DE102016117201B4

DE102016117201B4 - Rekuperationsbremsleistung zum Betreiben eines Fahrzeugelektroheizers

Info

Publication number: DE102016117201B4
Application number: DE102016117201.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas G. Leone; Kenneth James Miller; Douglas Raymond Martin
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2016-09-13
Publication date: 2025-01-02
Anticipated expiration: 2036-09-14
Also published as: CN106930811B; DE102016117201A1; US20170074130A1; US10036288B2; CN106930811A

Abstract

Verfahren zum Heizen von Getriebeöl in einem Hybridfahrzeug (14), das Folgendes umfasst:
das Erzeugen von Leistung mit einer Elektromaschine (15) über Rekuperationsbremsen; und
das Leiten der Leistung von der Elektromaschine (15) zu einem Elektroheizer (32), um das Getriebeöl aufzuheizen, als Reaktion darauf, dass eine Temperatur eines Motorkühlmittels größer als eine Schwelle ist und die Steuerung (34) bestimmt, dass sich die Temperatur des Getriebeöls unter einer Schwelle befindet, die sich auf eine für eine optimale Leistungsfähigkeit des Getriebes (11) bezogenen Temperaturwert bezieht, und wobei die Leistung, die zum Elektroheizer (32) geleitet wird, ein Teil einer Gesamtrekuperationsbremsleistung ist, der eine Ladungsratengrenze einer Batterie übersteigt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schwelle des Motorkühlmittels einer ersten Reservekühlmitteltemperatur entspricht, die eine minimale Kühlmitteltemperatur, die für einen EV-Betriebsmodus erforderlich ist, übersteigt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Hybrid- und Elektrofahrzeuge und Verfahren des Umleitens von Rekuperationsbremsleistung, um Schmieröle aufzuwärmen.
HINTERGRUND
Verbrennungsmotoren arbeiten effizienter, sobald das Motorkühlmittel und das Motoröl jeweils optimale Betriebstemperaturen erreicht haben. Gleichermaßen arbeiten Getriebe effizienter, sobald das Getriebeöl eine optimale Betriebstemperatur erreicht hat.
In der Druckschrift DE 10 2009 028 326 A1 wird ein Verfahren zum Heizen von Getriebeöl in einem Hybridfahrzeug beschrieben, dass ein Erzeugen von Leistung und ein Leiten der Leistung zu einem Heizer umfasst, um das Getriebeöl aufzuheizen, als Reaktion darauf, dass eine Temperatur eines Motorkühlmittels größer als eine Schwelle ist. Weiteren relevanten Stand der Technik zum Hintergrund der Erfindung bilden die Druckschriften DE 10 2007 032 726 A1 , DE 10 2012 214 994 A1 , DE 10 2014 019 269 A1 und WO 2014 / 065 309 A1 .
Es besteht die Aufgabe, eine optimale Betriebstemperatur eines Getriebeöls energieeffizient bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 6 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, den Figuren und den Ausführungsbeispielen.
Ein Fahrzeug beinhaltet eine Elektromaschine, die dafür ausgelegt ist, eine Batterie durch Rekuperationsbremsen aufzuladen, einen Elektroheizer, der dafür ausgelegt ist, ein Antriebsstrangschmieröl aufzuheizen, und eine Steuerung, die dafür programmiert ist, als Reaktion darauf, dass eine Temperatur des Antriebsstrangschmieröls kleiner als eine Schwelle ist, Rekuperationsbremsleistung zum Elektroheizer zu leiten.
Ein Verfahren zum Heizen von Getriebeöl in einem Hybridfahrzeug beinhaltet das Erzeugen von Leistung mit einer Elektromaschine über Rekuperationsbremsen und das Leiten der Leistung von der Elektromaschine zu einem Heizer, um das Getriebeöl aufzuheizen, als Reaktion darauf, dass eine Temperatur eines Motorkühlmittels größer als eine Schwelle ist.
