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WO2015110225A1 - Autonomer fahrzeugbetrieb während einer parkphase - Google Patents

Autonomer fahrzeugbetrieb während einer parkphase Download PDF

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Publication number
WO2015110225A1
WO2015110225A1 PCT/EP2014/077758 EP2014077758W WO2015110225A1 WO 2015110225 A1 WO2015110225 A1 WO 2015110225A1 EP 2014077758 W EP2014077758 W EP 2014077758W WO 2015110225 A1 WO2015110225 A1 WO 2015110225A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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motor vehicle
combustion engine
internal combustion
operating
control unit
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2014/077758
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Janine Bossdorf-Zimmer
Roy Lamping
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to RU2016121173A priority Critical patent/RU2636394C1/ru
Publication of WO2015110225A1 publication Critical patent/WO2015110225A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F02N11/0825—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode related to prevention of engine restart failure, e.g. disabling automatic stop at low battery state

Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle in which during a parking phase by operating at least one motor vehicle component at least one operating parameter of the
  • Motor vehicle is set such that it meets a user specification.
  • a freeze protection may be provided in the motor vehicle for the parking phase.
  • Operating energy required to operate the at least one motor vehicle component is provided at least in part by an internal combustion engine.
  • a device for tempering supply containers of a motor vehicle such as a fuel tank, known.
  • the device uses the waste heat, for example, an exhaust system to heat a fluid from the fuel tank via a heat exchanger.
  • Antifreeze in a compressed air system in particular an air brake system, known.
  • the invention has for its object to assist an operator in controlling measures for the component conditioning of a parked motor vehicle. This object is solved by the subject matters of the independent claims.
  • the internal combustion engine of the motor vehicle automatically start by a control unit whenever the engine temperature falls below a predetermined threshold, below which e.g. a restart of the motor vehicle
  • a parking phase here means that the motor vehicle has e.g. in a parking lot e.g. is stationary or parked overnight and, in particular, there are no occupants in the vehicle.
  • a control unit which is designed, during a parking phase of the motor vehicle, by operating at least one vehicle component, e.g. a heater, at least one operating parameter of the motor vehicle, e.g. a temperature to regulate or adjust such that the at least one operating parameter meets a target specification or user specification.
  • At least part of the operating energy for operating the at least one vehicle component is provided by an internal combustion engine. In other words, therefore, the internal combustion engine is automatically started by the control unit when operating energy is required for the at least one vehicle component.
  • the control device is designed depending on certain state data at least one start time and / or at least one running time of Set internal combustion engine such that an amount of energy and / or emission generated by the engine during the parking phase a predetermined
  • the emission may e.g. exhaust emission, carbon dioxide emission and / or noise emission.
  • the control device can therefore start the internal combustion engine at certain start times and then operate for a certain running time, so that it can meanwhile
  • the minimization criterion may mean that the
  • the minimization criterion can but also be designed to be less strict, so that should not be an absolute minimum, but it is sufficient, for example, that the amount of energy and / or the emission are kept below a predetermined threshold.
  • the control unit uses the said status data. As a result, the control unit reacts flexibly to environmental influences and / or the current state of the vehicle components.
  • Condition data correspondingly relate at least to an environment variable acting on the at least one operating parameter during the parking phase, that is to say, for example
  • the status data may also relate to a respective state of the at least one vehicle component, for example a state of charge of a vehicle battery, the energy of which may be used instead of that of the internal combustion engine.
  • the invention provides the advantage that the commissioning of the internal combustion engine is moved under energetic aspects in a better operating range, so the engine is then and only then operated when it is absolutely necessary to meet the user specification.
  • At least one operating parameter of the motor vehicle is set according to a user specification, wherein at least part of an operating energy for the at least one vehicle component is generated by means of an internal combustion engine.
  • the control unit furthermore receives status data regarding at least one environment variable acting on the at least one operating parameter during the parking phase and / or regarding a respective state of the at least one vehicle component.
  • the control unit for the internal combustion engine sets at least one
  • Internal combustion engine provided amount of energy of the operating power meets a predetermined minimization criterion.
  • the control unit may in this case be provided, for example, by a control unit or a program module for a control unit or another processor unit of a motor vehicle.
  • the status data may be provided by a sensor provided in the motor vehicle or a plurality of sensors and / or by a receiving device for a radio signal, for example a WLAN signal or a mobile radio signal, are detected.
  • the user specification for the at least one operating parameter comprises in particular a value or a value interval for an air conditioning target, for example an air temperature in a passenger compartment of the motor vehicle or an engine temperature.
  • freezing protection may be required as the user default, which prevents access to the motor vehicle from being blocked by ice, for example due to frozen vehicle locks, and / or the internal combustion engine or a working fluid of the vehicle
  • an engine start temperature for the internal combustion engine may be set so that a
  • Internal combustion engine itself, for example, to heat an engine oil or a
  • the operating energy in this case represents the heating energy that generates the internal combustion engine as waste heat. Additionally or alternatively, a
  • Air conditioning operated to temper, for example, a passenger compartment.
  • a vehicle battery may be operated, for example, a fuel cell, thereby generating self-heat.
  • a vehicle battery By means of the vehicle battery, it is also possible to provide an additional operating energy for a further vehicle component without the need to start the internal combustion engine for this purpose.
  • an engine heater and / or a fuel heater and / or a battery heater can be operated as other vehicle components.
  • a PTC element PTC - Positive Temperature Coefficient
  • Vehicle component may be provided.
  • a temperature in the motor vehicle can be kept or adjusted according to a user's specification.
  • control unit is preferably designed to receive, in particular, the following information as status data.
  • Condition data relating to an outside temperature have the advantage that a current or a future outside temperature is known and from this a start time can be determined, to which a to be set according to the user default
  • Vehicle temperature is below a predetermined minimum value or above a predetermined maximum value is reached.
  • a weather forecast can be given by the state data, so that it is also possible to infer a temperature profile for determining at least one start time.
  • the temperature profile can result, for example, due to intense sunlight in a desert region.
  • An oil temperature and / or coolant temperature and / or battery temperature can also be determined as the status data, which has the advantage that for this purpose the sensors that are already present as a rule for other functionalities can also be used.
  • it can be checked whether these resources of the motor vehicle are still above a respective freezing point. It can be determined as state data and a state of charge of a battery of the motor vehicle and the possibility of checking whether instead of a start of the engine additional operating energy can be removed from the battery.
  • the state data may also include a
  • the user specifications also include at least one fulfillment time, that is to say a time specification relating to the time at which the at least one operating parameter must be set in accordance with the user default.
  • a fulfillment time is the end time of the parking phase, ie the time at which the driver wishes to reuse the motor vehicle.
  • control unit may then be configured, during the parking phase, to fulfill the minimization criterion for the at least one operating parameter outside of the at least one fulfillment time also allow a value that violates the user default in terms of value, so for example, a temperature below the minimum temperature.
  • the motor vehicle has to be reheated so far only at the time of fulfillment, that the temperature is at the minimum temperature or above.
