berechnet werden. Die Wirkungsgrade können insbesondere basierend auf den Betriebsparametern abgeschätzt, klassifiziert und/oder berechnet werden. Hierfür kann die Steuereinheit mindestens eine Wirkungsgrad-Recheneinheit umfassen.Current operating parameters of the motor vehicle and / or the respective component can be taken into account to determine the degree of efficiency, such as B. Temperatures, times, loads, etc. The operating parameters can be sensed and / or calculated. The efficiencies can in particular be estimated, classified and / or calculated based on the operating parameters. For this purpose, the control unit can comprise at least one efficiency computing unit.
Im Rahmen des Verfahrens soll insbesondere auf Kurzstrecken, also Fahrten von weniger als zehn Kilometern Länge, ein Beheizen des Getriebes erfolgen, so dass der zweite Wirkungsgrad des Getriebes möglichst schnell gesteigert werden kann. Die Beheizung des Getriebes hängt insbesondere auch von anderen Faktoren als nur von der Länge der Fahrt, z. B. von der Last, der Drehzahl, der Anzahl von Start-Stopp-Phasen, der Umgebungstemperatur, etc.. Insbesondere sollen ein Drehmomentverlauf bzw. die Momentenlast der Antriebseinheit und Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeuges dabei berücksichtigt werden. Bei Verbrennungskraftmaschinen, die mit einer variablen bzw. dynamisch geregelten Soll-Temperatur betrieben werden, soll insbesondere die jeweilige Soll-Temperatur berücksichtigt werden. Insbesondere soll zusätzlich ein Heizungsbedarf des Innenraums berücksichtigt werden.In the context of the method, the transmission is to be heated in particular on short journeys, i.e. journeys of less than ten kilometers, so that the second efficiency of the transmission can be increased as quickly as possible. The heating of the transmission depends in particular on factors other than just the length of the journey, e.g. B. on the load, the speed, the number of start-stop phases, the ambient temperature, etc .. In particular, a torque curve or the torque load of the drive unit and the environmental conditions of the motor vehicle should be taken into account. In the case of internal combustion engines that are operated with a variable or dynamically regulated target temperature, the particular target temperature should be taken into account. In particular, a heating requirement of the interior should also be taken into account.
Die Antriebseinheit ist insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, z. B. ein Diesel- oder Benzinmotor. Insbesondere wird die Antriebseinheit mit einer in Abhängigkeit vom Betriebszustand veränderlichen Soll-Temperatur betrieben.The drive unit is in particular an internal combustion engine, e.g. B. a diesel or gasoline engine. In particular, the drive unit is operated with a setpoint temperature that changes as a function of the operating state.
Das Getriebe ist insbesondere eine Einrichtung zur schaltbaren, ggf. kontinuierlich oder stufenweise, Veränderung einer Übersetzung. Über das Getriebe wird ein Drehmoment der Antriebseinheit auf zumindest ein Rad des Kraftfahrzeuges übertragen.The transmission is, in particular, a device for the switchable, possibly continuously or step-wise, change in a translation. A torque of the drive unit is transmitted to at least one wheel of the motor vehicle via the transmission.
Die Antriebseinheit generiert im Betrieb Wärme und bildet daher eine Wärmequelle. Die durch die Antriebseinheit erzeugte Wärme soll durch das Verfahren effizienter genutzt werden. Insbesondere soll die Wärme über die Wärmeleiteinrichtung hin zum Getriebe übertragen werden, so das ein zweiter Wirkungsgrad des Getriebes möglichst schnell gesteigert werden kann. Dabei soll eine Abführung der Wärme der Wärmequelle an die Umgebung möglichst verhindert werden, zumindest so lange, bis das Getriebe eine bestimmte Temperatur erreicht und der zweite Wirkungsgrad gesteigert werden konnte.The drive unit generates heat during operation and therefore forms a heat source. The method is intended to use the heat generated by the drive unit more efficiently. In particular, the heat should be transferred to the transmission via the heat conduction device, so that a second efficiency of the transmission can be increased as quickly as possible. A dissipation of the heat from the heat source to the environment should be prevented as far as possible, at least until the transmission has reached a certain temperature and the second degree of efficiency can be increased.
Die Wärmeleiteinrichtung ist z. B. ein Kühlkreislauf bzw. ein Schmiermittelkreislauf. In dem jeweiligen Kreislauf zirkuliert ein Medium, das hier einen Wärmestrom über die Wärmeleiteinrichtung transportiert. Insbesondere soll über ein Medium, z. B. ein Kühlmittel oder ein Schmiermittel, die in der Antriebseinheit generierte Wärme hin zum Getriebe übertragen werden. Die als Kühlkreislauf bzw. Schmiermittelkreislauf ausgestaltete Wärmeleiteinrichtung kann in bestehende Kühlkreisläufe bzw. Schmiermittelkreisläufe eines Kraftfahrzeuges integriert ausgeführt sein.The heat conduction device is z. B. a cooling circuit or a lubricant circuit. A medium circulates in the respective circuit, which here transports a heat flow via the heat conduction device. In particular, via a medium, e.g. B. a coolant or a lubricant, the heat generated in the drive unit is transferred to the transmission. The heat conduction device configured as a cooling circuit or lubricant circuit can be designed to be integrated into existing cooling circuits or lubricant circuits of a motor vehicle.
Insbesondere erfolgt die Regelung des Wärmestroms gemäß Schritt d) durch das Steuergerät. Das Steuergerät kann zur Regelung zumindest ein Ventil oder Schaltelement oder auch eine Vielzahl von Ventilen bzw. Schaltelementen so regeln, dass ein Wärmestrom nicht, teilweise oder vollständig von der Wärmequelle zur Wärmesenke transportiert wird.In particular, the control device regulates the heat flow in accordance with step d). For regulation, the control device can regulate at least one valve or switching element or also a multiplicity of valves or switching elements in such a way that a heat flow is not, partially or completely transported from the heat source to the heat sink.