Ein Fahrzeug beinhaltet einen Verbrennungsmotor, eine Elektromaschine, die dafür ausgelegt ist, eine Batterie durch Rekuperationsbremsen aufzuladen, einen Elektroheizer, der dafür ausgelegt ist, selektiv ein Motorkühlmittel, ein Getriebeöl oder ein Motoröl aufzuheizen, und eine Steuerung, die dafür programmiert ist, während eine Gesamtrekuperationsbremsleistung eine Ladungsratengrenze der Batterie übersteigt, Rekuperationsbremsleistung zum Elektroheizer zu leiten, um, als Reaktion darauf, dass eine Temperatur des Motorkühlmittels eine Motorkühlmittelschwelle übersteigt, das Getriebeöl aufzuheizen, und Rekuperationsbremsleistung zum Elektroheizer zu leiten, um, als Reaktion darauf, dass eine Temperatur des Getriebeöls eine Getriebeölschwelle übersteigt, das Motoröl aufzuheizen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Darstellung eines Kühlsystems eines Verbrennungsmotors in einem Hybrid-Elektrofahrzeug; und
2 ist ein Flussdiagramm eines Algorithmus zum Verwenden von Rekuperationsbremsleistung, um einen Elektroheizer zu betreiben, um Getriebe- und Motoröle eines Hybrid-Elektrofahrzeugs aufzuheizen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Auf 1 Bezug nehmend, wird ein schematisches Diagramm eines Kühlsystems 10 eines Verbrennungsmotors 12 eines Fahrzeugs 14 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Der Verbrennungsmotor 12 überträgt Drehmoment durch ein Getriebe 11 an (nicht gezeigte) Räder, um das Fahrzeug 14 voranzutreiben. Falls das Fahrzeug 14 ein HEV (Hybrid Electric Vehicle - Hybrid-Elektrofahrzeug) ist, kann der Verbrennungsmotor 12 oder ein Motor/Generator (M/G), oder alternativ eine Elektromaschine 15, Drehmoment durch das Getriebe 11 an die Räder übertragen, um das Fahrzeug 14 voranzutreiben. In der HEV-Konfiguration liefert eine Traktionsbatterie 17 Leistung zum M/G 15 zum Antreiben des Fahrzeugs 14.
Das Kühlsystem 10 beinhaltet eine Reihe von Kühlschleifen 16. Ein Kühlmittel zirkuliert durch die Kühlschleifen 16, um überschüssige Wärme von dem Verbrennungsmotor 12 abzuführen. Die Kühlschleifen 16 können mindestens einen Wärmetauscher beinhalten, der dafür ausgelegt ist, die überschüssige Wärme von dem Kühlmittel abzuführen. Zum Beispiel kann überschüssige Wärme von dem Kühlmittel an die äußere Umgebung des HEV 14 übertragen werden, wenn das Kühlmittel von dem Verbrennungsmotor 12 und durch einen ersten Wärmetauscher 18 (z.B. einen Kühler) fließt. Ein Lüfter 20 kann enthalten sein, um Luft derart über den ersten Wärmetauscher 18 zu leiten, dass Wärme von dem durch den ersten Wärmetauscher 18 fließenden Kühlmittel auf die Luft übertragen wird. Eine Pumpe 22 wird verwendet, um das Kühlmittel durch die Kühlschleifen 16 zu zirkulieren. Ein Thermostat 24 kann enthalten sein, um das Kühlmittel zu zwingen, den ersten Wärmetauscher 18 zu umgehen, und das Kühlmittel kontinuierlich durch den Verbrennungsmotor 12 zirkulieren zu lassen, bis eine optimale Betriebstemperatur des Kühlmittels erhalten wird.
Ein zweiter Wärmetauscher 26 (z.B. ein Innenraumheizer oder Heizungswärmetauscher) kann verwendet werden, um überschüssige Wärme von dem Kühlmittel auf Luft zu übertragen, die in den Innenraum des HEV 14 fließt. Ein Gebläselüfter 28 ist enthalten, um die Luft, die in den Innenraum fließt, derart über den zweiten Wärmetauscher 26 zu leiten, dass Wärme von dem durch den zweiten Wärmetauscher 26 fließenden Kühlmittel auf die Luft übertragen wird. Ein Steuerventil 30 kann verwendet werden, um das durch den zweiten Wärmetauscher 26 fließende Kühlmittel zu drosseln oder abzuschotten. Das Steuerventil 30 kann mit einem Klimaanlagensystem des Innenraums verbunden sein und kann dafür ausgelegt sein, basierend auf den Klimaanforderungen eines Insassen des Innenraums, zu öffnen und zu schließen. Der Gebläselüfter 28 kann ebenfalls mit dem Klimaanlagensystem verbunden sein und kann dafür ausgelegt sein, basierend auf den Klimaanforderungen des Insassen des Innenraums, zu arbeiten.