  • the motor vehicle can have at least one further vehicle-own energy source for providing additional operating energy, that is, for example, a low-voltage vehicle battery or a traction battery or an additional one
  • Accumulator for operating, for example, a heating element or a
  • control unit is preferably designed to select between the internal combustion engine and the at least one further energy source in order to fulfill the minimization criterion when operating the at least one vehicle component. For example, it can be provided that in the event that a
  • control unit is designed to ensure, regardless of the user specification, the restartability of the internal combustion engine, ie in particular to empty the fuel tank with the fuel for the internal combustion engine only so far that the internal combustion engine can still be started at the end of the parking phase. Additionally or alternatively, it is particularly ensured that one in one
  • control unit is designed to force a predetermined tolerance range in the user specification.
  • the user can his default, for example, a temperature, only to the
  • an embodiment of the invention provides that a model of the motor vehicle is configured by the control unit on the basis of the state data and then based on the model at least one start time and / or that at least one run time are determined that meet the minimization criterion.
  • the model is designed in particular to a breakaway torque of the
  • State data comprising a current outside temperature and / or a temperature prediction are predicted, which temperature profile will result in the motor vehicle during the parking phase, from which then suitable starting times and / or running times for the internal combustion engine can be determined.
  • suitable starting times and / or running times for the internal combustion engine can be determined.
  • the model can also be a
  • Threshold e.g. for an engine temperature and / or an engine oil temperature and / or a coolant temperature and / or a battery temperature are determined and then always the internal combustion engine are started, if a current temperature value is smaller
  • the transit time may be e.g. also by a two-step control for the respective temperature value.
  • the motor vehicle according to the invention is preferred as a motor vehicle, in particular as
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a diagram with a schematic profile of a vehicle temperature, as it can result according to an embodiment of the method according to the invention.
  • Fig. 3 is a sketch for explaining a method according to the invention
  • a motor vehicle 10 is shown, which is for example a
  • the motor vehicle 10 may be parked in a parking lot 12, for example, on a roadside.
  • the motor vehicle 10 can be left, that is to say that there are no persons in the vehicle
  • Motor vehicle 10 are located.
  • the motor vehicle 10 is in a parking phase in which an internal combustion engine 14 is at least temporarily switched off.
  • the motor vehicle 10 may include a control unit 16, a sensor device 18, at least one Temper istskomponente 20, a receiving device 22, a fuel tank 24 with a fuel 26 for the internal combustion engine 14 and a vehicle battery 28 for an electric starter 30 of the internal combustion engine 14 and for supplying the
  • the control unit 16 can be provided, for example, by a control unit of the motor vehicle 10 or by a program module for a control unit or another processor unit of the motor vehicle 10.
  • the control unit 16 may be designed to start the internal combustion engine 14 automatically in order, for example, to heat a coolant circuit or an oil circuit of the internal combustion engine 14 or to provide, for example by means of a (not shown) electric generator in a known manner electrical energy for the operation of the Temper michskomponenten 20.
  • the control unit 16 can also control the operating state of the Temper michskomponenten 20, so turn them on and off and, for example. adjust their temperature control performance.
  • the sensor device 18 may comprise one or more sensors.
  • the sensor device 18 can be designed to determine, for example, a charge state L of the battery 28, an oil temperature Toil of an oil circuit of the internal combustion engine 14, a temperature Tcool of a cooling circuit of the internal combustion engine 14, a fill level F and / or an outside temperature Tout of an environment of the motor vehicle 10 ,
  • the receiving device 22 may be configured to, for example, from the Internet weather forecast data W regarding a future course of the outdoor temperature Tout or for example, to receive solar radiation.
  • the detected outside temperature Tout, the engine oil temperature Toil, the coolant temperature Tcool, the state of charge L of the battery and the level F, and the weather forecast data W represent state data which is transmitted to the control unit 16. In the motor vehicle 10, further state data or even less than the determined state data can be provided.
  • the control unit 16 may be designed to control the internal combustion engine 14 and the Temper istskomponenten 20 depending on the status data, so that in the motor vehicle 10, a user specification, for example regarding a
  • Motor vehicle temperature Tmin is satisfied when the driver returns to his motor vehicle 10 and wants to use this.
  • User default Tmin specifies a minimum temperature, which is to prevail in the motor vehicle 10, for example in a passenger compartment of the motor vehicle 10.
  • the driver may also have predefined a fulfillment time t0, which indicates when the driver would like to have fulfilled the user default Tmin.
  • the fulfillment time is the return time tO of the driver to the motor vehicle 10.
  • a frost protection for the internal combustion engine 14 may be switched on in the motor vehicle 10.
  • control unit 16 can ensure that the user specification Tmin is fulfilled at the return time t0. To generate the required operating power, e.g. for the Temper michskomponenten 20, the control unit 16 as needed the
  • the control unit 16 can now provide one or more start times of the vehicle battery 28.
  • Internal combustion engine 14 to determine the return time tO and for each start time also running times for the internal combustion engine 14 to meet the user default Tmin and offer the Einfriertik.
  • the motor vehicle 10 can then be cooled down to such an extent that more fuel 26 is needed to heat the motor vehicle 10 than would have been required, for example, if the internal combustion engine 14 and / or the temperature control components 20 were operated several times for a short time until the return time t0 would have.
  • the control unit 16 may therefore be designed to have optimal start times and
  • Tmin at the return time tO and the freeze protection are met.
  • the commissioning of the internal combustion engine is optimized from an energy point of view. This can increase the life of components because, for example, a cold start is avoided.
  • a restart of the engine 14 can be ensured because a freeze protection is provided.
  • this increases the comfort, since the additional Temper istskomponenten 20 can be safely operated, for example, for heating the passenger compartment without the return time tO, for example, the vehicle battery 28 is completely discharged and the starter 30 can no longer operate.
  • the control unit 16 performs an intelligent control of the internal combustion engine operation for the preconditioning of the starting times and / or the transit times
  • Vehicle components here the vehicle interior, by.
  • the motor vehicle 10 uses for this purpose the control unit 16 and the power supply, as they are both by the
  • the control unit 16 activates and / or deactivates the combustion engine as a function of defined parameters, such as, for example, the ambient temperature Tout, which depending on the type can be detected by the associated sensor system 18.
  • a temperature of the motor vehicle 10 for example, the temperature of the internal combustion engine 14 or a temperature Temp of the passenger compartment result.
  • the temperature Temp is still at a comfort level set by the driver during the previous drive.
  • the motor vehicle 10 cools down, which is illustrated in Fig. 2 by a change in the hatching.
  • the control unit 16 has e.g. determines how long the parking phase will last, ie the time interval between the start time t1 and the return time t0 specified by the driver.
  • the control unit 16 may then, for example, depending on the outdoor temperature Tout, the oil temperature Toil, the coolant temperature Tcool, a battery temperature of the battery 28, the
  • the time interval to a start time t on and a stop time t 0ff gives a running time 11 for the
  • Measures for heating can generally include according to the invention, for example, that the internal combustion engine 14 during a running phase with increased
  • Idle speed is operated and / or with an additional load, for example by a PTC, is applied, in which case the PTC in turn emits heat itself.
  • the control unit 16 can also check whether it is energetically more favorable to remove electrical energy from the battery 28 instead of a start of the internal combustion engine 14. For example, it is possible to check how much electrical energy must at most remain in the vehicle battery 28 in order to enable the driver to restart the internal combustion engine 14 at the end of the parking phase. Thereafter, the battery 28 can be recharged by the generator of the engine 14 during the subsequent journey. The remaining, remaining in the vehicle battery 28 energy can then during the Park phase to operate the temperature control 20 are used without this is then consumed by the fuel 26 something.