Im Rahmen des Verfahrens soll insbesondere ein Summenwirkungsgrad des Antriebsstrangs gesteigert werden. Der Summenwirkungsgrad umfasst hier den ersten Wirkungsgrad der Antriebseinheit und den zweiten Wirkungsgrad des Getriebes. Insbesondere können die Wirkungsgrade weiterer Komponenten hier ermittelt und ggf. auch geregelt werden.In the context of the method, the overall efficiency of the drive train is to be increased in particular. The total efficiency here includes the first efficiency of the drive unit and the second efficiency of the transmission. In particular, the efficiencies of other components can be determined here and, if necessary, also regulated.
Die Wirkungsgrade sind insbesondere im Wesentlichen abhängig von den Reibungsverlusten der jeweiligen Komponente. Infolge einer möglichst schnellen und geregelten Erwärmung der Komponenten können derartige Reibungsverluste bzw. mechanische Verluste möglichst schnell reduziert werden.In particular, the efficiencies are essentially dependent on the friction losses of the respective component. As a result of the components being heated as quickly and in a controlled manner as possible, such friction losses or mechanical losses can be reduced as quickly as possible.
Insbesondere wird im Rahmen des Verfahrens ein Wärmestrom der Wärmequelle zumindest zeitweise ausschließlich im Hinblick auf eine Steigerung des Summenwirkungsgrads des Antriebsstrangs geregelt. Damit ist eine effiziente Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs möglich.In particular, within the scope of the method, a heat flow from the heat source is regulated, at least temporarily, exclusively with a view to increasing the overall efficiency of the drive train. This enables an efficient reduction in fuel consumption.
Insbesondere werden in Schritt b) eine Soll-Temperatur und eine Ist-Temperatur der Antriebseinheit bestimmt. Es wird weiter ein Temperaturverlauf von der Ist-Temperatur hin zur Soll-Temperatur zumindest unter Berücksichtigung des Betriebs der Antriebseinheit bestimmt, wobei die Regelung des Wärmestroms unter Berücksichtigung zumindest des Temperaturverlaufs durchgeführt wird.In particular, a setpoint temperature and an actual temperature of the drive unit are determined in step b). Furthermore, a temperature profile is determined from the actual temperature to the setpoint temperature, at least taking into account the operation of the drive unit, the control of the heat flow being carried out taking into account at least the temperature profile.
Insbesondere soll dabei ermittelt werden, wie viel Wärme von der Antriebseinheit zu bestimmten Zeitpunkten abgeführt und z. B. dem Getriebe zugeführt werden kann. Insbesondere sollen dabei Anforderungen der Antriebseinheit in Bezug auf einen verbrauchseffizienten Betrieb und insbesondere auf einen ersten Wirkungsgrad berücksichtigt werden. Gleichzeitig soll dabei aber ein zweiter Wirkungsgrad berücksichtigt werden, so dass ein Summenwirkungsgrad von erstem Wirkungsgrad und zweitem Wirkungsgrad maximiert werden kann.In particular, it should be determined how much heat is dissipated from the drive unit at certain times and z. B. can be fed to the transmission. In particular, requirements of the drive unit with regard to consumption-efficient operation and, in particular, a first degree of efficiency are to be taken into account. At the same time, however, a second efficiency should be taken into account so that a total efficiency of the first efficiency and the second efficiency can be maximized.
Die obige (nicht abschließende) Einteilung der Verfahrensschritte in a) bis d) soll vorrangig nur zur Unterscheidung dienen und keine Reihenfolge und/oder Abhängigkeit erzwingen. Auch die Häufigkeit der Verfahrensschritte z. B. während der Einrichtung und/oder des Betriebes des Systems kann variieren. Ebenso ist es möglich, dass Verfahrensschritte einander zumindest teilweise zeitlich überlagern. Ganz besonders bevorzugt finden die Verfahrensschritte b) bis d) zeitlich nach Schritt a) und dann kontinuierlich und zeitlich zueinander überlappend statt. Insbesondere werden die Schritte a) bis d) in der angeführten Reihenfolge durchgeführt.The above (non-exhaustive) division of the process steps into a) to d) is primarily intended to serve only to differentiate and not to enforce a sequence and / or dependency. The frequency of the process steps z. B. during setup and / or operation of the system may vary. It is also possible for method steps to overlap one another at least partially in time. Process steps b) to d) very particularly preferably take place chronologically after step a) and then continuously and in a chronologically overlapping manner. In particular, steps a) to d) are carried out in the order listed.
Insbesondere wird die Regelung des Wärmestroms gemäß Schritt d) unter Berücksichtigung zumindest einer Umgebungstemperatur durchgeführt. Die Umgebungstemperatur ist insbesondere die Temperatur einer Umgebung des Kraftfahrzeuges.In particular, the regulation of the heat flow according to step d) is carried out taking into account at least one ambient temperature. The ambient temperature is in particular the temperature of the surroundings of the motor vehicle.
Insbesondere erfolgt die Regelung des Wärmestroms für das Getriebe in Abhängigkeit von einer Momentenlast der Antriebseinheit und von Umgebungsbedingungen. Bevorzugt wird die Beheizung des Getriebes über den Wärmestrom durch ein Kennfeld geregelt, das zumindest die Parameter Soll-Temperatur der Antriebseinheit und Umgebungstemperatur umfasst. In dem Kennfeld kann für eine für den jeweiligen Betriebspunkt vorliegende Soll-Temperatur der Antriebseinheit eine Ist-Temperatur vorgegeben sein, bei deren Erreichen und Überschreiten ein Wärmestrom hin zum Getriebe freigegeben wird.In particular, the control of the heat flow for the transmission takes place as a function of a torque load of the drive unit and of ambient conditions. The heating of the transmission via the heat flow is preferably regulated by a characteristic map which includes at least the parameters setpoint temperature of the drive unit and ambient temperature. In the characteristics map, an actual temperature can be specified for a setpoint temperature of the drive unit that is present for the respective operating point, and when it is reached and exceeded, a heat flow to the transmission is released.
Insbesondere ist die Soll-Temperatur abhängig von der aktuellen, an der Antriebseinheit anliegenden Momentenlast. Eine Generierung von Wärme durch die Antriebseinheit verhält sich insbesondere proportional zu der aktuellen Momentenlast bzw. zum von der Antriebseinheit bereitgestellten Drehmoment. Eine Ableitung von Wärme an die Umgebung verhält sich insbesondere proportional zur Umgebungstemperatur.In particular, the target temperature is dependent on the current torque load applied to the drive unit. The generation of heat by the drive unit is in particular proportional to the current torque load or to the torque provided by the drive unit. A dissipation of heat to the environment is in particular proportional to the ambient temperature.