Das Kühlsystem 10 kann auch einen Elektroheizer 32 beinhalten, der verwendet werden kann, Wärme an das Kühlmittel, das durch die Kühlschleifen 16 fließt, zu übertragen. Der Elektroheizer 32 kann eine beliebige Art von Elektroheizer sein, der verwendet werden kann, Wärme an ein Fluid zu übertragen, einschließlich Heizern, die Widerstandsheizelemente, Tauchheizer und PTC-Heizer (PTC - Positive Temperature Coefficient) umfassen. Der Elektroheizer 32 kann in Verbindung mit einer Steuerung 34 stehen. Die Steuerung 34 kann dafür ausgelegt sein, den Elektroheizer 32 unter Umständen zu aktivieren, unter denen es vorteilhaft sein kann, Wärme in den Kühlschleifen 16 an das Kühlmittel zu übertragen.
Der Elektroheizer 32 kann Leistung über eine elektrische Verkabelung von der Traktionsbatterie 17, einer Zusatzbatterie 36 (wie zum Beispiel einer 12V-Batterie, die gemeinhin in Automobilen zu finden ist), einer Lichtmaschine (nicht gezeigt), dem M/G 15 oder irgendeiner anderen Antriebsquelle, die im HEV 14 enthalten sein kann, empfangen. Der Elektroheizer 32 kann dafür ausgelegt sein, elektrische AC- und/oder DC-Leistung aufzunehmen. Ein AC/DC-Wandler kann enthalten sein, wenn der Elektroheizer 32 dafür ausgelegt ist, nur mit elektrischer DC-Leistung betrieben zu werden und die Leistungsquelle (z.B. die Lichtmaschine oder der M/G 15) dafür ausgelegt ist, elektrische AC-Leistung zu erzeugen. Ein DC/AC-Wandler kann enthalten sein, wenn der Elektroheizer 32 dafür ausgelegt ist, nur mit elektrischer AC-Leistung betrieben zu werden und die Leistungsquelle (z.B. die Batterie) dafür ausgelegt ist, elektrische DC-Leistung zu erzeugen.
Die Steuerung 34 kann auch mit der Traktionsbatterie 17, der Zusatzbatterie 36, dem M/G 15, der Lichtmaschine oder irgendeiner anderen Leistungsquelle, die zur Energieversorgung des Elektroheizers 32 verwendet werden kann, kommunizieren. Die Steuerung 34 kann koordinieren, welche Leistungsquelle verwendet werden soll, um den Elektroheizer 32 mit Energie zu versorgen, wenn Umstände vorhanden sind, unter denen es vorteilhaft sein würde, Wärme in den Kühlschleifen 16 an das Kühlmittel zu übertragen. Zum Beispiel kann die Traktionsbatterie 17 zur Energieversorgung des Elektroheizers 32 verwendet werden, wenn die Traktionsbatterie 17 ausreichend geladen ist; die Zusatzbatterie 36 kann zur Energieversorgung des Elektroheizers 32 verwendet werden, wenn die Zusatzbatterie 36 ausreichend geladen ist; der M/G 15 kann zur Energieversorgung des Elektroheizers 32 verwendet werden, wenn der M/G 15 als Generator betrieben wird; oder die Lichtmaschine kann zur Energieversorgung des Elektroheizers 32 verwendet werden.
Die Steuerung 34 kann auch mit einer Reihe von Sensoren kommunizieren, die dafür ausgelegt sind, der Steuerung 34 bestimmte Bedingungen des HEV 14 oder der umliegenden Umgebung zu kommunizieren. Mindestens ein Kühlmitteltemperatursensor kann dafür ausgelegt sein, die Temperatur des Kühlmittels in den Kühlschleifen 16 an die Steuerung 34 zu kommunizieren. In der veranschaulichten Ausführungsform ist ein erster Kühlmitteltemperatursensor 38 an der Auslassseite des Verbrennungsmotors 12 gezeigt und ein zweiter Kühlmitteltemperatursensor 40 ist an der Einlassseite des Verbrennungsmotors 12 gezeigt. Allerdings sollte die Offenbarung nicht auf diese Konfiguration beschränkt ausgelegt werden, sondern sollte aufgefasst werden, Kühlsysteme zu umfassen, die einen oder mehrere Kühlmitteltemperatursensoren aufweisen, die an beliebiger Stelle innerhalb der Kühlschleifen 16 angeordnet sein können.