  • control unit 16 additionally determines a start time t ret , which also includes heating the passenger compartment and / or activating a seat heater, so that the passenger compartment is heated at least to the user default Tmin at the return time tO.
  • a model 32 can be provided in the control unit 16, for example, as illustrated in FIG. 3.
  • the model 32 may indicate a relationship between a breakaway torque M of the engine 14, a temperature T of the engine 14, for example, the oil temperature Toil or the coolant temperature Tcool, and a performance Pbat of the vehicle battery 28.
  • an authorization code for starting the internal combustion engine 14 is provided in the start unit 16, so that the control unit 16 can start the internal combustion engine 14 by means of the authorization code without having to deactivate an electronic anti-theft device for this purpose
  • Preconditioning of vehicles and / or vehicle components can be realized according to the invention.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10), um während einer Parkphase des Kraftfahrzeugs (10) durch Betreiben von zumindest einer Kraftfahrzeugkomponente (14, 20, 28) zumindest einen Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs (10) gemäß einer Benutzervorgabe einzustellen, wobei zumindest ein Teil einer Betriebsenergie für die zumindest eine Fahrzeugkomponente (14, 20, 28) mittels eines Verbrennungsmotors (14) bereitgestellt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bedienperson beim Steuern von Maßnahmen zur Komponentenkonditionierung des geparkten Kraftfahrzeugs (10) zu unterstützen. Eine Steuereinheit (16) empfängt hierzu Zustandsdaten (L, F, Toil, Tout, Tcool, W) betreffend zumindest eine während der Parkphase auf den zumindest einen Betriebsparameter einwirkenden Umfeldgröße (Tout) und/oder betreffend einen jeweiligen Zustand der zumindest einer Fahrzeugkomponente (14, 20, 28) und legt abhängig von den Zustandsdaten (L, F, Toil, Tout, Tcool, W) für den Verbrennungsmotor (14) zumindest einen Startzeitpunkt und/oder zumindest eine Laufdauer derart fest, dass die Betriebsenergie und/oder eine Emission ein vorbestimmtes Minimierungskriterium erfüllt.

Description

Beschreibung Autonomer Fahrzeugbetrieb während einer Parkphase
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, bei welchem während einer Parkphase durch Betreiben von zumindest einer Kraftfahrzeugkomponente zumindest ein Betriebsparameter des
Kraftfahrzeugs derart eingestellt wird, dass er eine Benutzervorgabe erfüllt. Beispielsweise kann bei dem Kraftfahrzeug für die Parkphase ein Einfrierschutz bereitgestellt sein. Eine
Betriebsenergie, welche zum Betreiben der zumindest einen Kraftfahrzeugkomponente benötigt wird, wird zumindest teilweise durch einen Verbrennungsmotor bereitgestellt.
Bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen, wie beispielsweise während des Winters nördlich des 55. Breitengrades häufig vorkommen können, werden oftmals unter dem Einfluss der Umgebungstemperatur Fahrzeugkomponenten aus technischer und/oder Komfortsicht in nicht optimaler Konditionierung, eben bei Untertemperatur, in Betrieb genommen. Bei sehr niedrigen Temperaturen müssen sogar fahrzeugexterne Maßnahmen einen Komponentenschutz leisten, damit der Betrieb überhaupt möglich wird. Hierzu gibt es beispielsweise solche Blockheater oder Standheizungen sowie Remote-Start-Systeme. Diese Lösungen sind angewiesen auf eine spezifische Infrastruktur. So benötigen Blockheater beispielsweise eine externe
Stromversorgung. Zudem lassen sich diese Maßnahmen nur mit einfachen Mitteln ein- und ausschalten, so dass keine Verbrauchs- und/oder emissionsoptimale Regelung gewährleistet ist, das heißt der Energieverbrauch wird nicht intelligent gesteuert.
Aus der DE 87 04 822 U1 ist eine Vorrichtung zum Temperieren von Versorgungsbehältern eines Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise eines Kraftstoffbehälters, bekannt. Die Vorrichtung nutzt die Abwärme beispielsweise einer Auspuffanlage, um über einen Wärmetauscher ein Fluid aus dem Kraftstoffbehälter zu heizen.
Aus der DE 3039783 A1 ist eine Frostschutzpumpe zum Einbringen von flüssigem
Frostschutzmittel in eine Druckluftanlage, insbesondere eine Druckluftbremsanlage, bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bedienperson beim Steuern von Maßnahmen zur Komponentenkonditionierung eines geparkten Kraftfahrzeugs zu unterstützen. Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist es beispielsweise ermöglicht, während einer Parkphase des Kraftfahrzeugs den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs immer dann durch eine Steuereinheit selbsttätig starten zu lassen, wenn die Motortemperatur unter einen vorgegebenen Schwellenwert fällt, unterhalb dessen z.B. ein Wiederstart der
Verbrennungsmotors verhindert sein könnte, wenn der Fahrer wieder zu dem Kraftfahrzeug zurückkehrt. Eine Parkphase meint hierbei, dass das Kraftfahrzeug z.B. auf einem Parkplatz z.B. über Nacht stillsteht oder geparkt ist und sich insbesondere auch keine Insassen in dem Kraftfahrzeug befinden.
Allgemein ist bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug eine Steuereinheit bereitgestellt, die dazu ausgelegt ist, während einer Parkphase des Kraftfahrzeugs durch Betreiben von zumindest einer Fahrzeugkomponente, z.B. einer Heizung, zumindest einen Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs, z.B. eine Temperatur, derart einzuregeln oder einzustellen, dass der zumindest eine Betriebsparameter eine Sollvorgabe oder Benutzervorgabe erfüllt. Zumindest ein Teil der Betriebsenergie zum Betreiben der zumindest einen Fahrzeugkomponente wird hierbei durch einen Verbrennungsmotor bereitgestellt. Mit anderen Worten wird also der Verbrennungsmotor durch die Steuereinheit selbsttätig gestartet, wenn Betriebsenergie für die zumindest eine Fahrzeugkomponente benötigt wird.
Um hierbei zu vermeiden, dass die zumindest eine Fahrzeugkomponente unnötig oft oder unnötig lange betrieben wird und hierdurch Energie verschwendet oder eine unnötig große Emission erzeugt wird, ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, in Abhängigkeit von bestimmten Zustandsdaten zumindest einen Startzeitpunkt und/oder zumindest eine Laufdauer des Verbrennungsmotors derart festzulegen, dass eine vom Verbrennungsmotor während der Parkphase erzeugte Energiemenge und/oder Emission ein vorbestimmtes
Minimierungskriterium erfüllt. Die Emission kann z.B. eine Abgasemission, eine Kohlendioxid- Emission und/oder eine Lärmemission umfassen.
Die Steuereinrichtung kann also den Verbrennungsmotor zu bestimmten Startzeitpunkten starten und dann für eine bestimmte Laufdauer betreiben, so dass er währenddessen
Betriebsenergie erzeugt. Am Ende der Laufdauer wird der Verbrennungsmotor dann jeweils wieder ausgeschaltet. Das Minimierungskriterium kann hierbei besagen, dass die
Energiemenge und/oder die Emission minimiert sein sollen. Das Minimierungskriterium kann aber auch weniger streng ausgelegt sein, so dass nicht ein absolutes Minimum erfüllt sein soll, sondern es beispielsweise genügt, dass die Energiemenge und/oder die Emission unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts gehalten sind.