Eine Generierung von Wärme kann aber auch ausgehend von anderen Parametern des Antriebsstrangs bzw. des Kraftfahrzeugs bestimmt werden, z. B. unter Berücksichtigung von zumindest einem der folgenden Parameter: aktuelle Antriebsleistung der Antriebseinheit, Gaspedalstellung, Drehmoment der Antriebseinheit, Kraftstoffverbrauch, Ansaugluftmasse, Turboladerdrehzahl, relative Luftmasse für die Verbrennung, Ladedruck.A generation of heat can also be determined on the basis of other parameters of the drive train or of the motor vehicle, e.g. B. taking into account at least one of the following parameters: current drive power of the drive unit, accelerator pedal position, torque of the drive unit, fuel consumption, intake air mass, turbocharger speed, relative air mass for combustion, boost pressure.
Die zur Durchführung des Verfahrens für erforderlich gehaltenen Parameter können z. B. durch Sensoren und/oder anhand von Kennfeldern bestimmt werden.The parameters considered necessary to carry out the method can be, for. B. determined by sensors and / or based on maps.
Eine Ableitung von Wärme an die Umgebung kann ebenfalls ausgehend von anderen Parametern des Antriebsstrangs bzw. des Kraftfahrzeugs bestimmt werden, z. B. unter Berücksichtigung von zumindest einem der folgenden Parameter: Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges, Drehzahl der Antriebseinheit, Lüfteransteuerung, Volumenstrom eines Kühlmediums durch einen Kühler bzw. einen Kühlkreislauf.A dissipation of heat to the environment can also be determined on the basis of other parameters of the drive train or the motor vehicle, e.g. B. taking into account at least one of the following parameters: speed of the motor vehicle, speed of the drive unit, fan control, volume flow of a cooling medium through a cooler or a cooling circuit.
In Abhängigkeit von der Soll-Temperatur und/oder einer Umgebungstemperatur kann ein Wärmestrom ermittelt und bestimmt werden, der über die Wärmeleiteinrichtung von der Antriebseinheit abgeführt werden kann. Bei einer niedrigen Umgebungstemperatur kann z. B. berücksichtigt werden, dass das Aufheizen der Antriebseinheit länger dauert bzw. langsamer erfolgt. In diesem Fall könnte eine Wärmeableitung von der Antriebseinheit hin zum Getriebe ggf. zu einer unzulässige Abkühlung der Antriebseinheit führen.Depending on the setpoint temperature and / or an ambient temperature, a heat flow can be ascertained and determined, which can be dissipated from the drive unit via the heat conduction device. At a low ambient temperature, e.g. B. be taken into account that the heating of the drive unit takes longer or takes place more slowly. In this case, heat dissipation from the drive unit to the transmission could possibly lead to an impermissible cooling of the drive unit.
Insbesondere wird die Regelung des Wärmestroms gemäß Schritt d) unter Berücksichtigung eines Drehmomentverlaufs der Antriebseinheit gegenüber einem Grenzlastmoment und unter Berücksichtigung zumindest einer Umgebungstemperatur gegenüber einer Grenztemperatur durchgeführt.In particular, the regulation of the heat flow according to step d) is carried out taking into account a torque curve of the drive unit with respect to a limit load torque and taking into account at least one ambient temperature with respect to a limit temperature.
Eine Grenztemperatur beträgt z. B. 5 Grad Celsius. Darunter liegt eine niedrige Umgebungstemperatur, darüber eine hohe Umgebungstemperatur vor.A limit temperature is z. B. 5 degrees Celsius. Below that there is a low ambient temperature, above that there is a high ambient temperature.
Ein Grenzlastmoment beträgt z. B. 20 % eines Nenndrehmoments der Antriebseinheit.A limit load torque is z. B. 20% of a nominal torque of the drive unit.
Insbesondere können unter Berücksichtigung dieser Parameter Umgebungstemperatur und Drehmomentverlauf bzw. Momentenlast mehrere Grenzzustände vorgesehen werden, für die unterschiedliche Szenarien für die Regelung des Wärmestroms definiert sind.In particular, taking into account these parameters ambient temperature and torque curve or torque load, several limit states can be provided for which different scenarios for regulating the heat flow are defined.
Insbesondere wird, wenn der Drehmomentverlauf im Wesentlichen bzw. dauerhaft unterhalb des Grenzlastmoments verläuft und die Umgebungstemperatur unterhalb der Grenztemperatur liegt, eine Wärmeableitung von der Antriebseinheit hin zum Getriebe über die Wärmeleiteinrichtung erst dann durchgeführt, wenn die Antriebseinheit eine Soll-Temperatur erreicht hat.In particular, if the torque curve is essentially or permanently below the limit load torque and the ambient temperature is below the limit temperature, heat is only dissipated from the drive unit to the transmission via the heat conduction device when the drive unit has reached a target temperature.
In diesem ersten Szenario, das für eine geringe Momentenlast und eine niedrige Umgebungstemperatur, z. B. weniger als 5 Grad Celsius, definiert ist, sollte der Komfort eines Nutzers des Kraftfahrzeugs, also z. B. die Beheizung eines Innenraums, eine Sicherheit des Nutzers, z. B. eine Scheibenenteisung, sowie geringe Schadstoffemission priorisiert werden. Dabei kann z. B. eine geringe Schadstoffemission dadurch realisiert werden, dass durch die Antriebseinheit generierte Wärme nicht hin zum Getriebe abgeführt sondern zur Erwärmung der Komponenten zur Abgasnachbehandlung genutzt wird. Weiterhin sollte in diesem ersten Szenario eine unnötige Wärmeabgabe an die Umgebung des Kraftfahrzeuges verhindert werden, so dass die generierte Wärme zur weiteren Aufheizung von Komponenten des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann. Dabei kann ein Kraftstoffverbrauch nachrangig betrachtet werden. Ein Einbruch einer Temperatur der Antriebseinheit z. B. aufgrund einer Weiterleitung eines Wärmestroms hin zum Getriebe, kann verhindert werden. In diesem Szenario sollte daher eine Beheizung des Getriebes über den Wärmestrom der Antriebseinheit erst dann erfolgen, wenn die Antriebseinheit die Soll-Temperatur erreicht und ggf. überschritten hat.In this first scenario, that for a low moment load and a low one Ambient temperature, e.g. B. less than 5 degrees Celsius is defined, the comfort of a user of the motor vehicle, so z. B. the heating of an interior, a security of the user, z. B. a window de-icing, as well as low pollutant emissions are prioritized. It can, for. B. low pollutant emissions can be achieved in that the heat generated by the drive unit is not dissipated to the transmission but is used to heat the components for exhaust gas aftertreatment. Furthermore, in this first scenario an unnecessary release of heat to the surroundings of the motor vehicle should be prevented so that the generated heat can be used to further heat components of the motor vehicle. In this context, fuel consumption can be considered subordinate. A drop in a temperature of the drive unit z. B. due to a forwarding of a heat flow to the transmission, can be prevented. In this scenario, the transmission should therefore only be heated by the heat flow of the drive unit when the drive unit has reached the target temperature and, if necessary, exceeded it.