Mindestens ein Motoröltemperatursensor 44 kann dafür ausgelegt sein, die Temperatur des Getriebeöls an die Steuerung 34 zu kommunizieren. Der Motoröltemperatursensor 44 kann an einer beliebigen passenden Stelle innerhalb des Verbrennungsmotors 12 angeordnet sein, die in der Lage ist, eine genaue Öltemperaturmessung zu liefern. Mindestens ein Getriebeöltemperatursensor 46 kann dafür ausgelegt sein, die Temperatur des Getrieberöls an die Steuerung 34 zu kommunizieren. Der Getriebeöltemperatursensor kann an einer beliebigen passenden Stelle innerhalb des Verbrennungsmotors 12 angeordnet sein, die in der Lage ist, eine genaue Öltemperaturmessung zu liefern. Mindestens ein Umgebungslufttemperatursensor 48 kann dafür ausgelegt sein, die Temperatur der umgebenden Umwelt an die Steuerung 34 zu kommunizieren.
Das Kühlsystem 10 ist lediglich für veranschaulichende Zwecke gedacht und sollte nicht als auf die in 1 gezeigte spezielle Struktur und Konfiguration beschränkt aufgefasst werden. Zum Beispiel kann die Reihenfolge oder die Position der Kühlschleifen 16 (oder von Komponenten, die sich innerhalb der Kühlschleifen befinden) umorganisiert oder umgeordnet sein; das Kühlsystem 10 kann einen Überlauftank oder eine Ausgasungsflasche beinhalten; das Kühlsystem 10 kann zusätzliche Kühlschleifen beinhalten, die verwendet werden, um andere Komponenten des HEV 14 zu kühlen.
Es kann vorteilhaft sein, den Elektroheizer 32 zu betreiben, um unter gewissen Bedingungen die Temperatur des Kühlmittels zu erhöhen. Verbrennungsmotoren (einschließlich des Verbrennungsmotors 12) arbeiten effizienter, sobald die Temperatur des Verbrennungsmotors bei oder über einer Temperaturschwelle liegt. Wenn ein Verbrennungsmotor bei einer Temperatur arbeitet, die unter der Temperaturschwelle liegt, können interne Motorreibungsverluste (einschließlich Reibungsverlusten, die an den Ringübergangsstellen con Kolben zum Zylinder, an verschiedenen Lagern und Ventiltriebskomponenten auftreten) zunehmen. Dies ist eine Funktion von lokalen Motoröl- und Metalltemperaturen, die durch die Motorkühlmitteltemperatur beeinflusst werden. Auch neigt Kraftstoff dazu, auf inneren Oberflächen der Lufteinlasskomponenten des Verbrennungsmotors einen Film zu bilden, der das Luft-/Kraftstoff-Regelsystem stört, was zu erhöhten Emissionen vom Verbrennungsmotor führt. Der Elektroheizer 32 kann betrieben werden, um die Temperatur des Kühlmittels zu erhöhen, was wiederum die Temperatur des Verbrennungsmotors 12 erhöhen wird, wenn der Verbrennungsmotor 12 unter einer Temperaturschwelle arbeitet. Die Temperaturschwelle eines Verbrennungsmotors für Effizienzzwecke kann mit einer minimalen Betriebstemperatur des Kühlmittels zusammenfallen, die zwischen 180°F (82,2°C) und 220°F (104,4°C) liegt. Die Temperaturschwelle des Verbrennungsmotors für Emissionszwecke kann mit einer minimalen Betriebstemperatur des Kühlmittels zusammenfallen, die zwischen 110°F (43,3°C) und 140°F (60°C) liegt.