Zum Ermitteln des zumindest einen Startzeitpunkts und/oder der zumindest einen Laufdauer nutzt die Steuereinheit die besagten Zustandsdaten. Dadurch reagiert die Steuereinheit flexibel auf Umwelteinflüsse und/oder den aktuellen Zustand der Fahrzeugkomponenten. Die
Zustandsdaten betreffen entsprechend zumindest eine während der Parkphase auf den zumindest einen Betriebsparameter einwirkende Umfeldgröße, also beispielsweise die
Außentemperatur oder eine Sonneneinstrahlung. Zusätzlich oder alternativ dazu können die Zustandsdaten auch einen jeweiligen Zustand der zumindest einen Fahrzeugkomponente betreffen, beispielsweise einen Ladezustand einer Fahrzeugbatterie, deren Energie anstelle derjenigen des Verbrennungsmotors genutzt werden kann.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die Inbetriebnahme des Verbrennungsmotors unter energetischen Gesichtspunkten in einen besseren Betriebsbereich verlegt wird, also der Verbrennungsmotor dann und nur dann betrieben wird, wenn es unbedingt nötig ist, um die Benutzervorgabe zu erfüllen.
Durch den Betrieb des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ergibt sich das erfindungsgemäße Verfahren.
Während einer Parkphase des Kraftfahrzeugs wird durch Betreiben von zumindest einer Kraftfahrzeugkomponente zumindest ein Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs gemäß einer Benutzervorgabe eingestellt, wobei zumindest ein Teil einer Betriebsenergie für die zumindest eine Fahrzeugkomponente mittels eines Verbrennungsmotors erzeugt wird. Die Steuereinheit empfängt des Weiteren Zustandsdaten betreffend zumindest eine während der Parkphase auf den zumindest einen Betriebsparameter einwirkende Umfeldgröße und/oder betreffend einen jeweiligen Zustand der zumindest einen Fahrzeugkomponente. In Abhängigkeit von den Zustandsdaten legt die Steuereinheit für den Verbrennungsmotor zumindest einen
Startzeitpunkt und/oder zumindest eine Laufdauer in der Weise fest, dass eine vom
Verbrennungsmotor bereitgestellte Energiemenge der Betriebsenergie ein vorbestimmtes Minimierungskriterium erfüllt.
Die Steuereinheit kann hierbei beispielsweise durch ein Steuergerät oder ein Programmmodul für ein Steuergerät oder eine andere Prozessoreinrichtung eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt sein. Die Zustandsdaten können durch einen in dem Kraftfahrzeug bereitgestellten Sensor oder mehrere Sensoren und/oder durch eine Empfangseinrichtung für ein Funksignal, beispielsweise ein WLAN-Signal oder ein Mobilfunksignal, erfasst werden.
Die Benutzervorgabe für den zumindest einen Betriebsparameter umfasst insbesondere einen Wert oder ein Werteintervall für ein Klimatisierungsziel, beispielsweise eine Lufttemperatur in einem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs oder eine Motortemperatur. Zusätzlich oder alternativ dazu kann als Benutzervorgabe ein Einfrierschutz gefordert sein, durch welchen verhindert ist, dass ein Zugang zum Kraftfahrzeug durch Eis blockiert ist, beispielsweise durch zugefrorene Fahrzeugschlösser, und/oder der Verbrennungsmotor oder eine Betriebsflüssigkeit des
Verbrennungsmotors eingefroren sind. Zusätzlich oder alternativ dazu kann eine
Fahrbereitschaft des Kraftfahrzeugs sichergestellt sein, welche das Losfahren mit dem
Kraftfahrzeug am Ende der Parkphase sicherstellt. Zusätzlich oder alternativ dazu kann eine Motorstarttemperatur für den Verbrennungsmotor festgelegt sein, so dass sich ein
materialschonender Betrieb beim Anlassen des Verbrennungsmotors ergibt.
Andere Weiterbildungen der Erfindung betreffen die zumindest eine Fahrzeugkomponente, die zum Einstellen des zumindest einen Betriebsparameters genutzt wird.
Die zumindest eine Fahrzeugkomponente umfasst gemäß einer Ausführungsform den
Verbrennungsmotor selbst, um beispielsweise ein Motoröl zu heizen oder einen
Kühlwasserkreislauf zu entfrosten. Die Betriebsenergie stellt hierbei die Heizenergie dar, die der Verbrennungsmotor als Abwärme erzeugt. Zusätzlich oder alternativ dazu kann eine
Klimaanlage betrieben werden, um beispielsweise einen Fahrgastraum zu temperieren.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann als eine Fahrzeugkomponente eine Fahrzeugbatterie betrieben werden, beispielsweise eine Brennstoffzelle, die hierdurch Eigenwärme erzeugt. Mittels der Fahrzeugbatterie kann auch eine zusätzliche Betriebsenergie für eine weitere Fahrzeugkomponente bereitgestellt werden, ohne dass hierzu der Verbrennungsmotor gestartet werden muss. Zum Heizen des Kraftfahrzeugs können auch eine Motorheizung und/oder eine Kraftstoffheizung und/oder eine Batterieheizung als weitere Fahrzeugkomponenten betrieben werden. Auch ein PTC-Element (PTC - Positive Temperature Coefficient) kann als
Fahrzeugkomponente vorgesehen sein.
Mittels der beschriebenen Fahrzeugkomponenten kann in vorteilhafter Weise bei sehr niedrigen Außentemperaturen, beispielsweise bei Temperaturen kleiner als -10 Grad Celsius oder als - 20 Grad Celsius, oder auch bei sehr hohen Außentemperaturen, beispielsweise bei einer Außentemperatur von mehr als 30 Grad Celsius oder mehr als 40 Grad Celsius, als Betriebsgröße eine Temperatur in dem Kraftfahrzeug gemäß einer Benutzervorgabe gehalten oder eingestellt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist die Steuereinheit bevorzugt dazu ausgelegt, als Zustandsdaten insbesondere folgenden Informationen zu empfangen.
Zustandsdaten betreffend eine Außentemperatur weisen den Vorteil auf, dass eine momentane oder eine zukünftige Außentemperatur bekannt ist und hieraus ein Startzeitpunkt ermittelt werden kann, zu welchem eine gemäß der Benutzervorgabe einzustellende
Fahrzeugtemperatur unter einen vorbestimmten Mindestwert oder über einen vorbestimmten Höchstwert erreicht ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann eine Wettervorhersage durch die Zustandsdaten gegeben sein, so dass ebenfalls auf einen Temperaturverlauf zum Ermitteln von zumindest einem Startzeitpunkt rückgeschlossen werden kann. Der Temperaturverlauf kann sich beispielsweise aufgrund einer intensiven Sonneneinstrahlung in einer Wüstenregion ergeben. Als Zustandsdaten können auch eine Öltemperatur und/oder Kühlmitteltemperatur und/oder Batterietemperatur ermittelt werden, was den Vorteil aufweist, dass hierzu die auch für andere Funktionalitäten bereits in der Regel vorhandenen Sensoren genutzt werden können. Zudem kann überprüft werden, ob diese Betriebsmittel des Kraftfahrzeugs noch oberhalb eines jeweiligen Gefrierpunkts sind. Es kann als Zustandsdaten auch ein Ladezustand einer Batterie des Kraftfahrzeugs ermittelt werden und die Möglichkeit überprüft werden, ob anstelle eines Starts des Verbrennungsmotors zusätzliche Betriebsenergie aus der Batterie entnommen werden kann. Zusätzlich oder alternativ dazu können die Zustandsdaten auch einen
Tankfüllstand angeben, so dass ermittelt werden kann, wie viel Betriebsenergie der
Verbrennungsmotor insgesamt während der Parkphase überhaupt bereitstellen kann.