Die Soll-Temperatur beträgt insbesondere zwischen 80 und 105 Grad Celsius, bevorzugt zwischen 85 und 95 Grad Celsius.The target temperature is in particular between 80 and 105 degrees Celsius, preferably between 85 and 95 degrees Celsius.
Insbesondere wird, wenn der Drehmomentverlauf zumindest in einem bestimmten Zeitintervall oberhalb des Grenzlastmoments verläuft und die Umgebungstemperatur unterhalb der Grenztemperatur liegt, eine Wärmeableitung von der Antriebseinheit hin zum Getriebe über die Wärmeleiteinrichtung erst dann durchgeführt, wenn die Antriebseinheit eine erste Ist-Temperatur erreicht und überschritten hat, die mindestens 5 %, bevorzugt mindestens 10 %, unterhalb der Soll-Temperatur liegt.In particular, if the torque curve runs at least in a certain time interval above the limit load torque and the ambient temperature is below the limit temperature, heat is only dissipated from the drive unit to the transmission via the heat conduction device when the drive unit has reached and exceeded a first actual temperature that is at least 5%, preferably at least 10%, below the target temperature.
Das Zeitintervall beträgt z. B. mindestens 5 Sekunden, insbesondere mindestens 10 Sekunden.The time interval is z. B. at least 5 seconds, in particular at least 10 seconds.
In diesem zweiten Szenario, das für eine hohe, bzw. gegenüber dem ersten Szenario höhere, Momentenlast und eine niedrige Umgebungstemperatur definiert ist, sollte der Komfort und die Sicherheit eines Nutzers des Kraftfahrzeugs sowie geringe Schadstoffemission priorisiert werden. Dabei kann z. B. eine geringe Schadstoffemission dadurch realisiert werden, dass durch die Antriebseinheit generierte Wärme nicht hin zum Getriebe abgeführt sondern zur Erwärmung der Komponenten zur Abgasnachbehandlung genutzt wird. Weiterhin sollte in diesem zweiten Szenario eine unnötige Wärmeabgabe an die Umgebung des Kraftfahrzeuges verhindert werden, so dass die generierte Wärme zur weiteren Aufheizung von Komponenten des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann. Dabei kann ein Kraftstoffverbrauch nachrangig betrachtet werden. Ein Einbruch einer Temperatur der Antriebseinheit z. B. aufgrund einer Weiterleitung eines Wärmestroms hin zum Getriebe, ist aufgrund der hohen Momentenlast und dem damit verbundenen Wärmeeintrag von der Antriebseinheit als Wärmequelle nicht zu erwarten. In diesem zweiten Szenario kann daher eine Beheizung des Getriebes über den Wärmestrom der Antriebseinheit bereits dann erfolgen, wenn die Antriebseinheit die Soll-Temperatur noch nicht erreicht hat.In this second scenario, which is defined for a high torque load or a higher torque load than the first scenario, and a low ambient temperature, the comfort and safety of a user of the motor vehicle and low pollutant emissions should be prioritized. It can, for. For example, low pollutant emissions can be achieved in that the heat generated by the drive unit is not dissipated to the transmission but is used to heat the components for exhaust gas aftertreatment. Furthermore, in this second scenario an unnecessary release of heat to the surroundings of the motor vehicle should be prevented so that the generated heat can be used to further heat components of the motor vehicle. In this context, fuel consumption can be considered subordinate. A drop in a temperature of the drive unit z. B. due to a forwarding of a heat flow to the transmission, is not to be expected from the drive unit as a heat source due to the high torque load and the associated heat input. In this second scenario, the transmission can therefore already be heated by the heat flow of the drive unit when the drive unit has not yet reached the setpoint temperature.
Insbesondere kann also eine Wärmeableitung bereits bei Erreichen und Überschreiten einer ersten Ist-Temperatur erfolgen, die einen Wert zwischen 81 und 91 Grad Celsius aufweist.In particular, heat can be dissipated when a first actual temperature is reached and exceeded, which has a value between 81 and 91 degrees Celsius.
Insbesondere erfolgt die Wärmeableitung von der Antriebseinheit hin zum Getriebe bereits bei einer Temperatur, bei der ein Kühler für die Antriebseinheit noch nicht in einen Kühlkreislauf für die Antriebseinheit eingebunden ist. Damit kann verhindert werden, dass Wärme an die Umgebung abgeführt wird, bevor diese Wärme zur Erwärmung des Getriebes verwendet wurde.In particular, heat is dissipated from the drive unit to the transmission at a temperature at which a cooler for the drive unit is not yet integrated into a cooling circuit for the drive unit. This prevents heat from being dissipated to the environment before this heat has been used to heat the gear unit.
Eine Regeltemperatur, bei der der Kühler für die Antriebseinheit in den Kühlkreislauf zur Abfuhr von Wärme eingebunden wird, beträgt z. B. 80 Grad Celsius.A control temperature at which the cooler for the drive unit is integrated into the cooling circuit to dissipate heat is z. B. 80 degrees Celsius.