Der Verbrennungsmotor 12 kann unter gewissen Bedingungen abschalten, um Kraftstoff zu sparen und die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen. Wenn der Verbrennungsmotor 12 abgeschaltet ist, kann das HEV 14 über den M/G 15 mit Energie versorgt werden, der elektrische Energie von der Traktionsbatterie 17 bezieht. Wenn der M/G 15 das HEV 14 alleine mit Energie versorgt, arbeitet das HEV 14 in einem auch als EV-Modus (Electric Vehicle Mode - Elektrofahrzeugmodus) bezeichneten Modus. Der Zeitraum, in dem das HEV 14 im EV-Modus betrieben werden kann, ist typischerweise durch die Ladungsmenge in der Traktionsbatterie 17 begrenzt. Allerdings kann der Zeitraum, in dem das HEV 14 im EV-Modus betrieben werden kann, auch durch die minimale Betriebstemperatur des Kühlmittels begrenzt werden, um zu gewährleisten, dass der Verbrennungsmotor 12 zu Emissionszwecken über der Temperaturschwelle betrieben wird. Der Elektroheizer 32 kann betrieben werden, um die Temperatur des Kühlmittels zu erhöhen, um den Zeitraum zu maximieren, in dem das HEV 14 im EV-Modus betrieben wird. Der Elektroheizer 32 kann in Vorwegnahme eines EV-Modus oder während eines EV-Modus betrieben werden. Die Minimaltemperatur des Motorkühlmittels, die erforderlich ist, um den Zeitraum, in dem sich das HEV 14 im EV-Modus befindet, zu maximieren, kann mit der minimalen Betriebstemperatur des Kühlmittels für Emissionszwecke (die zwischen 110°F (43,3°C) - 140°F (60°C) liegt) zusammenfallen, oder sie kann mit der minimalen Betriebstemperatur des Kühlmittels für Effizienzzwecke (die zwischen 180°F (82,2°C) - 220°F (104,4°C) liegt) zusammenfallen. Alternativ kann die Minimaltemperatur des Motorkühlmittels, die erforderlich ist, um den Zeitraum, in dem sich das HEV 14 im EV-Modus befindet, zu maximieren, ein Reservetemperaturwert sein, der die minimale Betriebstemperatur des Kühlmittels für Emissionszwecke bei 5°F (-15°C) - 40°F (4,4°C) übersteigt, oder kann ein Reservetemperaturwert sein, der die minimale Betriebstemperatur des Kühlmittels für Effizienzzwecke bei 5°F (-15°C) - 40°F (4,4°C) übersteigt.
Der Elektroheizer 32 kann auch betrieben werden, um die Temperatur des Motorkühlmittels während Zeiträumen zu erhöhen, in denen der zweite Wärmetauscher 26 und der Gebläselüfter 28 arbeiten, um die Luft aufzuheizen, die in den Innenraum des HEV 14 fließt. Die Minimaltemperatur des Motorkühlmittels, die erforderlich ist, wenn der zweite Wärmetauscher 26 und der Gebläselüfter 28 verwendet werden, kann mit der minimalen Betriebstemperatur des Kühlmittels für Effizienzzwecke (die zwischen 180°F (82,2°C) - 220°F (104,4°C) liegt) zusammenfallen, oder kann ein Reservetemperaturwert sein, der die minimale Betriebstemperatur des Kühlmittels für Effizienzzwecke übersteigt. Zum Beispiel kann die Minimaltemperatur des Motorkühlmittels, die erforderlich ist, wenn der zweite Wärmetauscher 26 und der Gebläselüfter 28 verwendet werden, die minimale Betriebstemperatur des Kühlmittels für Effizienzzwecke bei 5°F (-15°C) - 40°F (4,4°C) übersteigen.
Der Elektroheizer 32 kann auch betrieben werden, um die Temperatur des Motorkühlmittels in Vorwegnahme des Gebrauchs des zweiten Wärmetauschers 26 und des Gebläselüfters 28, um die Luft aufzuheizen, die in den Innenraum des HEV 14 fließt, zu erhöhen. Zum Beispiel kann es, falls die Umgebungslufttemperatur unter einer Schwelle liegt (die zwischen 45°F (7,2,°C) - 65°F (18,3°C liegt) und das Motorkühlmittel unter einer gewünschten Betriebstemperatur betrieben wird (die zwischen 180°F (82,2°C) - 220°F (104,4°C) liegt), vorteilhaft sein, den Elektroheizer 32 zu betreiben, aufgrund der wahrscheinlichen Verwendung des zweiten Wärmetauschers 26 und des Gebläselüfters 28, um die Luft aufzuheizen, die in den Innenraum des HEV 14 fließt.
Es kann auch vorteilhaft sein, den Elektroheizer 32 zu betreiben, um unter gewissen Bedingungen die Temperatur des Motoröls zu erhöhen. Verbrennungsmotoren (einschließlich des Verbrennungsmotors 12) arbeiten effizienter, sobald die Temperatur des Motoröls bei oder über einer optimalen Temperaturschwelle liegt. Motoröl ist bei niedrigeren Temperaturen zäher, was die Reibung zwischen bewegten Teilen des Verbrennungsmotors erhöht, was zu einem Verlust an Effizienz führt. Der Elektroheizer 32 kann betrieben werden, um die Temperatur des Kühlmittels zu erhöhen, was wiederum die Temperatur des Motoröls erhöhen wird, wenn das Motoröl unter der optimalen Temperaturschwelle arbeitet. Das Kühlmittel fließt durch den Elektroheizer zu einem Motorölwärmetauscher 50, um das Motoröl zu erwärmen. In einer alternativen Ausführungsform kann der Elektroheizer 32 dafür ausgelegt sein, direkt die Temperatur des Motoröls zu erhöhen. Die optimale Temperaturschwelle des Motoröls kann zwischen 180°F (82,2°C) und 250°F (121,1 °C) liegen.