Besonders bevorzugt ist bei der Erfindung vorgesehen, dass die Benutzervorgaben auch zumindest einen Erfüllungszeitpunkt umfassen, also eine Zeitangabe betreffend Zeitpunkt, an welchem der zumindest eine Betriebsparameter gemäß der Benutzervorgabe eingestellt sein muss. Insbesondere handelt es sich bei einem Erfüllungszeitpunkt um den Endzeitpunkt der Parkphase, also denjenigen Zeitpunkt, zu welchem der Fahrer das Kraftfahrzeug wieder benutzen möchte. Durch Berücksichtigen des zumindest einen Erfüllungszeitpunkt muss mit anderen Worten nicht durchgehend während der gesamten Parkphase die Benutzervorgabe erfüllt sein, also beispielsweise eine bestimmte Mindesttemperatur im Kraftfahrzeug
sichergestellt sein. Hierdurch ergibt sich ein Freiheitsgrad für die Minimierung der vom
Verbrennungsmotor insgesamt erzeugten Betriebsenergie und/oder der Emission. Die
Steuereinheit kann dann nämlich dazu ausgelegt sein, während der Parkphase zum Erfüllen des Minimierungskriteriums für den zumindest einen Betriebsparameter außerhalb des zumindest einen Erfüllungszeitpunkts auch einen Wert zuzulassen, der die Benutzervorgabe wertemäßig verletzt, also beispielsweise eine Temperatur unterhalb der Mindesttemperatur. Das Kraftfahrzeug muss ja nur zum Erfüllungszeitpunkt wieder so weit aufgeheizt sein, dass die Temperatur bei der Mindesttemperatur oder darüber liegt.
Wie bereits ausgeführt, kann das Kraftfahrzeug zumindest eine weitere fahrzeugeigene Energiequelle zum Bereitstellen zusätzlicher Betriebsenergie aufweisen, also beispielsweise eine Niedervolt-Fahrzeugbatterie oder eine Traktionsbatterie oder einen zusätzlichen
Akkumulator zum Betreiben beispielsweise eines Heizelements oder einer
Klimatisierungseinrichtung. Bevorzugt ist hierbei die Steuereinheit dazu ausgelegt, zwischen dem Verbrennungsmotor und der zumindest einen weiteren Energiequelle auszuwählen, beim Betreiben der zumindest einen Fahrzeugkomponente um das Minimierungskriteriums zu erfüllen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass für den Fall, dass eine
Klimatisierungseinrichtung oder eine Heizeinrichtung für eine Betriebsdauer von z.B. zehn Minuten betrieben werden soll, ein erster Anteil davon, z.B. acht Minuten, eine Betriebsenergie aus der zumindest einen zusätzlichen Energiequelle und nur ein verbleibender zweiter Anteil, also hier dann zwei Minuten, durch den Verbrennungsmotor erzeugt werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, unabhängig von der Benutzervorgabe die Wiederstartfähigkeit des Verbrennungsmotors sicherzustellen, also insbesondere den Kraftstofftank mit dem Kraftstoff für den Verbrennungsmotor nur so weit zu entleeren, dass der Verbrennungsmotor am Ende der Parkphase noch gestartet werden kann. Zusätzlich oder alternativ dazu wird insbesondere sichergestellt, dass eine in einer
Starterbatterie verbleibende Restenergie ausreicht, um einen Starter für den
Verbrennungsmotor am Ende der Parkphase zu betreiben.
Eine andere Weiterbildung sieht vor, dass die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, bei der Benutzervorgabe einen vorbestimmten Toleranzbereich zu erzwingen. Mit anderen Worten kann der Nutzer seine Vorgabe, beispielsweise eine Temperatur, nur bis auf den
Toleranzbereich genau festlegen. Hierdurch ergeben sich in vorteilhafter Weise Freiheitsgrade beim Minimieren des Energieverbrauchs und/oder der Emission des Verbrennungsmotors
Um in Abhängigkeit von den Zustandsdaten den zumindest einen Startzeitpunkt und/oder die geeignete Laufzeitdauer nach jedem Start des Verbrennungsmotors zu ermitteln, sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass durch die Steuereinheit anhand der Zustandsdaten ein Modell des Kraftfahrzeugs konfiguriert wird und dann anhand des Modells derjenige zumindest eine Startzeitpunkt und/oder diejenige zumindest eine Laufdauer ermittelt werden, die das Minimierungskriterium erfüllen.
Das Modell ist hierbei insbesondere dazu ausgelegt, ein Losbrechmoment des
Verbrennungsmotors und/oder eine für einen Motorstart des Verbrennungsmotors benötigte Startleistung und/oder eine Startenergiemenge eines Starters des Verbrennungsmotors und/oder eine Leistungsfähigkeit einer Starterbatterie und/oder eine Restenergiemenge einer Starterbatterie und/oder einen zeitlichen Verlauf einer Kraftfahrzeugtemperatur vorherzusagen oder zu prädizieren. Beispielsweise kann also mittels des Modells und beispielsweise
Zustandsdaten, die eine aktuelle Außentemperatur und/oder eine Temperaturvorhersage umfassen, vorhergesagt werden, welcher Temperaturverlauf sich im Kraftfahrzeug während der Parkphase ergeben wird, woraus sich dann geeignete Startzeitpunkte und/oder Laufdauern für den Verbrennungsmotor ermitteln lassen. Anhand des Modell kann aber auch ein
Schwellenwert z.B. für eine Motortemperatur und/oder eine Motoröltemperatur und/oder eine Kühlmitteltemperatur und/oder eine Batterietemperatur ermittelt werden und dann immer dann der Verbrennungsmotor gestartet werden, falls ein aktueller Temperaturwert kleiner
(Einfrierschutz) oder größer (Hitzeschutz) als der jeweilige Schwellenwert ist. Hierdurch ergeben sich dann die Startzeitpunkte implizit. Die Laufzeitdauer kann sich z.B. auch durch eine Zweipunktregelung für den jeweiligen Temperaturwert ergeben.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als
Personenkraftwagen, ausgestaltet.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Kraftfahrzeugs.
Fig. 2 ein Diagramm mit einem schematischen Verlauf einer Fahrzeugtemperatur, wie er sich gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben kann, und
Fig. 3 eine Skizze zur Erläuterung eines dem erfindungsgemäßen Verfahren
zugrundeliegenden Prinzips.
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In der Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug 10 gezeigt, bei dem es sich beispielsweise um einen
Kraftwagen, wie etwa einen Personenkraftwagen, handeln kann. Das Kraftfahrzeug 10 kann auf einem Parkplatz 12 beispielsweise an einem Straßenrand geparkt sein. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug 10 verlassen sein, das heißt es müssen sich keine Personen in dem
Kraftfahrzeug 10 befinden. Das Kraftfahrzeug 10 befindet sich in einer Parkphase, in welcher ein Verbrennungsmotor 14 zumindest zeitweise ausgeschaltet ist.