Es ist bevorzugt, dass eine Wärmeableitung hin zum Getriebe bereits bei Erreichen und Überschreiten einer ersten Ist-Temperatur von weniger als 80 Grad Celsius einsetzt. Insbesondere weist die erste Ist-Temperatur einen Wert zwischen 76 und 85 Grad Celsius auf.It is preferred that heat dissipation to the gear unit begins when a first actual temperature of less than 80 degrees Celsius is reached and exceeded. In particular, the first actual temperature has a value between 76 and 85 degrees Celsius.
Insbesondere wird, wenn der Drehmomentverlauf im Wesentlichen unterhalb des Grenzlastmoments verläuft und die Umgebungstemperatur oberhalb der Grenztemperatur liegt, eine Wärmeableitung von der Antriebseinheit hin zum Getriebe über die Wärmeleiteinrichtung erst dann durchgeführt, wenn die Antriebseinheit eine zweite Ist-Temperatur erreicht und überschritten hat, die mindestens 8 %, bevorzugt mindestens 15 %, unterhalb der Soll-Temperatur liegt.In particular, if the torque curve is essentially below the limit load torque and the ambient temperature is above the limit temperature, heat is only dissipated from the drive unit to the transmission via the heat conduction device when the drive unit has reached and exceeded a second actual temperature, which is at least 8%, preferably at least 15%, below the target temperature.
In diesem dritten Szenario, das für eine geringe Momentenlast und hohe Umgebungstemperatur definiert ist, sollte der Komfort und die Sicherheit eines Nutzers nicht beachtet werden. Dabei kann eine niedrige Schadstoffemission und eine schnelle Aufheizung der Abgasnachbehandlung priorisiert werden. Eine Wärmeableitung an die Umgebung ist bei hohen Umgebungstemperaturen minimal, wobei aufgrund niedriger Momentenlast wenig Wärme von der Antriebseinheit generiert wird. Das Risiko, dass bei einer Weiterleitung eines Wärmestroms hin zum Getriebe eine Temperatur der Antriebseinheit unzulässig absinkt und ein kritischer Temperaturbereich in der Antriebseinheit vorliegt, ist hier gering.In this third scenario, which is defined for a low torque load and high ambient temperature, the comfort and safety of a user should not be considered. In doing so, low pollutant emissions and rapid heating of the exhaust gas aftertreatment can be prioritized. Heat dissipation to the environment is minimal at high ambient temperatures, with little heat being generated by the drive unit due to the low torque load. The risk that a temperature of the drive unit drops in an impermissible manner and a critical temperature range is present in the drive unit when a heat flow is passed on to the gearbox is low here.
Insbesondere sind auch die den mindestens einen Brennraum umgebenden Bauteile des Antriebsstrangs deutlich wärmer als bei entsprechend niedrigen Umgebungstemperaturen und niedriger Momentenlast. Es ist bevorzugt, dass eine Wärmeableitung hin zum Getriebe bereits bei Erreichen und Überschreiten einer zweiten Ist-Temperatur von weniger als 75 Grad Celsius einsetzt. Insbesondere weist die zweite Ist-Temperatur einen Wert zwischen 70 und 80 Grad Celsius auf.In particular, the components of the drive train surrounding the at least one combustion chamber are also significantly warmer than at correspondingly low ambient temperatures and a low torque load. It is preferred that heat dissipation to the gear unit begins when a second actual temperature of less than 75 degrees Celsius is reached and exceeded. In particular, the second actual temperature has a value between 70 and 80 degrees Celsius.
Insbesondere wird, wenn der Drehmomentverlauf zumindest in einem bestimmten Zeitintervall oberhalb des Grenzlastmoments verläuft und die Umgebungstemperatur oberhalb der Grenztemperatur liegt, eine Wärmeableitung von der Antriebseinheit hin zum Getriebe über die Wärmeleiteinrichtung erst dann durchgeführt, wenn die Antriebseinheit eine dritte Ist-Temperatur erreicht und überschritten hat, die mindestens 10 %, bevorzugt mindestens 20 %, unterhalb der Soll-Temperatur liegt.In particular, if the torque curve runs at least in a certain time interval above the limit load torque and the ambient temperature is above the limit temperature, heat is only dissipated from the drive unit to the transmission via the heat conduction device when the drive unit has reached and exceeded a third actual temperature that is at least 10%, preferably at least 20%, below the target temperature.
In diesem vierten Szenario, das für eine hohe, bzw. gegenüber dem ersten und dritten Szenario höhere, Momentenlast und hohe Umgebungstemperatur definiert ist, sollte der Komfort und die Sicherheit eines Nutzers nicht beachtet werden. Weiter kann eine niedrige Schadstoffemission und eine schnelle Aufheizung der Abgasnachbehandlung priorisiert werden. Eine Wärmeableitung an die Umgebung ist bei hohen Umgebungstemperaturen minimal, wobei aufgrund hoher Momentenlast sehr viel Wärme von der Antriebseinheit generiert wird. Das Risiko, dass bei einer Weiterleitung eines Wärmestroms hin zum Getriebe eine Temperatur der Antriebseinheit unzulässig absinkt und ein kritischer Temperaturbereich in der Antriebseinheit vorliegt, ist hier nicht vorhanden.In this fourth scenario, which is defined for a high torque load, or a higher torque load than the first and third scenarios, and a high ambient temperature, the comfort and safety of a user should not be taken into account. Furthermore, low pollutant emissions and rapid heating of the exhaust gas aftertreatment can be prioritized. Heat dissipation to the environment is minimal at high ambient temperatures, with a great deal of heat being generated by the drive unit due to the high torque load. There is no risk here that a temperature of the drive unit drops in an impermissible manner when a heat flow is passed on to the gearbox and that a critical temperature range is present in the drive unit.
In diesem vierten Szenario ist es wichtig, möglichst frühzeitig einen Wärmestrom hin zum Getriebe zu leiten, damit möglichst wenig Wärme z. B. über einen Kühler an die Umgebung abgeführt wird. Es ist bevorzugt, dass eine Wärmeableitung hin zum Getriebe bereits bei Erreichen und Überschreiten einer dritten Ist-Temperatur von weniger als 65 Grad Celsius einsetzt. Insbesondere weist die dritte Ist-Temperatur einen Wert zwischen 60 und 70 Grad Celsius auf.In this fourth scenario, it is important to direct a heat flow to the transmission as early as possible so that as little heat as possible, e.g. B. is discharged to the environment via a cooler. It is preferred that heat dissipation to the gear unit begins when a third actual temperature of less than 65 degrees Celsius is reached and exceeded. In particular, the third actual temperature has a value between 60 and 70 degrees Celsius.