Es kann auch vorteilhaft sein, den Elektroheizer 32 zu betreiben, um unter gewissen Bedingungen die Temperatur des Getriebeöls zu erhöhen. Das Getriebe 11 arbeitet effizienter, sobald die Temperatur des Getriebeöls bei oder über einer optimalen Temperaturschwelle liegt. Getriebeöl ist bei niedrigeren Temperaturen zäher, was die Reibung zwischen bewegten Teilen des Getriebes 11 erhöht. Die Erhöhung der Reibung zwischen den bewegten Teilen des Getriebes 11 kann zu parasitären Verlusten führen, die die Kraftstoffeffizienz negativ beeinflussen. Der Elektroheizer 32 kann betrieben werden, um die Temperatur des Kühlmittels zu erhöhen. Das Kühlmittel fließt durch den Elektroheizer 32 zu einem Getriebeölwärmetauscher 52, um das Getriebeöl aufzuwärmen, wenn das Getriebeöl unterhalb der optimalen Temperaturschwelle betrieben wird. Ein Kühlmittelumlaufventil 51 kann, wie oben beschrieben, verwendet werden, um Motorkühlmittel durch den Motorölwärmetauscher 50 oder den Getriebeölwärmetauscher zu leiten. In einer alternativen Ausführungsform kann der Elektroheizer 32 dafür ausgelegt sein, direkt die Temperatur des Getriebeöls zu erhöhen. Die optimale Temperaturschwelle des Getriebeöls kann zwischen 180°F (82,2°C) und 250°F (121,1 °C) liegen.
2 stellt eine Steuerlogik für die Steuerung 34 dar zum Bestimmen, wie die überschüssige Leistung vom Rekuperationsbremsen, wie oben beschrieben, zu verwenden ist, um die Temperatur des Kühlmittels, die Temperatur des Getriebeöls und die Temperatur des Motoröls zu erhöhen. Die Steuerung 34 priorisiert Leistung vom Rekuperationsbremsen zum Elektroheizer 32, basierend auf den Temperaturen des Motorkühlmittels, des Getriebeöls und des Motoröls, um die Leistungsfähigkeit des Verbrennungsmotors 12 und des Getriebes 11 zu optimieren. Genauer leitet die Steuerung 34 Leistung vom Rekuperationsbremsen zum Elektroheizer 32, um eine schnellere und effizientere Aufwärmzeit des Getriebe 11 und des Verbrennungsmotors 12 zu liefern. Verringern der Zeit, die benötigt wird, um den Verbrennungsmotor 12 und das Getriebe 11 ausreichend aufzuheizen, erhöht die Kraftstoffeffizienz und verbessert die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs 14.
Bei 54 bestimmt die Steuerung 34, ob überschüssige Rekuperationsbremsleistung verfügbar ist. Zum Beispiel kann die Steuerung 34 bestimmen, dass überschüssige Rekuperationsbremsleistung verfügbar ist, falls ein Ladezustand der Traktionsbatterie 17 größer ist als eine Schwelle, falls das Fahrzeug 14 hangabwärts manövriert, was den Ladezustand der Traktionsbatterie 17 erhöht, und, falls die Motorkühlmitteltemperatur, die Getriebeöltemperatur und die Motoröltemperatur kleiner als eine Schwelle ist. Falls bei 54 keine überschüssige Rekuperationsbremsleistung verfügbar ist, endet die Steuerlogik. Falls bei 54 die Steuerung 34 bestimmt, dass überschüssige Rekuperationsbremsleistung verfügbar ist, kann die Steuerung 34 bei 56 bestimmen, ob die Motorkühlmitteltemperatur unter einer Schwelle liegt.