Das Kraftfahrzeug 10 kann eine Steuereinheit 16, eine Sensoreinrichtung 18, zumindest einen Temperierungskomponente 20, eine Empfangseinrichtung 22, einen Kraftstofftank 24 mit einem Kraftstoff 26 für den Verbrennungsmotor 14 sowie eine Fahrzeugbatterie 28 für einen elektrischen Starter 30 des Verbrennungsmotors 14 und zum Versorgen der
Temperierungskomponente 20 umfassen.
Die Steuereinheit 16 kann beispielsweise durch ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs 10 oder durch ein Programmmodul für ein Steuergerät oder eine andere Prozessoreinrichtung des Kraftfahrzeugs 10 bereitgestellt sein. Die Steuereinheit 16 kann dazu ausgelegt sein, den Verbrennungsmotor 14 selbsttätig zu starten, um beispielsweise einen Kühlmittelkreislauf oder einen Ölkreislauf des Verbrennungsmotors 14 aufzuheizen oder um beispielsweise mittels eines (nicht dargestellten) elektrischen Generators in bekannter Weise elektrische Energie zum Betrieb der Temperierungskomponenten 20 bereitzustellen. Die Steuereinheit 16 kann auch den Betriebszustand der Temperierungskomponenten 20 steuern, also diese an- und ausschalten sowie z.B. deren Temperierungsleistung einstellen.
Die Sensoreinrichtung 18 kann einen oder mehrere Sensoren umfassen. Die Sensoreinrichtung 18 kann dazu ausgelegt sein, beispielsweise einen Ladezustand L der Batterie 28, eine Öltemperatur Toil eines Ölkreislaufs des Verbrennungsmotors 14, eine Temperatur Tcool eines Kühlkreislaufs des Verbrennungsmotors 14, einen Füllstand F und/oder eine Außentemperatur Tout einer Umgebung des Kraftfahrzeugs 10 zu ermitteln.
Die Empfangseinrichtung 22 kann dazu ausgelegt sein, beispielsweise aus dem Internet Wettervorhersagedaten W betreffend einen zukünftigen Verlauf der Außentemperatur Tout oder beispielsweise einer Sonneneinstrahlung zu empfangen. Die erfasste Außentemperatur Tout, die Motoröltemperatur Toil, die Kühlmitteltemperatur Tcool, der Ladezustand L der Batterie und der Füllstand F sowie die Wettervorhersagedaten W stellen Zustandsdaten dar. welche an die Steuereinheit 16 übertragen werden. Bei dem Kraftfahrzeug 10 können weitere Zustandsdaten oder auch weniger als die bestimmten Zustandsdaten bereitgestellt sein.
Die Steuereinheit 16 kann dazu ausgelegt sein, in Abhängigkeit von den Zustandsdaten den Verbrennungsmotor 14 sowie die Temperierungskomponenten 20 zu steuern, damit bei dem Kraftfahrzeug 10 eine Benutzervorgabe beispielsweise betreffend eine
Kraftfahrzeugtemperierung Tmin erfüllt ist, wenn der Fahrer zu seinem Kraftfahrzeug 10 zurückkehrt und dieses benutzen möchte.
Für die weitere Erläuterung des Ausführungsbeispiels sei angenommen, dass die
Benutzervorgabe Tmin eine Mindesttemperatur vorgibt, die in dem Kraftfahrzeug 10, beispielsweise in einem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs 10 herrschen soll. Optional kann der Fahrer neben der Benutzervorgabe Tmin auch einen Erfüllungszeitpunkt tO vorgegeben haben, der angibt, wann der Fahrer die Benutzervorgabe Tmin erfüllt haben möchte. Im Beispiel sei der Erfüllungszeitpunkt der Rückkehrzeitpunkt tO des Fahrers zum Kraftfahrzeug 10.
Zusätzlich kann in dem Kraftfahrzeug 10 ein Einfrierschutz für den Verbrennungsmotor 14 eingeschaltet sein.
Die Steuereinheit 16 kann bei dem Kraftfahrzeug 10 sicherstellen, dass zum Rückkehrzeitpunkt tO die Benutzervorgabe Tmin erfüllt ist. Zum Erzeugen der benötigten Betriebsenergie z.B. für die Temperierungskomponenten 20 kann die Steuereinheit 16 bedarfsweise den
Verbrennungsmotor 14 starten, um entweder den Verbrennungsmotor 14 selbst aufzuheizen oder mittels des Generators die Betriebsenergie für die Temperierungskomponenten 20 bereitzustellen. Die Temperierungskomponenten 20 können auch unabhängig von dem
Verbrennungsmotor 14 beispielsweise mittels der Fahrzeugbatterie 28 betrieben werden. Die Steuereinheit 16 kann nun vorsehen, einen oder mehrere Startzeitpunkte des
Verbrennungsmotors 14 bis zum Rückkehrzeitpunkt tO sowie für jeden Startzeitpunkt auch noch Laufdauern für den Verbrennungsmotor 14 zu ermitteln, um die Benutzervorgabe Tmin zu erfüllen und den Einfrierschutz zu bieten.
Hierbei muss es nicht unbedingt sinnvoll sein, das Kraftfahrzeug 10 zunächst beispielsweise eine ganze Nacht hindurch unbeheizt zu lassen und dann beispielsweise 30 Minuten vor dem Rückkehrzeitpunkt tO mit dem Temperieren des Kraftfahrzeugs 10 zu beginnen. Hierbei kann dann das Kraftfahrzeug 10 z.B. derart weit ausgekühlt sein, dass sich beispielsweise der Verbrennungsmotor 14 überhaupt nicht mehr starten lässt, wenn beispielsweise die
Außentemperatur Tout weniger als z.B. -30 Grad beträgt.
Außerdem kann dann das Kraftfahrzeug 10 derart stark ausgekühlt sein, dass insgesamt mehr Kraftstoff 26 zum Aufheizen des Kraftfahrzeugs 10 benötigt wird als es beispielsweise benötigt worden wäre, wenn man den Verbrennungsmotor 14 und/oder die Temperierungskomponenten 20 bis zum Rückkehrzeitpunkt tO mehrmals für kurze Zeit betrieben hätte.
Die Steuereinheit 16 kann deshalb dazu ausgelegt sein, optimale Startzeitpunkte und
Laufdauern für den Verbrennungsmotor 14 zu ermitteln, damit dieser möglichst wenig Kraftstoff 26 verbraucht und dennoch alle Benutzervorgaben, hier also Tmin zum Rückkehrzeitpunkt tO und der Einfrierschutz, erfüllt werden. Bei Umgebungstemperaturen außerhalb oder am Rand der vorgesehenen oder der optimalen Betriebstemperatur wird hierdurch die Inbetriebnahme des Verbrennungsmotors unter energetischen Gesichtspunkten optimiert. Dies kann die Lebensdauer von Bauteilen erhöhen, weil beispielsweise ein Kaltstart vermieden wird. Zudem kann hierbei auch ein Widerstart des Verbrennungsmotors 14 sichergestellt werden, weil ein Einfrierschutz bereitgestellt ist. Für den Fahrzeugnutzer erhöht sich hierdurch der Komfort, da die zusätzlichen Temperierungskomponenten 20 beispielsweise auch zum Aufheizen des Fahrgastraumes sicher betrieben werden können, ohne dass zum Rückkehrzeitpunkt tO beispielsweise die Fahrzeugbatterie 28 vollständig entladen ist und sich der Starter 30 nicht mehr betreiben lässt.
Die Steuereinheit 16 führt zum Ermitteln der Startzeitpunkte und/oder der Laufzeitdauern eine intelligente Steuerung des Verbrennungsmotorbetriebs zur Vorkonditionierung der
Fahrzeugkomponenten, hier des Fahrzeuginnenraums, durch. Das Kraftfahrzeug 10 nutzt hierzu die Steuereinheit 16 sowie die Energieversorgung, wie sie sowohl durch den
Verbrennungsmotor 14, d.h. den Kraftstoff 26, sowie auch durch die Batterie 28 bereitgestellt ist. Die Energieversorgung wird also insbesondere autark durch den fahrzeuginternen
Energiespeicher, beispielsweise die Batterie 28, und den Tankinhalt des Kraftstofftanks 24 sichergestellt. Zudem kann die Sensoreinrichtung 18 und/oder die Empfangseinrichtung 22 genutzt werden. Die Steuereinheit 16 aktiviert und/oder deaktiviert den Verbrennungsmotor in Abhängigkeit von definierten Parametern, wie beispielsweise der Umgebungstemperatur Tout, welche je nach Art von der zugehörigen Sensorik 18 erfasst werden kann.
Durch die intelligente Steuerung auf Basis der Zustandsinformation zur Vorkonditionierung auf beispielsweise die Benutzervorgabe Tmin wird hierbei ein optimaler Kompromiss zwischen dem dazu notwendigen Energieverbrauch und/oder den beim Betrieb des Verbrennungsmotors 14 entstehenden Emissionen einerseits und dem Vorkonditionierungsergebnis andererseits erreicht.
Beispielsweise kann sich mit der Zeit t dann während der Parkphase der in Fig. 2
veranschaulichte Verlauf für eine Temperatur des Kraftfahrzeugs 10, beispielsweise die Temperatur des Verbrennungsmotors 14 oder eine Temperatur Temp des Fahrgastraumes ergeben. Zu Beginn der Parkphase zum Zeitpunkt t1 ist die Temperatur Temp noch auf einem vom Fahrer während der vorangegangenen Fahrt eingestellten Komfortwert. Nach Abstellen des Verbrennungsmotors 14 durch die Steuereinheit 16 kühlt das Kraftfahrzeug 10 ab, was in der Fig. 2 durch eine Veränderung der Schraffur veranschaulicht ist. Die Steuereinheit 16 hat z.B. ermittelt, wie lange die Parkphase dauern wird, das heißt den Zeitabstand zwischen dem Startzeitpunkt t1 und dem vom Fahrer angegebenen Rückkehrzeitpunkt tO. Die Steuereinheit 16 kann dann beispielsweise in Abhängigkeit von der Außentemperatur Tout, der Öltemperatur Toil, der Kühlmitteltemperatur Tcool, einer Batterietemperatur der Batterie 28, dem
Ladezustand L der Batterie 28 und/oder dem Tankfüllstand F Startzeitpunkte ion und
Stoppzeitpunkte t für den Verbrennungsmotor 14 ermitteln, um das Kraftfahrzeug 10 wieder aufzuheizen. Zu Stoppzeitpunkten t0* wird der Verbrennungsmotor 14 z.B. durch eine
Hystereseregelung oder Zweipunkteregelung wieder abgeschaltet. Der Zeitabstand zu einem Startzeitpunkt ton und einem Stoppzeitpunkt t0ff ergibt eine Laufdauer 11 für den
Verbrennungsmotor 14.
Maßnahmen zum Aufheizen können allgemein gemäß der Erfindung beispielsweise auch umfassen, dass der Verbrennungsmotor 14 während einer Laufphase mit erhöhter
Leerlaufdrehzahl betrieben wird und/oder mit einer zusätzlichen Last, zum Beispiel durch einen PTC, beaufschlagt wird, wobei dann der PTC wiederum selbst Wärme abgibt. Um den
Verbrennungsmotor 14 zu heizen, kann als zusätzliche, das Aufheizen fördernde Maßnahme eine Wärmezufuhr in den Fahrgastraum, beispielsweise durch Schließen von Lüftungsklappen, unterbrochen werden.
Die Steuereinheit 16 kann auch überprüfen, ob es energetisch günstiger ist, anstelle eines Starts des Verbrennungsmotors 14 elektrische Energie aus der Batterie 28 zu entnehmen. Beispielsweise kann überprüft werden, wie viel elektrische Energie in der Fahrzeugbatterie 28 höchstens verbleiben muss, um es dem Fahrer zu ermöglichen, am Ende der Parkphase den Verbrennungsmotor 14 noch einmal zu starten. Danach kann die Batterie 28 durch den Generator des Verbrennungsmotors 14 während der anschließenden Fahrt wieder aufgeladen werden. Die übrige, in der Fahrzeugbatterie 28 verbleibende Energie kann dann während der Parkphase zum Betreiben der Temperierkomponenten 20 genutzt werden, ohne dass hierbei dann von dem Kraftstoff 26 etwas verbraucht wird.
In dem in Fig. 2 veranschaulichten Beispiel ermittelt die Steuereinheit 16 zusätzlich eine Startzeit tret, zu welcher auch das Aufheizen des Fahrgastraumes und/oder das Aktivieren einer Sitzheizung vorgesehen ist, damit zum Rückkehrzeitpunkt tO der Fahrgastraum zumindest auf die Benutzervorgabe Tmin aufgeheizt ist.
Damit die Steuereinheit 16 die Startzeitpunkte ton und die Laufdauern 11 , 12 ermitteln kann, kann in der Steuereinheit 16 beispielsweise ein Modell 32 bereitgestellt sein, wie es in Fig. 3 veranschaulicht ist. Das Modell 32 kann beispielsweise einen Zusammenhang zwischen einem Losbrechmoment M des Verbrennungsmotors 14, einer Temperatur T des Verbrennungsmotors 14, beispielsweise der Öltemperatur Toil oder der Kühlmitteltemperatur Tcool, und einer Leistungsfähigkeit Pbat der Fahrzeugbatterie 28 angeben. Das Modell 32 kann beispielsweise besagen, dass bei einer Temperatur T = 20 Grad Celsius das Losbrechmoment M=100 Prozent beträgt und die Leistungsfähigkeit Pbat der Fahrzeugbatterie 28 ebenfalls 100 Prozent beträgt. Mit sinkender Temperatur steigt das Losbrechmoment M, während die Leistungsfähigkeit Pbat der Fahrzeugbatterie 28 abnimmt. Hieraus kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Außentemperatur Tout oder einem ermittelten zeitlichen Verlauf der Außentemperatur Tout durch die Steuereinheit 16 ermittelt werden, wann oder bei welchem Wert der Temperatur T bei gegebenem Ladezustand L der Fahrzeugbatterie 28 wieder ein Start des Verbrennungsmotors 14 erfolgen muss, damit die Fahrzeugbatterie 28 noch leistungsfähig genug ist, um den Starter 30 zum Starten des Verbrennungsmotors 14 zu betreiben.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist bevorzugt auch vorgesehen, dass in der Starteinheit 16 ein Autorisierungscode zum Starten des Verbrennungsmotors 14 bereitgestellt ist, so dass die Steuereinheit 16 mittels des Autorisierung scodes den Verbrennungsmotor 14 starten kann, ohne dass hierzu ein elektronischer Diebstahlschutz deaktiviert sein muss, welcher verhindert, dass beispielsweise ein Dieb in das Kraftfahrzeug 10 einsteigt und den Verbrennungsmotor 14 beispielsweise mittels einer Start-/Stopp-Taste startet.
Insgesamt ist durch das Beispiel gezeigt, wie eine intelligente Motorsteuerung zur
Vorkonditionierung von Fahrzeugen und/oder Fahrzeugkomponenten erfindungsgemäß realisiert werden kann.

Claims

Patentansprüche
1 . Kraftfahrzeug (10) mit einer Steuereinheit (16), welche dazu ausgelegt ist, während einer Parkphase des Kraftfahrzeugs (10) durch Betreiben von zumindest einer
Kraftfahrzeugkomponente (14, 20) zumindest einen Betriebsparameter (Temp) des Kraftfahrzeugs (10) derart einzustellen, dass der zumindest eine Betriebsparameter (Temp) eine Benutzervorgabe (Tmin) erfüllt, wobei ein Verbrennungsmotor (14) dazu ausgelegt ist, zumindest einen Teil einer Betriebsenergie zum Betreiben der zumindest einen Fahrzeugskomponente (14, 20) zu erzeugen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinheit (16) dazu ausgelegt ist, Zustandsdaten (L, F, Toil, Tout, Tcool, W) betreffend zumindest eine während der Parkphase auf den zumindest einen
Betriebsparameter (Temp) einwirkende Umfeldgröße (Tout) und/oder betreffend einen jeweiligen Zustand der zumindest einer Fahrzeugkomponente (14, 20, 28) zu empfangen und in Abhängigkeit von den Zustandsdaten (L, F, Toil, Tout, Tcool, W) bei dem Verbrennungsmotor (14) zumindest einen Startzeitpunkt (ton) und/oder zumindest eine Laufdauer (11 , 12) derart festzulegen, dass eine vom Verbrennungsmotor (14) während der Parkphase erzeugte Energiemenge und/oder Emission ein vorbestimmtes Minimierungskriterium erfüllt.
2. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 1 , wobei die Benutzervorgabe (Tmin) für den
zumindest einen Betriebsparameter (Temp) jeweils einen Wert und/oder ein
Werteintervall vorgibt, wobei der vorgegebene Wert und/oder das vorgegebene Werteintervall ein Klimatisierungsziel angibt, und/oder die Benutzervorgabe einen Einfrierschutz und/oder eine Fahrbereitschaft des Kraftfahrzeugs (10) und/oder eine Motorstarttemperatur für den Verbrennungsmotor (14) festlegt.
3. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Fahrzeugkomponente (14, 20, 28) zumindest eine aus den folgenden umfasst: den Verbrennungsmotor (14), eine Klimaanlage, eine Fahrzeugbatterie (28), eine
Motorheizung, eine Kraftstoffheizung, eine Batterieheizung, ein PTC-Element, eine Drehzahlregelung.
4. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (16) dazu ausgelegt ist, als Zustandsdaten zumindest eine der folgenden Informationen zu empfangen: eine Außentemperatur (Tout), eine Wettervorhersage (W), eine
Öitemperatur (Toil), eine Kühlmitteitemperatur (Tcooi), eine Batterietemperatur, einen Ladezustand (L) der Batterie, einen Tankfüllstand (F).
5. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Benutzervorgaben (Tmin) zumindest einen Erfüllungszeitpunkt (tO), an welchem der zumindest einen Betriebsparameter (Temp) gemäß der Benutzervorgabe (Tmin) eingestellt sein muss, umfasst und die Steuereinheit (16) dazu ausgelegt ist, während der Parkphase zum Erfüllen des Minimierungskriteriums für den zumindest einen Betriebsparameter (Temp) außerhalb des zumindest einen Erfüllungszeitpunkts (tO) auch einen Wert zuzulassen, der die Benutzervorgabe (Tmin) wertemäßig verletzt.
6. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kraftfahrzeug (10) zumindest eine weitere fahrzeugeigene Energiequelle (28) zum Bereitstellen einer zusätzlichen Betriebsenergie für die zumindest eine Fahrzeugkomponente (20) aufweist und die Steuereinheit (16) dazu ausgelegt ist, zum Erfüllen des Minimierungskriteriums zwischen dem Verbrennungsmotor (14) und der zumindest einen weiteren Energiequelle (28) für das Betreiben der zumindest einen Fahrzeugkomponente (20) auszuwählen.
7. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (16) dazu ausgelegt ist, unabhängig von der Benutzervorgabe (Tmin) die
Wiederstartfähigkeit des Verbrennungsmotors (14) sicherstellen.
8. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (16) dazu ausgelegt ist, bei der Benutzervorgabe (Tmin) einen vorbestimmten
Toleranzbereich zu erzwingen.
9. Kraftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (16) dazu ausgelegt ist, anhand der Zustandsdaten ein Modell (32) des Kraftfahrzeugs (10) zu konfigurieren und anhand des Modells (32) denjenigen zumindest einen
Startzeitpunkt (ton) und/oder diejenige zumindest eine Laufdauer (11 , 12) zu ermitteln, die das Minimierungskriterium erfüllen.
10. Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 9, wobei das Modell (32) dazu ausgelegt ist, ein Losbrechmoment (M) des Verbrennungsmotors (14) und/oder eine für einen Motorstart des Verbrennungsmotors ( 14) benötigte Startleistung und/oder eine Startenergiemenge eines Starters (30) und/oder eine Leistungsfähigkeit (Pbat) einer Starterbatterie (28) und/oder eine Restenergiemenge der Starterbatterie (29) und/oder einen zeitlichen Verlauf einer Temperatur zu prädizieren. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10), um während einer Parkphase des Kraftfahrzeugs (10) durch Betreiben von zumindest einer Kraftfahrzeugkomponente (14, 20, 28) zumindest einen Betriebsparameter (Temp) des Kraftfahrzeugs (10) gemäß einer Benutzervorgabe (Tmin) einzustellen, wobei zumindest ein Teil einer
Betriebsenergie für die zumindest eine Fahrzeugkomponente (14, 20, 28) mittels eines Verbrennungsmotors (14) erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Steuereinheit (16) Zustandsdaten (L, F, Toil, Tout, Tcool, W) betreffend zumindest eine während der Parkphase auf den zumindest einen Betriebsparameter (Temp) einwirkenden Umfeldgröße (Tout) und/oder betreffend einen jeweiligen Zustand der zumindest einer Fahrzeugkomponente (14, 20, 28) empfängt und in Abhängigkeit von den Zustandsdaten (L, F, Toil, Tout, Tcool, W) für den Verbrennungsmotor (14) zumindest einen Startzeitpunkt (ton) und/oder zumindest eine Laufdauer (11 , 12) derart festlegt, dass eine vom Verbrennungsmotor (14) erzeugte Energiemenge der
Betriebsenergie und/oder Emission ein vorbestimmtes inimierungskriterium erfüllt.
PCT/EP2014/077758 2014-01-23 2014-12-15 Autonomer fahrzeugbetrieb während einer parkphase Ceased WO2015110225A1 (de)

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