Insbesondere kann so auch eine klopfende Verbrennung des Kraftstoffes verhindert werden, da die Soll-Temperator genauer eingehalten, bzw. eine zu große Überschreitung der Soll-Temperatur vermieden werden kann. Weiter lässt sich durch das frühzeitige Ableiten eines Wärmestroms von der Antriebseinheit die Soll-Temperatur genauer vorsteuern, so dass sich ein Überschwingen der Regelung, also eine Überschreitung der Soll-Temperatur vermeiden lässt.In particular, knocking combustion of the fuel can also be prevented in this way, since the target temperature can be adhered to more precisely, or excessive exceeding of the target temperature can be avoided. Furthermore, by diverting a heat flow from the drive unit at an early stage, the setpoint temperature can be pre-controlled more precisely, so that overshooting of the control, i.e. exceeding the setpoint temperature, can be avoided.
Insbesondere kann das Beheizen des Getriebes auch in mehreren Stufen erfolgen. Vorstehend wurde das Beheizen des Getriebes in Abhängigkeit von dem Erreichen einer Soll-Temperatur beschrieben, wodurch vor allem der Antriebseinheit hinsichtlich der Erwärmung Vorrang gegeben wird. Diese Herangehensweise berücksichtigt insbesondere Kraftstoffverbrauch und Schadstoffem issionen .In particular, the transmission can also be heated in several stages. The above describes the heating of the transmission as a function of the reaching of a target temperature, whereby above all the drive unit is given priority with regard to the heating. This approach takes into account fuel consumption and pollutant emissions in particular.
Alternativ kann aber der Antriebsstrang als Ganzes noch frühzeitiger hinsichtlich Wirkungsgrad geregelt werden, wobei ein Summenwirkungsgrad maximiert wird. Dazu kann in einer noch früheren Phase nach einem Kaltstart, also lange bevor die Antriebseinheit eine Soll-Temperatur erreicht hat, das Getriebe auf eine Mindesttemperatur, im Folgenden als minimale zweite Temperatur bezeichnet, gebracht werden. Damit wird insbesondere berücksichtigt, dass der zweite Wirkungsgrad in Abhängigkeit von einer Getriebeöltemperatur und damit einhergehender geringerer Viskosität einen logarithmischen Verlauf besitzt. Insbesondere bei niedrigen Getriebeöltemperaturen lassen sich mit geringer Wärmeabgabe an das Getriebe bis zu einer Getriebeöltemperatur von ca. 35 Grad Celsius bereits signifikante Reibungsverluste verringern und damit Kraftstoff einsparen.Alternatively, however, the drive train as a whole can be regulated even earlier in terms of efficiency, with an overall efficiency being maximized. For this purpose, in an even earlier phase after a cold start, that is, long before the drive unit has reached a target temperature, the transmission can be brought to a minimum temperature, referred to below as the minimum second temperature. This takes into account, in particular, that the second efficiency has a logarithmic profile as a function of a transmission oil temperature and the associated lower viscosity. At low transmission oil temperatures in particular, significant frictional losses can be reduced with low heat dissipation to the transmission up to a transmission oil temperature of approx. 35 degrees Celsius and thus fuel can be saved.
Zur Freigabe dieses frühzeitigen Beheizen des Getriebes sollte die Antriebseinheit eine Mindesttemperatur, im Folgenden als minimale erste Temperatur bezeichnet, aufweisen, z. B. 65 Grad Celsius. Diese erste Temperatur wird insbesondere so gewählt, dass kein negativer Einfluss auf Schadstoffemissionen vorliegt.To enable this early heating of the transmission, the drive unit should have a minimum temperature, hereinafter referred to as the minimum first temperature, e.g. B. 65 degrees Celsius. This first temperature is selected in particular so that there is no negative influence on pollutant emissions.
Mit dem Beginn des Beheizen des Getriebes in dieser frühen Phase kann es zu einem Einbruch der aktuellen Ist-Temperatur der Antriebseinheit kommen. Daher kann eine Hysterese, z. B. von z. B. 5 Kelvin vorgesehen sein, durch die zunächst ein Überschreiten der ersten Temperatur erforderlich ist. Damit können Beeinträchtigungen in Bezug auf Komfort, z. B. Heizung Innenraum, und Sicherheit, z. B. Scheibenenteisung, vermieden werden.When the gearbox starts to heat up in this early phase, the current actual temperature of the drive unit can drop. Therefore, a hysteresis, e.g. B. from z. B. 5 Kelvin can be provided, through which the first temperature must be exceeded. This means that impairments in terms of comfort, e.g. B. interior heating, and security, e.g. B. de-icing windows, can be avoided.
Wenn das Getriebeöl eine reibungsverminderte Getriebeöltemperatur von ca. 35 Grad Celsius erreicht hat, kann das Beheizen des Getriebes zumindest unterbrochen oder auch beendet werden. Damit kann die gesamte zur Verfügung stehende Wärmemenge der Antriebseinheit zum Aufheizen der Antriebseinheit und ggf. anderer Komponenten verwendet werden.When the gear oil has reached a low-friction gear oil temperature of approx. 35 degrees Celsius, the heating of the gear can at least be interrupted or even ended. This means that the entire amount of heat available from the drive unit can be used to heat the drive unit and possibly other components.
Insbesondere kann dann bei Erreichen einer höheren Ist-Temperatur gemäß der unterschiedlichen Grenzzustände bzw. Szenarien verfahren werden.In particular, when a higher actual temperature is reached, it is then possible to proceed according to the different limit states or scenarios.
Sollte in der Zwischenzeit die Getriebeöltemperatur wieder sinken, z. B. bis zu einer Schwelle unterhalb der 35 Grad Celsius, also z. B. von 28 Grad Celsius, kann das Beheizen des Getriebes - unter Einhalten der o.g. minimalen ersten Temperatur - wieder gestartet werden, um das Getriebe in einer verbrauchsoptimierten Betriebstemperatur zu halten.Should the transmission oil temperature drop again in the meantime, e.g. B. up to a threshold below 35 degrees Celsius, so z. B. from 28 degrees Celsius, the heating of the transmission - while maintaining the above minimum first temperature - can be restarted in order to keep the transmission at a consumption-optimized operating temperature.