Bei 56 bestimmt die Steuerung 34 die Temperatur des Motorkühlmittels und vergleicht die Temperatur des Motorkühlmittels mit einem Wert, der aus einer Nachschlagetabelle abgeleitet wurde, um zu bestimmen, ob sich das Motorkühlmittel über einer Schwelle befindet. Die Steuerung 34 ist dafür ausgelegt, überschüssige Rekuperationsbremsleistung, die bei 54 bestimmt wurde, zu priorisieren, um zuerst die Temperatur des Motorkühlmittels zu erhöhen. Bei 58 kann die Steuerung 34 dafür ausgelegt sein, die überschüssige Rekuperationsbremsleistung zu verwenden, um das Motorkühlmittel aufzuheizen, falls sich das Motorkühlmittel bei 56, wie oben beschrieben, unter einer Schwelle befindet. Falls allerdings die Steuerung 34 bei 56 bestimmt, dass sich das Motorkühlmittel über einer Schwelle befindet, kann die Steuerung 34 dann bei 60 bestimmen, ob sich das Getriebeöl unter einer Schwelle befindet.
Die Steuerung 34 kann dafür ausgelegt sein, bei 60 die Temperatur des Getriebeöls zu bestimmen und die Temperatur des Getriebeöls bei 60 mit einem abgeleiteten oder programmierten Wert zu vergleichen, der sich auf optimale Leistungsfähigkeit des Getriebes 11 bezieht, basierend auf den Getriebeöltemperaturen. Bei 60 verwendet die Steuerung 34 den Vergleich zwischen der tatsächlichen Temperatur des Getriebeöls und der optimalen Temperatur des Getriebeöls, um zu bestimmen, ob sich das Getriebeöl über oder unter einem Schwellenwert befindet. Falls sich das Getriebeöl bei 60 unter dem Schwellenwert befindet, ist die Steuerung 34 zum Leiten der überschüssigen Rekuperationsbremsleistung ausgelegt, um bei 62, wie oben beschrieben, das Getriebeöl aufzuheizen. Falls sich das Getriebeöl bei 60 über dem Schwellenwert befindet, kann die Steuerung 34 bei 64 eine Temperatur des Motoröls bestimmen.
Die Steuerung 34 kann dafür ausgelegt sein, bei 64 die Temperatur des Motoröls zu bestimmen und die Temperatur des Motoröls bei 64 mit einem abgeleiteten oder programmierten Wert zu vergleichen, der sich auf eine optimale Leistungsfähigkeit des Verbrennungsmotors 12 bezieht, basierend auf der Motoröltemperatur. Bei 64 verwendet die Steuerung 34 den Vergleich zwischen der tatsächlichen Temperatur des Motoröls und der optimalen Temperatur des Motoröls, um zu bestimmen, ob sich das Motoröl über oder unter einem Schwellenwert befindet. Falls sich das Motoröl bei 64 unter der Schwelle befindet, kann die Steuerung 34 zum Leiten der überschüssigen Rekuperationsbremsleistung ausgelegt sein, um bei 66 das Motoröl aufzuheizen. Verwendung der überschüssigen Rekuperationsbremsleistung, um bei 66 das Motoröl aufzuheizen, ist mit der oben beschriebenen Motorölaufheizstrategie konsistent. Falls sich das Motoröl bei 64 über der Schwelle befindet, endet die Steuerlogik.
Die hier offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können zu einer Verarbeitungseinrichtung, einer Steuerung oder einem Computer, wozu eine beliebige vorhandene programmierbare elektronische Steuereinheit oder dedizierte elektronische Steuereinheit gehören kann, lieferbar sein oder durch diese implementiert werden. Ebenso können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen, die durch eine Steuerung oder einen Computer ausführbar sind, in vielen Formen gespeichert werden, darunter unter anderem Informationen, die auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie etwa ROM-Einrichtungen, permanent gespeichert sind, und Informationen, die auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Einrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien, veränderbar gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem ausführbaren Softwareobjekt implementiert werden. Alternativ dazu können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen im Ganzen oder in Teilen unter Verwendung von geeigneten Hardware-Komponenten umgesetzt werden, wie zum Beispiel von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits, ASICs), Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs), Zustandsautomaten, Steuerungen oder anderen Hardware-Komponenten oder -Einrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten.
Bezugszeichenliste

10: Kühlsystem
11: Getriebe
12: Verbrennungsmotor
14: Fahrzeug
15: Elektromaschine
16: Kühlschleife
17: Traktionsbatterie
18: erster Wärmetauscher
20: Lüfter
22: Pumpe
24: Thermostat
26: zweiter Wärmetauscher
28: Gebläselüfter
30: Steuerventil
32: Elektroheizer
34: Steuerung
36: Zusatzbatterie
38: erster Kühlmitteltemperatursensor
40: zweiter Kühlmitteltemperatursensor
44: Motoröltemperatursensor
46: Getriebeöltemperatursensor
48: Umgebungslufttemperatursensor
50: Motorölwärmetauscher
51: Kühlmittelumlaufventil
52: Getriebeölwärmetauscher

Claims

Verfahren zum Heizen von Getriebeöl in einem Hybridfahrzeug (14), das Folgendes umfasst: das Erzeugen von Leistung mit einer Elektromaschine (15) über Rekuperationsbremsen; und das Leiten der Leistung von der Elektromaschine (15) zu einem Elektroheizer (32), um das Getriebeöl aufzuheizen, als Reaktion darauf, dass eine Temperatur eines Motorkühlmittels größer als eine Schwelle ist und die Steuerung (34) bestimmt, dass sich die Temperatur des Getriebeöls unter einer Schwelle befindet, die sich auf eine für eine optimale Leistungsfähigkeit des Getriebes (11) bezogenen Temperaturwert bezieht, und wobei die Leistung, die zum Elektroheizer (32) geleitet wird, ein Teil einer Gesamtrekuperationsbremsleistung ist, der eine Ladungsratengrenze einer Batterie übersteigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle des Motorkühlmittels einer ersten Reservekühlmitteltemperatur entspricht, die eine minimale Kühlmitteltemperatur, die für einen EV-Betriebsmodus erforderlich ist, übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schwelle des Motorkühlmittels einer minimalen Kühlmitteltemperatur entspricht, die erforderlich ist, um eine Motoreffizienz zu maximieren.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schwelle des Motorkühlmittels einer minimalen Kühlmitteltemperatur entspricht, die für einen EV-Betriebsmodus erforderlich ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schwelle des Motorkühlmittels einer minimalen Kühlmitteltemperatur entspricht, die erforderlich ist, um Innenraumheizungsanforderungen zu erfüllen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schwelle des Motorkühlmittels einer zweiten Reservekühlmitteltemperatur entspricht, die eine minimale Kühlmitteltemperatur, die zum Erfüllen von Innenraumheizungsanforderungen erforderlich ist, übersteigt.
Fahrzeug (14), umfassend: einen Verbrennungsmotor (12), eine Elektromaschine (15), die dafür ausgelegt ist, eine Batterie durch Rekuperationsbremsen aufzuladen, einen Elektroheizer (32), der dafür ausgelegt ist, selektiv ein Motorkühlmittel, ein Getriebeöl oder ein Motoröl aufzuheizen; und eine Steuerung, die dafür programmiert ist, während eine Gesamtrekuperationsbremsleistung eine Ladungsratengrenze der Batterie übersteigt, Rekuperationsbremsleistung zum Elektroheizer (32) zu leiten, um, als Reaktion darauf, dass eine Temperatur des Motorkühlmittels eine Motorkühlmittelschwelle übersteigt, das Getriebeöl aufzuheizen, und Rekuperationsbremsleistung zum Elektroheizer (32) zu leiten, um, als Reaktion darauf, dass eine Temperatur des Getriebeöls eine Getriebeölschwelle übersteigt, das Motoröl auf eine Temperatur aufzuheizen, die über einer Schwelle liegt, die sich auf eine optimale Leistungsfähigkeit des Verbrennungsmotors (12) bezieht, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle des Motorkühlmittels einer ersten Reservekühlmitteltemperatur entspricht, die eine minimale Kühlmitteltemperatur, die für einen EV-Betriebsmodus erforderlich ist, übersteigt.
Fahrzeug (14) nach Anspruch 6, das ferner einen Getriebeölwärmetauscher (52) umfasst, der mit dem Getriebeöl assoziiert und fluidtechnisch mit dem Elektroheizer (32) gekoppelt ist.
Fahrzeug (14) nach Anspruch 7, wobei die Steuerung ferner dafür programmiert ist, ein Kühlmittelumlaufventil (51) zu betätigen, um Kühlmittel durch den Getriebeölwärmetauscher (52) fließen zu lassen, um das Getriebeöl aufzuheizen.
Fahrzeug (14) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, das ferner einen Motorölwärmetauscher (50) umfasst, der mit dem Motoröl assoziiert und fluidtechnisch mit dem Elektroheizer (32) gekoppelt ist.
Fahrzeug (14) nach Anspruch 9, wobei die Steuerung ferner dafür programmiert ist, ein Kühlmittelumlaufventil zu betätigen, um Kühlmittel durch den Motorölwärmetauscher (50) fließen zu lassen, um das Motoröl aufzuheizen.