Insbesondere wird, wenn die Ist-Temperatur, also die aktuelle Temperatur, der Antriebseinheit eine minimale erste Temperatur überschreitet, der Wärmestrom über die Wärmeleiteinrichtung hin zum Getriebe geleitet bis das Getriebe zumindest eine minimale zweite Temperatur erreicht.In particular, when the actual temperature, ie the current temperature, of the drive unit exceeds a minimum first temperature, the heat flow is conducted via the heat conduction device to the transmission until the transmission reaches at least a minimum second temperature.
Insbesondere wird, wenn das Getriebe die minimale zweite Temperatur erreicht hat, die Wärmeableitung hin zum Getriebe unterbunden, so dass die Antriebseinheit beschleunigt erwärmt wird.In particular, when the transmission has reached the minimum second temperature, the dissipation of heat to the transmission is prevented, so that the drive unit is heated up in an accelerated manner.
Die erste Temperatur beträgt 65 Grad Celsius. Die zweite Temperatur beträgt 35 Grad Celsius. Für die erste Temperatur und/oder die zweite Temperatur kann eine Hysterese von 5 Kelvin vorgesehen sein.The first temperature is 65 degrees Celsius. The second temperature is 35 degrees Celsius. A hysteresis of 5 Kelvin can be provided for the first temperature and / or the second temperature.
Es wird weiter ein Steuergerät vorgeschlagen, das zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ausgestattet, konfiguriert oder programmiert ist.A control device is also proposed which is equipped, configured or programmed to carry out the method described.
Weiter kann das Verfahren auch von einem Computer bzw. mit einem Prozessor einer Steuereinheit ausgeführt werden.Furthermore, the method can also be carried out by a computer or with a processor of a control unit.
Es wird demnach auch ein System zur Datenverarbeitung vorgeschlagen, das einen Prozessor umfasst, der so angepasst/konfiguriert ist, dass er das Verfahren bzw. einen Teil der Schritte des vorgeschlagenen Verfahrens durchführt.Accordingly, a system for data processing is also proposed which comprises a processor which is adapted / configured in such a way that it carries out the method or part of the steps of the proposed method.
Es kann ein computerlesbares Speichermedium vorgesehen sein, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung durch einen Computer/Prozessor diesen veranlassen, das Verfahren bzw. mindestens einen Teil der Schritte des vorgeschlagenen Verfahrens auszuführen.A computer-readable storage medium can be provided which comprises instructions which, when executed by a computer / processor, cause the latter to execute the method or at least some of the steps of the proposed method.
Es wird weiter ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest umfassend einen Antriebsstrang mit zumindest einer Antriebseinheit, einem Getriebe, einer Wärmeleiteinrichtung sowie einem Steuergerät. Die Antriebseinheit weist im Betrieb einen veränderlichen ersten Wirkungsgrad auf und bildet eine Wärmequelle. Das Getriebe weist einen veränderlichen zweiten Wirkungsgrad auf und stellt eine Wärmesenke dar. Das Steuergerät ist zur Regelung eines Wärmestroms über die Wärmeleiteinrichtung zumindest zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe geeignet ausgeführt.A motor vehicle is also proposed, at least comprising a drive train with at least one drive unit, a transmission, a heat conduction device and a control device. The drive unit has a variable first efficiency during operation and forms a heat source. The transmission has a variable second efficiency and represents a heat sink. The control device is designed to regulate a heat flow via the heat conduction device at least between the drive unit and the transmission.
Die Ausführungen zu dem Verfahren sind insbesondere auf das Kraftfahrzeug oder das computerimplementierte Verfahren (also den Computer bzw. den Prozessor, das System zur Datenverarbeitung, das computerlesbare Speichermedium) übertragbar und umgekehrt.The statements relating to the method can in particular be transferred to the motor vehicle or the computer-implemented method (that is to say the computer or the processor, the data processing system, the computer-readable storage medium) and vice versa.
Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.The use of indefinite articles (“a”, “an”, “an” and “an”), especially in the patent claims and the description reproducing them, is to be understood as such and not as a numerical word. The terms or components introduced in this way are therefore to be understood in such a way that they are present at least once and, in particular, can also be present several times.
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.As a precaution, it should be noted that the numerals used here (“first”, “second”, ...) primarily (only) serve to differentiate between several similar objects, sizes or processes, so in particular no dependency and / or sequence of these objects, sizes or prescribe processes to each other. Should a dependency and / or sequence be required, this is explicitly stated here or it is obvious to a person skilled in the art when studying the specifically described embodiment. If a component can appear several times (“at least one”), the description of one of these components can apply equally to all or part of the majority of these components, but this is not mandatory.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
-
1 : ein Kraftfahrzeug; -
2 : ein Kennfeld; -
3 : ein erstes Diagramm; -
4 : ein zweites Diagramm; und -
5 : ein drittes Diagramm.
-
1 : a motor vehicle; -
2 : a map; -
3 : a first diagram; -
4th : a second diagram; and -
5 : a third diagram.
Die
Die Wärmeleiteinrichtung
Die Antriebseinheit
Das Beheizen des Getriebes
Bei dem Verfahren erfolgt in Schritt a) die Inbetriebnahme des Antriebsstrangs
In einem ersten Szenario
In einem zweiten Szenario
In einem dritten Szenario
In einem vierten Szenario
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- erster Summenwirkungsradfirst cumulative effect wheel
- 22
- zweiter Summenwirkungsradsecond total effect wheel
- 33
- AntriebsstrangPowertrain
- 44th
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 55
- AntriebseinheitDrive unit
- 66th
- Getriebetransmission
- 77th
- WärmeleiteinrichtungHeat conduction device
- 88th
- SteuergerätControl unit
- 99
- erster Wirkungsgradfirst efficiency
- 1010
- zweiter Wirkungsgradsecond efficiency
- 1111
- WärmestromHeat flow
- 1212th
- Soll-TemperaturTarget temperature
- 1313th
- erste Ist-Temperaturfirst actual temperature
- 1414th
- zweite Ist-Temperatursecond actual temperature
- 1515th
- dritte Ist-Temperaturthird actual temperature
- 1616
- TemperaturverlaufTemperature profile
- 1717th
- UmgebungstemperaturAmbient temperature
- 1818th
- GrenzlastmomentLimit load torque
- 1919th
- GrenztemperaturLimit temperature
- 2020th
- erste Temperaturfirst temperature
- 2121
- zweite Temperatursecond temperature
- 2222nd
- GetriebeöltemperaturTransmission oil temperature
- 2323
- erster Gradientfirst gradient
- 2424
- zweiter Gradientsecond gradient
- 2525th
- Viskositätviscosity
- 2626th
- erster Zeitpunktfirst point in time
- 2727
- zweiter Zeitpunktsecond point in time
- 2828
- dritter Zeitpunktthird point in time
- 2929
- vierter Zeitpunktfourth point in time
- 3030th
- erstes Szenariofirst scenario
- 3131
- zweites Szenariosecond scenario
- 3232
- drittes Szenariothird scenario
- 3333
- viertes Szenariofourth scenario
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102010060219 A1 [0002]DE 102010060219 A1 [0002]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019216543.5A DE102019216543A1 (en) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | Method for operating a drive train of a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019216543.5A DE102019216543A1 (en) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | Method for operating a drive train of a motor vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019216543A1 true DE102019216543A1 (en) | 2021-04-29 |
Family
ID=75379386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019216543.5A Pending DE102019216543A1 (en) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | Method for operating a drive train of a motor vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019216543A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021205873A1 (en) | 2021-06-10 | 2022-12-15 | Zf Friedrichshafen Ag | Method of operating a power train |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6427640B1 (en) * | 2000-10-11 | 2002-08-06 | Ford Global Tech., Inc. | System and method for heating vehicle fluids |
DE102011055718A1 (en) * | 2011-06-09 | 2012-12-13 | Hyundai Motor Company | Integrated heat management system of a vehicle and thermal management method using the same |
DE102014222013A1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-08-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Thermal management system for a vehicle and method |
DE102015119219A1 (en) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | Hyundai Motor Company | Automatic Transmission Fluid Warmer Coolant Circulation System and Design Method Thereof |
US9732662B2 (en) * | 2013-06-14 | 2017-08-15 | GM Global Technology Operations LLC | Coolant control systems and methods for transmission temperature regulation |
DE102019106162A1 (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-12 | GM Global Technology Operations LLC | HEAT MANAGEMENT SYSTEM FOR A VEHICLE DRIVE SYSTEM |
-
2019
- 2019-10-28 DE DE102019216543.5A patent/DE102019216543A1/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6427640B1 (en) * | 2000-10-11 | 2002-08-06 | Ford Global Tech., Inc. | System and method for heating vehicle fluids |
DE102011055718A1 (en) * | 2011-06-09 | 2012-12-13 | Hyundai Motor Company | Integrated heat management system of a vehicle and thermal management method using the same |
US9732662B2 (en) * | 2013-06-14 | 2017-08-15 | GM Global Technology Operations LLC | Coolant control systems and methods for transmission temperature regulation |
DE102014222013A1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-08-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Thermal management system for a vehicle and method |
DE102015119219A1 (en) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | Hyundai Motor Company | Automatic Transmission Fluid Warmer Coolant Circulation System and Design Method Thereof |
DE102019106162A1 (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-12 | GM Global Technology Operations LLC | HEAT MANAGEMENT SYSTEM FOR A VEHICLE DRIVE SYSTEM |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021205873A1 (en) | 2021-06-10 | 2022-12-15 | Zf Friedrichshafen Ag | Method of operating a power train |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102019111520B4 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR PREDICTIVE CONTROL OF AN ELECTRICALLY HEATED AFTERTREATMENT SYSTEM | |
DE102018101488A1 (en) | UNIFORM SYSTEM FOR HEATING VEHICLE COMPONENTS USING AN EXHAUST WARMER RECOVERY SYSTEM | |
DE102019102235A1 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR MOTOR COOLING | |
DE112014000618T5 (en) | System, method and apparatus for managing the post-treatment temperature | |
DE102014219505A1 (en) | Methods and systems for hybrid vehicle exhaust heat recovery | |
EP3159506B1 (en) | Functional synergies in the integration of orc systems in combustion engines | |
DE102017122303A1 (en) | METHOD AND SYSTEMS FOR A COOLANT SYSTEM | |
DE102012007053B4 (en) | Method for operating an internal combustion engine and an internal combustion engine | |
DE102014215630A1 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR CONDENSATION CONTROL | |
DE102010043920A1 (en) | Method for avoiding turbocharger damage | |
DE102017122299A1 (en) | METHOD AND SYSTEMS FOR A COOLANT SYSTEM | |
EP3608185B1 (en) | Method for operating a hybrid drive device for a motor vehicle and corresponding hybrid drive device | |
DE102018107134A1 (en) | Engine oil dilution control in a hybrid vehicle | |
DE102018127409A1 (en) | STRATEGY / METHOD FOR CONTROLLING AN EQUATION-BASED COOLING SYSTEM | |
DE102007056360A1 (en) | Method for controlling an internal combustion engine | |
DE102018127497A1 (en) | dT / dt-BASED COOLING SYSTEM CONTROL | |
DE102018212926B4 (en) | Method for operating a hybrid drive device of a motor vehicle and corresponding hybrid drive device | |
DE102017112296A1 (en) | VEHICLE AND VEHICLE MOTOR CONTROL DEVICE TECHNICAL FIELD | |
DE102008040812A1 (en) | Braking method for hybrid vehicles | |
DE102019210030A1 (en) | Method for regulating a volume flow | |
EP3095657B1 (en) | Method for controlling power flows in a motor vehicle, control device and vehicle | |
DE102019216543A1 (en) | Method for operating a drive train of a motor vehicle | |
DE102008023806A1 (en) | Exhaust gas system for internal combustion engine of motor vehicle, has control device to control switching elements based on temperature of thermo-electric generator and/or internal-combustion engine and/or exhaust gas pressure in system | |
WO2016050393A1 (en) | On-demand cooling of a power converter of a motor vehicle | |
DE102016120607B4 (en) | Coolant control method for a vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |