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Title:
METHOD AND DEVICE FOR OPERATING A DRIVE SYSTEM, AND DRIVE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/145428
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating a drive system, in particular for operating an internal combustion engine, a hybrid drive or an electric drive, in particular for operating a drive of a rail vehicle. It is provided according to the invention that, in the method, - a heat input into the cooling system is determined, and - an input value which corresponds to the heat input is forwarded to a temperature control system for actuating the actuating unit.

Inventors:
OSZFOLK, Benjamin (Löwentaler Straße 27, Friedrichshafen, 88046, DE)
NIEDERER, Jörg (Oberer Illen 9, Ravensburg, 88212, DE)
RIEGGER, Peter (Von-Mader-Straße 5, Überlingen, 88662, DE)
GUT, Thomas (Anemonenweg 2, Meckenbeuren, 88074, DE)
Application Number:
EP2019/051762
Publication Date:
August 01, 2019
Filing Date:
January 24, 2019
Export Citation:
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Assignee:
MTU FRIEDRICHSHAFEN GMBH (Maybachplatz 1, Friedrichshafen, 88045, DE)
International Classes:
F01P7/04; B61C5/00
Domestic Patent References:
WO2015088423A12015-06-18
Foreign References:
US5561602A1996-10-01
EP2944786A12015-11-18
EP0974742A22000-01-26
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
EISENFÜHR SPEISER PATENTANWÄLTE RECHTSANWÄLTE PARTGMBB (Anna-Louisa-Karsch-Straße 2, Berlin, 10178, DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems, insbesondere zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1000), eines Hybridantriebs oder eines Elektroantriebs, insbesondere zum Betreiben eines Antriebs eines Schienenfahrzeugs, aufweisend:

- wenigstens einen Antriebsstrang (10), mit wenigstens einer Antriebsstrang-Komponente, welche insbesondere ein Getriebe (13) und einen Motor (11) und/oder einen Energiespeicher (12) umfasst, sowie

- ein Kühlsystem (20) zum Kühlen der wenigstens einen Antriebsstrang-Komponente, und

- eine Einrichtung (100) mit einer Einheit (102) zum Steuern und Regeln, mit einer Stelleinheit (60), und mit einer Temperaturregelstrecke (50), mittels der das Kühlsystem (20) über die Stelleinheit (60) einstellbar ist,

wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass

- ein Wärmeeintrag (WE) in das Kühlsystem (20) ermittelt wird, und

- ein dem Wärmeeintrag (WE) entsprechender Eingabewert (EW) an die Temperaturregelstrecke (50) zum Stellen der Stelleinheit (60) weitergegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Energiespeicher (12) ein elektrischer Energiespeicher ist, insbesondere eine Batterie, einen Akkumulator und/oder einen Kondensator aufweist, und/oder

- das Kühlsystem (20) einen Rückkühler (30) aufweist, insbesondere der Rückkühler (30) zur bedarfsgerechten Rückkühlung des Kühlsystems (20) einstellbar ist.

3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturregelstrecke (50) einen Temperaturregler (40) und die Stelleinheit (60) aufweist,

- ein dem Wärmeeintrag (WE) entsprechender Eingabewert (EW) unabhängig vom Temperaturregler (40) ermittelt wird,

- der dem Wärmeeintrag (WE) entsprechender Eingabewert (EW) an den Temperaturregler (40) weitergegeben wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingabewert (EW) ein angepasster Stellgrößenwert (AS) ist, der als Änderungswert zur Anpassung einer Stellgröße (SR) für die Stelleinheit (60) vorgesehen ist und als geänderte Stellgröße (S) über den Regelausgang (O) des Temperaturreglers (40) an die Stelleinheit (60) übermittelt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Wärmeeintrag (WE) entsprechende Eingabewert (EW) aus einer aktuellen Leistungsabgabe an die Brennkraftmaschine (1000) ermittelt wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Wärmeeintrag (WE) entsprechende Eingabewert (EW) mittels einer Übertragungsfunktion (G) zwischen dem Wärmeeintrag (WE) und einer angepasster Stellgrößenwert (AS), als die angepasster Stellgrößenwert (AS) an den Temperaturregler (40) übermittelt wird.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingabewert (EW) ein Änderungswert (T‘) zur Anpassung einer Eingabe-Temperatur (T) ist, die als eine Temperaturabweichung (DT) für den Temperaturregler an den Regeleingang (I) des Temperaturreglers (40) übermittelt wird.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeeintrag (WE) prädiktiv ermittelt wird und/oder ein dem Wärmeeintrag (WE) entsprechender Eingabewert (EW), welcher einer zukünftigen Leistungsabgabe an die Brennkraftmaschine (1000) entspricht, mittels einem Wandlermodul (200) ermittelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeeintrag (WE), insbesondere für einen mittels einem Wandlermodul (200) ermittelten Eingabewerts (EW), mittels einer dynamischen Programmierung nach Bellman prädiktiv ermittelt wird.

10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturregler (40) eine oder mehrere Regeleinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: P-Regler (41), D-Regler, I-Regler, aufweist und der Temperaturregler (40) als Eingangsgröße eine Temperaturabweichung (DT) einer IST-Temperatur (TIST) von einer SOLL- Temperatur (T SOLL) der zu kühlenden Antriebsstrang-Komponente erhält.

11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für den Temperaturregler (40) eine SOLL-Temperatur (TSOLL) als eine Eingabe-Temperatur (T) gebildet ist, die über einen insbesondere prädiktiv ermittelten Änderungswert (T‘) angepasst wird.

12. Einrichtung (100) zum Betreiben eines Antriebssystems, insbesondere zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1000), eines Hybridantriebs oder eines Elektroantriebs, zum Betreiben eines Antriebs eines Schienenfahrzeugs eines, aufweisend:

- wenigstens einen Antriebsstrang (10), mit wenigstens einer Antriebsstrang-Komponente, welche insbesondere ein Getriebe (13) und einen Motor (11) und/oder einen Energiespeicher (12) aufweist, sowie

- ein Kühlsystem (20) zum Kühlen wenigstens einer Antriebsstrang-Komponente, und

- eine Einrichtung (100) mit einer Einheit (102) zum Steuern und Regeln, mit einer Stelleinheit (60), und mit einer Temperaturregelstrecke (50) , mittels der das Kühlsystem (20) über die Stelleinheit (60) einstellbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (100) zur Durchführung eines Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist, und

- ein Modul zum Ermitteln eines Wärmeeintrags (WE) in das Kühlsystem (20), und

- ein Übertragungsmodul zum Ermitteln und Weitergeben eines dem Wärmeeintrag (WE) entsprechenden Eingabewerts (EW) an die Temperaturregelstrecke (50) zum Stellen der Stelleinheit (60) aufweist.

13. Einrichtung (100) nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (102) zum Steuern und Regeln

- ein Vorgabemodul (300) zum Ermitteln eines Wärmeeintrags (WE) in das Kühlsystem (20) eine oder mehrere Vorgabemittel aufweist, welche eine anstehende Leistungsabgabe für das Fahrzeug zur Verfügung stellen.

14. Einrichtung (100) nach Anspruch 12 oder 13 dadurch gekennzeichnet, dass

- das Vorgabemittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Drehmomentsensor, Drehzahlsensor, Getriebesensor, Wegstreckensensor, Beschleunigungssensor, Temperatursensor (70) und/oder Drucksensor, insbesondere an der zu kühlenden Antriebsstrang-Komponente, eine oder mehrere Steuerangaben (90) aus der Fahrzeugsteuerung, ein Prädiktionsmodul (80) für eine prädiktive Leistungsabgabe; und - dem Vorgabemodul (300) einer Recheneinheit (101) zugeordnet ist, die ausgebildet ist zum Ermitteln des Wärmeeintrags (WE) in das Kühlsystem (20) aus der anstehenden Leistungsabgabe für das Fahrzeug. 15. Einrichtung (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 14,

dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (102) zum Steuern und Regeln ein Wandlermodul (200) zum Ermitteln des Eingabewertes (EW) aus dem Wärmeeintrag (WE) in das Kühlsystem (20) aufweist:

- ein Funktionsmodul (91) mit einer eine Übertragungsfunktion (G, 92), die ausgebildet ist zum Ermitteln einer Stellgröße aus dem Wärmeeintrag (WE), und/oder

- ein Prädiktionsmodul (80) mit einem Rechner, der ausgebildet ist zur Angabe einer prädiktiven Temperaturanpassung, wobei insbesondere der Rechner ein Bellman-Rechner (81) ist.

16. Antriebssystem, insbesondere eine Brennkraftmaschine (1000), ein Hybridantrieb oder ein Elektroantrieb, insbesondere ein Antrieb eines Schienenfahrzeugs aufweisend:

- wenigstens einen Antriebsstrang (10) mit wenigstens einer Antriebsstrang-Komponente, umfassend wenigstens ein Getriebe (13), einen Motor (11) und/oder einen Energiespeicher (12), sowie

- ein Kühlsystem (20) zum Kühlen wenigstens einer Antriebsstrang-Komponente und

- eine Einrichtung (100) mit einer Einheit zum Steuern und Regeln, mit einer Stelleinheit (60), und mit einer Temperaturregelstrecke (50), mittels der das Kühlsystem (20) über die Stelleinheit (60) einstellbar ist, wobei die Einrichtung (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 15 ausgebildet ist.

Description:
BESCHREIBUNG

Verfahren und Einrichtung zum Betreiben eines Antriebssystems und Antriebssystem

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems, insbesondere zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, eines Hybridantriebs oder eines Elektroantriebs, insbesondere zum Betreiben eines Antriebs eines Schienenfahrzeugs.

Die Wandlung von elektrischer oder chemischer Energie in kinetische Energie ist in einem realen System, wie z.B. in einem Motor, mit einem Energieverlust in Form von thermischer Energie, also Wärme, verbunden. Diese Wärme wird regelmäßig über ein Kühlsystem abgeführt.

Ein Antriebssystem, insbesondere eine Brennkraftmaschine, ein Hybridantrieb oder ein Elektroantrieb, wie beispielsweise ein Antrieb eines Schienenfahrzeugs weist üblicherweise auf:

- wenigstens einen Antriebsstrang, mit wenigstens einer Antriebsstrang-Komponente, welche insbesondere ein Getriebe, einen Motor und/oder einen Energiespeicher umfasst, sowie

- ein Kühlsystem zum Kühlen der wenigstens einen Antriebsstrang-Komponente, und

- eine Einrichtung mit einer Einheit zum Steuern und Regeln, mit einer Stelleinheit und mit einer Temperaturregelstrecke, mittels der das Kühlsystem über die Stelleinheit einstellbar ist.

Ein entsprechendes Kühlsystem wird zum Kühlen des Motors gemäß einer gemessenen Temperaturabweichung gesteuert oder geregelt, insbesondere sobald eine vorgegebene Temperaturschwelle überschritten ist.

Die Entfaltung der Kühlleistung des Kühlsystems ist also abhängig von der Abweichung einer gemessenen Temperatur von einer SOLL-Temperatur. Folglich wird zunächst eine Temperaturabweichung festgestellt, sodass die Regelung/ Anpassung der Kühlleistung des Kühlsystems immer eine Reaktion auf einen vergangenen Zeitpunkt ist. Aufgrund der thermodynamischen Trägheit einer Temperaturänderung als Reaktion auf einen Wärmeeintrag, ist die Regelung der Kühlleistung des Kühlsystems auf Basis der gemessenen Temperaturabweichung zeitlich verzögert. Insbesondere bei dynamischen Anwendungen und bei temperatursensiblen Komponenten, wie z.B. Batterien oder Akkumulatoren, ist deshalb eine Installation von besonders leistungsstarken Kühlsystemen erforderlich, um Temperaturen in einem schmalen Temperaturbereich halten zu können. Weiterhin nutzen gegenwärtige Lösungen regelmäßig nicht die Wärmekapazität von Komponenten aus, um vorrausschauend beispielsweise einer Temperaturabweichung entgegenzuwirken oder diese kurzfristig zu Gunsten eines anderen Vorteils, wie z.B. einer kurzzeitig höheren Antriebsleistung, zu nutzen. Wünschenswert ist, dass die Kühlleistung des Kühlsystems in verbesserter Weise geregelt wird.

An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mittels dem ein Antriebssystem, insbesondere eine Brennkraftmaschine, ein Hybridantrieb oder ein Elektroantrieb, insbesondere zum Betreiben eines Antriebs eines Schienenfahrzeugs in verbesserter Weise betreibbar ist. Insbesondere soll durch das Verfahren und die Vorrichtung eine Reaktion der Kühlleistung auf einen Wärmeeintrag in das Kühlsystem verbessert sein. Insbesondere sollen eines oder mehrere der eingangs genannten Probleme adressiert werden.

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung geht aus von einem eingangs genannten Verfahren zum Betreiben eines

Antriebssystems, insbesondere zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, eines Hybridantriebs oder eines Elektroantriebs, insbesondere zum Betreiben eines Antriebs eines Schienenfahrzeugs, aufweisend:

- wenigstens einen Antriebsstrang, mit wenigstens einer Antriebsstrang-Komponente, welche insbesondere ein Getriebe und einen Motor und/oder einen Energiespeicher umfasst, sowie

- ein Kühlsystem zum Kühlen der wenigstens einen Antriebsstrang-Komponente, und

- eine Einrichtung mit einer Einheit zum Steuern und Regeln, mit einer Stelleinheit, und mit einer Temperaturregelstrecke mittels der das Kühlsystem über die Stelleinheit einstellbar ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Wärmeeintrag in das Kühlsystem ermittelt wird und ein dem Wärmeeintrag entsprechender Eingabewert an die Temperaturregelstrecke zum Stellen der Stelleinheit weitergegeben wird.

Die Erfindung führt auch auf eine Einrichtung mit einer Einheit zum Steuern und Regeln nach Anspruch 12 und ein Antriebssystem nach Anspruch 16. Bei einem Verfahren des Standes der Technik wird die Kühlleistung eines Kühlsystems entsprechend einer gemessenen Temperaturabweichung von einer SOLL-Temperatur mit einer Temperaturregelstrecke über eine Stelleinheit gesteuert.

Wie oben erläutert sind diese Systeme aufgrund der thermodynamischen Prozesse im großvolumigen Kühlsystem träge, was zu einer zeitlichen Verzögerung zwischen dem Wärmeeintrag und der Anpassung der Kühlleistung führt. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass das Kühlsystem an sich bedeutungsvoll ist und das Kühlsystem durch eine dazu gehörige Regelstrecke geregelt werden soll.

Die Erfindung geht weiter von der Überlegung aus, dass die thermodynamischen Prozesse im großvolumigen Kühlsystem zwar nicht beschleunigt werden können, aber die Reaktionszeit der Kühlleistung auf einen Wärmeeintrag verbessert werden kann. Insbesondere kann die Reaktionszeit über einen zusätzlichen Prozess verbessert werden, welcher eng mit dem Kühlsystem verbunden sein sollte.

Mittels der Erfindung wird nun eine direkte Reaktion der Kühlleistung auf einen Wärmeeintrag in das Kühlsystem ermöglicht. Vorzugsweise soll bereits direkt mit dem Wärmeeintrag, der durch eine veränderte Leistungsabgabe an das Antriebssystem entsteht, die Leistung des Kühlsystems geregelt werden.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Kenntnis über einen Wärmeeintrag in das Kühlsystem genutzt werden kann, um die Verbesserung der Reaktionszeit des Kühlsystems auf einen Wärmeeintrag zu gestalten. Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, einen Wärmeeintrag in das Kühlsystem zu ermitteln.

Weiterhin liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass ein dem Wärmeeintrag entsprechender Eingabewert an die Temperaturregelstrecke zum Stellen der Stelleinheit weitergegeben wird. Der erfindungsgemäße Prozess einer Reaktion der Kühlleistung auf einen Wärmeeintrag in das Kühlsystem ist damit deutlich schneller, da die Kühlleistung anders als in gegenwärtigen Lösungen direkt mit dem Wärmeeintrag und nicht erst entsprechend einer gemessenen Temperaturabweichung als Regel-Reaktion auf einen Wärmeeintrag eingestellt wird. Dies ermöglicht das insofern —insbesondere in einer ersten Variante vorgesteuerte und/oder in einer zweiten Variante prädiktive— vor einer Regelung greifendes direkt auf den Wärmeeintrag zugreifende Thermomanagement gemäß dem Konzept der Erfindung. Der Prozess des vor einer Regelung greifenden direkt auf den Wärmeeintrag zugreifenden Thermomanagements ist regeltechnisch und verlässlich an das Kühlsystem angekoppelt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.

Das Kühlsystem kann verschiedenste Arten eines Wärmeübertragers oder Wärmetauschers umfassen. Insbesondere könnte ein Wärmetauscher zur Umsetzung einer Luftkühlung mittels Kühlluft oder einer Flüssigkeitskühlung (z.B. eine Wasserkühlung oder eine Ölkühlung) mit einer Kühlflüssigkeit im Rahmen eines Kühlsystems vorgesehen sein. Grundsätzlich steht das Kühlsystem allgemein für ein Klimatisierungssystem, mittels dem eine Klima- oder Temperaturregelung —ob nun zur Kühlung betreffend eine Temperatursenkung oder eine Erwärmung betreffend eine Temperaturanhebung— für mindestens eine Antriebsstrang- Komponente des Antriebsstrangs des Antriebssystems realisierbar ist. Das Kühlsystem ist dafür vorgesehen, mindestens eine Antriebsstrang-Komponente des Antriebsystems zu kühlen. Dabei wird in der Regel Wärme durch die zu kühlende Antriebsstrang-Komponente oder durch die zu kühlenden Antriebsstrang-Komponenten in das Kühlsystem als Wärmeeintrag eingetragen. Das Kühlsystem könnte aber auch weiteren Wärmeeinträgen ausgesetzt sein.

Zum Beispiel könnten weitere Antriebsstrang-Komponenten vorhanden sein, die nicht oder von einem weiteren Kühlsystem gekühlt werden, Wärme in das betrachtete Kühlsystem eintragen. Auch weitere Komponenten der Brennkraftmaschine könnten zum Wärmeeintrag in das Kühlsystem beitragen. Denkbar wäre z.B. ein Wärmeeintrag in das Kühlsystem durch eine Motorbremse, einen Retarder, Hydraulik Bremsen oder elektrodynamische Bremsen. Insbesondere bei einer Bremsung der Brennkraftmaschine könnte ein durch einen Retarder oder durch Hydraulik-Bremsen resultierender Wärmeeintrag in das Kühlsystem bedeutungsvoller sein, als ein Wärmeeintrag durch einen zu kühlenden Motor, der sich dann z.B. im Leerlauf befinden könnte. Bei der Regelung des Kühlsystems könnte auch ein Wärmeeintrag durch die Umgebungstemperatur berücksichtigt werden.

Die Stelleinheit könnte ein Regelventil sein, welches einen Rückkühler mit z.B. einem Luftverdichter und einem Lüfter regelt. Der Rückkühler könnte genutzt werden, um z.B. einen Wasser-Kühler zum Kühlen einer Antriebsstrang-Komponente zu regulieren. Die Stelleinheit könnte aber auch alternative Ausführungen eines Rückkühlers regeln, wie z.B. eine elektrische Kühlung, eine thermoelektrische Kühlung, eine hydraulische Kühlung oder eine pneumatische Kühlung. Auch Kombinationen der verschiedenen genannten und weiteren Ausführungen von Rückkühlem könnten durch die Stelleinheit zum Rückkühlen des Kühlsystems genutzt werden.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Energiespeicher ein elektrischer Energiespeicher ist, insbesondere eine Batterie, einen Akkumulator und/oder einen Kondensator aufweist.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine zu kühlende Antriebsstrang-Komponente aufweist wenigstens eine Antriebsstrang-Komponente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem Motor, einem Getriebe, einem Energiespeicher, insbesondere einer Batterie, einem Akkumulator, einem Kondensator. Insbesondere Batterien und Akkumulatoren profitieren von geringeren Temperaturschwankungen, was sich durch eine konstante nutzbare Kapazität der Batterie und eine erhöhte Betriebszeit bemerkbar macht. Insgesamt lässt sich feststellen, dass sich eine konstante und optimierte Umgebungstemperatur positiv auf die Lebensdauer der genannten sowie weiteren Komponenten auswirkt.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Kühlsystem einen Rückkühler aufweist, insbesondere der Rückkühler zur bedarfsgerechten Rückkühlung des Kühlsystems einstellbar ist.

Der Rückkühler könnte z.B. ein Luftkühler mit einem Lüfter aber auch eine elektrische Kühlung, eine thermoelektrische Kühlung, eine hydraulische Kühlung, eine pneumatische Kühlung oder eine Kombination der genannten Ausführungen sein. Auch weitere nicht genannte Ausführungen eines Rückkühlers sind möglich.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Temperaturregelstrecke einen Temperaturregler und die Stelleinheit aufweist, und

- ein dem Wärmeeintrag entsprechender Eingabewert unabhängig vom Temperaturregler ermittelt wird, wobei

- der dem Wärmeeintrag entsprechender Eingabewert an den Temperaturregler weitergegeben wird.

Gemäß einem Konzept der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmeeintrag in das Kühlsystem z. B. prädiktiv gemäß einer bevorstehenden Leistungsabgabe an den Antriebsstrang oder aus einer aktuellen Leistungsabgabe an den Antriebsstrang ermittelt wird. Aus dem ermittelten Wärmeeintrag wird ein dem Wärmeeintrag entsprechender Eingabewert bestimmt und als Eingangsgröße entweder an den Regeleingang oder den Regelausgang des Temperaturreglers weitergegeben. Der dem Wärmeeintrag entsprechende Eingabewert wird also unabhängig vom Temperaturregler ermittelt und entweder als Änderungswert zur Anpassung einer Eingabe- Temperatur an den Regeleingang des Temperaturreglers übergeben oder als angepasster Stellgrößenwert zur Anpassung einer Stellgröße an den Regelausgang des Temperaturreglers übergeben.

Unabhängig von dem prädiktiv oder aktuell ermittelten Wärmeeintrag in das Kühlsystem, kann an dem Motor oder an dem Kühlsystem eine IST-Temperatur gemessen und zur Regelung der Kühlleistung genutzt werden. Auf Basis der gemessenen IST-Temperatur kann z. B. eine Änderung der äußeren Einflüsse, wie z. B. eine Änderung der Umgebungstemperatur, bei der Regelung der Kühlleistung berücksichtigt werden.

Ein Temperaturregler hat bevorzugt einen Regeleingang an den insbesondere eine Temperaturabweichung (DT) einer IST-Temperatur des Kühlsystems von einer SOLL- Temperatur weitergegeben wird. Der Temperaturregler hat bevorzugt einen Regelausgang, über den das Regelventil mittels einer Übertragung einer Stellgröße gesteuert werden kann. Durch die Übermittlung eines dem Wärmeeintrag entsprechenden Eingabewertes kann die Kühlleistung des Kühlsystems, im Vergleich zu gegenwärtigen Lösungen, zeitlich verbessert werden. Es kann also die aus der thermodynamischen Trägheit der Temperaturänderung resultierende zeitliche Verzögerung der Anpassung der Kühlleistung eingespart werden, in dem man einen dem aktuellen oder dem zukünftigen Wärmeeintrag entsprechenden Eingabewert zur Regelung der Kühlleistung nutzt. Dies kann bevorzugt mittels einer—insbesondere in einer ersten Variante eine vorgesteuerte und/oder in einer zweiten Variante eine prädiktive— Steuerung vor einer Regelung greifenden direkt auf den Wärmeeintrag zugreifenden Thermomanagement gemäß dem Konzept der Erfindung erfolgen. Die Weiterbildung könnte auch mit einer Temperaturregelstrecke und einem Kühlsystem durchgeführt werden, welche weitere oder alternative Komponenten als die bereits genannten Komponenten enthalten.

In einer bevorzugten ersten weiterbildenden Variante ist vorgesehen, dass der Eingabewert eine angepasster Stellgrößenwert ist, die als Änderungswert zur Anpassung einer Stellgröße für die Stelleinheit vorgesehen ist und als geänderte Stellgröße über den Regelausgang des Temperaturreglers an die Stelleinheit übermittelt wird.

Gemäß der ersten Variante wird der dem Wärmeeintrag entsprechende Eingabewert bevorzugt aus einer aktuellen Leistungsabgabe an die Brennkraftmaschine ermittelt. Die aktuelle Leistungsabgabe könnte z.B. eine Erhöhung des Drehmoments entsprechend eines Fahrpedalwunsches sein. In der Weiterbildung wird vorteilhafterweise nicht auf eine Temperaturabweichung in Folge des aus der veränderten Feistungsabgabe resultierenden Wärmeeintrags gewartet, sondern in einer solchen Reglerstruktur kann bereits mit dem Wärmeeintrag, mittels einer Vorsteuerung bereits mit Kenntnis über den aktuellen Wärmeeintrag, sofort eine Anpassung der Kühlleistung als direkte Reaktion auf die inneren Einflüsse des Antriebssystems erfolgen. Durch die Weiterbildung könnte eine Reaktion des Kühlsystems auf einen Wärmeeintrag etwa 5 Sekunden früher erfolgen, wodurch eine Temperaturabweichung abgedämpft oder verhindert werden würde. Die Weiterbildung ist von gesteigerter Relevanz, wenn der Wärmetransport im Kühlsystem über längere Strecken stattfindet. In großen Kühlsystemen mit mehr als einer zu kühlenden Antriebsstrang- Komponente des Antriebsstrangs des Antriebssystems könnten mehrere zu kühlende Antriebsstrang-Komponenten direkt zum Wärmeeintrag in das Kühlsystem beitragen. Wenn ein Kühlsystem über Temperatursensoren gesteuert würde, die beispielsweise jeweils eine Temperaturabweichung einer Getriebeöltemperatur und einer Motor-Kühlwassertemperatur messen, könnte bereits eine große Wärmemenge in das Kühlsystem eingetragen worden sein und in dem Kühlsystem transportiert werden, bevor eine Reaktion der Kühlleistung auf den Wärmeeintrag stattfindet. Entsprechend wäre eine Vorsteuerung der Kühlleistung auf Basis eines ermittelten Wärmeeintrags in das Kühlsystem hier besonders vorteilhaft.

Für die Vorsteuerung der Kühlanlage könnte auch die Kenntnis über einen aktuellen Wärmeeintrag genutzt werden, welcher von weiteren Antriebsstrang-Komponenten als der zu kühlenden Antriebsstrang-Komponente resultiert. Auch weitere Komponenten des Fahrzeugs könnten für die Regelung der Kühlleistung berücksichtigt werden. Wenn z.B. ein Temperaturanstieg eines Retarders registriert wird, könnte die Kühlleistung des Kühlsystems auch entsprechend eines daraus resultierenden Wärmeeintrags in das Kühlsystem vorgesteuert werden. Denkbar ist auch, dass eine Änderung der Umgebungstemperatur registriert wird und die Kühlleistung des Kühlsystems entsprechend vorgesteuert wird.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der dem Wärmeeintrag entsprechende Eingabewert mittels einer Übertragungsfunktion (G) als angepasster Stellgrößenwert an den Temperaturregler übermittelt wird, insbesondere als Übertragungsfunktion (G) zwischen einem Wärmeeintrag und einer angepasster Stellgrößenwert, übermittelt wird. Durch die Übertragungsfunktion (G) könnten insbesondere die inneren Einflüsse des Antriebssystems, welche sich aus einer aktuellen dynamischen Leistungsabgabe an das Antriebssystem ergeben, als angepasster Stellgrößenwert an den Regelausgang des

Temperaturreglers übermittelt werden. Eine dynamische Leistungsabgabe könnte z.B. die Fahrpedalstellung oder die Wahl einer Übersetzung des Schaltgetriebes eines Fahrzeugs mit Gangschaltung und der daraus resultierenden Drehzahl des Motors umfassen.

In einer zweiten weiterbildenden Variante ist vorgesehen, dass der Eingabewert ein Änderungswert zur Anpassung einer Eingabe-Temperatur ist, die als eine Temperaturabweichung (DT) für den Temperaturregler an den Regeleingang des

Temperaturreglers übermittelt wird.

Die Möglichkeiten den dem Wärmeeintrag entsprechenden Eingabewert als angepasster Stellgrößenwert oder als Temperaturabweichung an den Temperaturregler zu übermitteln, ermöglicht verschiedene Vorgehensweisen für dessen Ermittlung, wie z.B. eine Ermittlung aus einer aktuellen Steuerangabe oder eine prädiktive Ermittlung.

Insbesondere gemäß der besonders bevorzugten zweiten Variante ist vorgesehen, dass der Wärmeeintrag prädiktiv ermittelt wird und/oder ein dem Wärmeeintrag entsprechender Eingabewert, welcher einer zukünftigen Leistungsabgabe an die Brennkraftmaschine entspricht, mittels einem Wandlermodul ermittelt wird.

Ist durch eine prädiktive Steuerung eine Leistungsabgabe an den Antriebsstrang, wie z.B. ein Beschleunigen des Fahrzeugs oder ein Bremsen über einen Retarder, bereits bekannt, bevor die Anforderung an den Antriebsstrang kommandiert wird, so könnte rechtzeitig, z.B. einige Sekunden bevor der Wärmeeintrag erfolgt, die SOLL-Temperatur über eine Temperaturvorsteuerung abgesenkt und die Wärmekapazität erhöht werden. Zum Zeitpunkt des Wärmeeintrages wäre die Ausgangstemperatur also geringer, sodass mehr Wärme in das Kühlsystem eingetragen werden könnte, bis die SOLL-Temperatur bzw. eine Grenztemperatur wieder erreicht werden würde und im gleichen Zuge die Kühlleistung erhöht werden müsste. Einer Temperaturabweichung könnte vorausschauend entgegengewirkt werden und/oder eine Temperaturabweichung könnte zu Gunsten eines anderen Vorteils, z.B. kurzzeitig eine höhere Antriebsleistung durch Abschaltung des Kühlsystems oder durch Absenkung der SOLL- Temperatur, genutzt werden. Die prädiktive Temperaturanpassung könnte als zusätzlicher Beitrag zu einer Temperaturabweichung (DT) an den Regeleingang des Temperaturreglers übermittelt werden.

Eine mögliche Anwendung der prädiktiven Steuerung des Kühlsystems ergibt sich zum Beispiel aus dem Fall, dass die Strecke die die Brennkraftmaschine zurück legt bereits vor dem Befahren der Strecke oder eines Streckenabschnitts bekannt ist. Die Strecke könnte zum Beispiel das Schienennetz eines Schienenfahrzeugs sein. Die Strecke könnte auch der in ein Navigationssystem einprogrammierte Straßenverlauf sein, den ein Straßenfahrzeug zurücklegen wird. Wenn zum Beispiel bekannt ist, dass ein Streckenabschnitt eine nicht-konstante Steigung aufweist, wird die Leistungsabgabe an das Antriebssystem wahrscheinlich für diesen Streckenabschnitt geändert. So wird die Motorleistung bei einer Bergab-Fahrt wahrscheinlich reduziert oder der Motor wird vielleicht sogar im Leerlauf laufen. In diesem beispielhaften Szenario könnte die Kühlleistung des Kühlsystems entsprechend prädiktiv gesteuert werden. Im Fall einer Bergab-Fahrt des Fahrzeugs könnte mit einem erhöhten Wärmeeintrag in das Kühlsystem durch die erforderlich werdende Bremsleistung, z.B. durch einen Retarder, gerechnet werden. Eine weitere Situation in der eine prädiktive Temperaturanpassung vorteilhaft sein könnte wäre, wenn eine Änderung der Umgebungstemperatur erwartet wird. Zum Bespiel wenn eine Ein- oder Ausfahrt der Brennkraftmaschine in einen oder aus einem Tunnel erwartet wird, in dem eine andere Umgebungstemperatur vorherrscht.

Mit der Weiterbildung der prädiktiven Temperaturvorsteuerung wäre es möglich die Wärmeübertragung an die Umgebung über einen größeren Zeitraum zu verteilen, wodurch wie gewünscht eine Verringerung der Wärmeübertragungsleistung des Kühlsystems möglich wäre. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Wärmeeintrag, insbesondere für einen mittels einem Wandlermodul (200) ermittelten Eingabewerts (EW), mittels einer dynamischer Programmierung nach Bellman prädiktiv ermittelt wird.

Die Ermittlung der prädiktiven Temperaturanpassung mittels dynamischer Programmierung nach Bellman - z.B. R. Bellman: Dynamic Programming. Princeton University Press, 1957- benutzt ein Modell des Antriebsstrangs, das auch die thermischen Eigenschaften des Kühlsystems bei konstanten äußeren Einflüssen abbildet. Eine Berücksichtigung einer Änderung der äußeren Einflüsse ist nicht erforderlich, da eine Änderung der äußeren Einflüsse über einen Temperaturregler, z.B. einen PI-Regler, ausgeglichen werden könnte.

In Abhängigkeit der Formulierung der Kostenfunktion der dynamischen Programmierung könnten verschiedene Effekte erzielt werden. So könnte z.B. durch Nutzung der Wärmekapazität und Absenkung der Leistungsaufnahme des Kühlsystems, wodurch z.B. die Wärmeübertragung an die Umwelt reduziert werden könnte, kurzzeitig zusätzliche Leistung für dynamische mechanische Vorgänge, z.B. eine Beschleunigung des Fahrzeugs, gewonnen werden. Die Gewinnung zusätzlicher kurzfristiger Leistung für dynamische mechanische Vorgänge wäre insbesondere dann möglich, wenn rechtzeitig, während die volle Antriebsleistung noch nicht erforderlich ist, die Temperatur abgesenkt und die nutzbare Wärmekapazität erhöht werden würde.

Weiter könnte auf ähnliche Art und Weise eine Vorkühlung des Kühlkreislaufes, insbesondere bei einem kleineren Kühlsystem, erzielt werden, um eine Temperaturerhöhung durch einen zeitlich unmittelbar nachfolgenden kurzzeitigen Wärmeeintrag abzuschwächen. In einem System, in dem ausschließlich kurzzeitige Wärmeeinträge erfolgen, könnte dann vorteilhafterweise die Dimensionierung des Kühlsystems verringert werden.

Zusammenfassend folgt das Verfahren zum prädiktiven Thermomanagement einer Antriebsstrang-Komponente im Wesentlichen aber nicht einschränkend den folgenden vier Schritten:

1. Ermitteln der Daten zur zukünftigen Belastung einer Antriebsstrang-Komponente (Prädiktion)

2. Ermitteln der Möglichkeiten zur Anpassung der Leistung des Kühlsystems

3. Berechnen der optimalen Leistung des Kühlsystems entsprechend zuvor definierten Optimierungszielen 4. Regelung/ Anpassung des Kühlsystems

In einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Temperaturregler ein Regler ist, der eine oder mehrere Regeleinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus P-Regler, D-Regel oder I-Regler, aufweist, der als Eingangsgröße eine Temperaturabweichung (DT) einer IST-Temperatur von einer SOLL-Temperatur der zu kühlenden Antriebsstrang-Komponente erhält.

In den Weiterbildungen mit der Temperaturvorsteuerung und/oder mit der prädiktiven Temperaturanpassung, könnte ein PI-Regler beispielsweise die äußeren Einflüsse (Störgrößen), wie z.B. eine Änderung der Umgebungstemperatur, ausgleichen. In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass für den Temperaturregler eine SOLL-Temperatur als eine Eingabe-Temperatur gebildet ist, die über einen Änderungswert angepasst wird.

Hierdurch wird insbesondere eine prädiktive Temperaturvorsteuerung ermöglicht.

Gemäß einem weiteren Aspekt, betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Hybridantriebs, insbesondere für einen Antrieb eines Schienenfahrzeugs, aufweisend wenigstens eine zu kühlende Antriebsstrang-Komponente, umfassend wenigstens ein Getriebe und einen Motor und/oder einen Energiespeicher, sowie ein Kühlsystem zum Kühlen der Antriebsstrang-Komponente und einer Einrichtung mit einer Einheit zum Steuern und Regeln, wobei die Einrichtung weiterhin eine Temperaturregelstrecke umfasst, mittels der das Kühlsystem über eine Stelleinheit einstellbar ist.

Die Einrichtung weist weiterhin eine Einheit zum Steuern und Regeln auf, die zur Durchführung einer der vorhergenannten Weiterbildungen ausgebildet ist, nämlich ein Modul zum Ermitteln eines Wärmeeintrags in das Kühlsystem, und ein Übertragungsmodul zum Ermitteln und Weitergeben eines dem Wärmeeintrag entsprechenden Eingabewerts an die Temperaturregelstrecke zum Stellen der Stelleinheit.

Die Ermittlung des Wärmeeintrags in das Kühlsystem und die Weitergabe eines dem Wärmeeintrag entsprechenden Eingabewerts an die Temperaturregelstrecke zum Stellen der Stelleinheit ermöglicht eine direkte Reaktion der Kühlleistung des Kühlsystems auf eine geänderte Leistungsabgabe.

Bevorzugt ist die Einrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine weiterhin dazu ausgebildet, dass die Einheit zum Steuern und Regeln ein Vorgabemodul zum Ermitteln eines Wärmeeintrags in das Kühlsystem umfasst, welches eines oder mehrere Vorgabemittel aus der Gruppe bestehend aus:

Drehmomentsensor, Drehzahlsensor, Getriebesensor, Wegstreckensensor, Beschleunigungssensor,

- Temperatursensor und/oder Drucksensor, insbesondere an einer der zu kühlenden Antriebsstrang-Komponente des Antriebsstrangs,

- eine oder mehrere Steuerangaben aus der Fahrzeugsteuerung,

- ein Prädiktionsmodul für eine prädiktive Leistungsabgabe, aufweist, die eine anstehende Leistungsabgabe für das Fahrzeug darstellen, und das Vorgabemodul zum Ermitteln eines Wärmeeintrags in das Kühlsystem ausgebildet ist, und insbesondere einer Recheneinheit zugeordnet ist, um aus der anstehenden Leistungsabgabe für das Fahrzeug den Wärmeeintrag zu ermitteln.

Die Ermittlung des Wärmeeintrags durch das Vorgabemodul hat den großen Vorteil, dass nicht auf eine gemessene Temperaturabweichung von einem Idealwert als Reaktion auf einen Wärmeeintrag gewartet werden muss, sondern, dass die Kühlleistung des Kühlsystems direkt mit dem Wärmeeintrag gesteuert werden kann. Es wird eine Anpassung der Kühlleistung des Kühlsystems unabhängig von der thermodynamischen Trägheit der Änderung der Temperatur als Reaktion auf einen Wärmeeintrag ermöglicht.

Bevorzugt ist die Einrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine weiterhin dazu ausgebildet, dass die Einheit zum Steuern und Regeln ein Wandlermodul zum Ermitteln des Eingabewertes aus dem Wärmeeintrag in das Kühlsystem umfasst, wobei das Wandlermodul aufweist:

- ein Funktionsmodul, das zum Ermitteln einer Stellgröße aus dem Wärmeeintrag , insbesondere einer Übertragungsfunktion (G), ausgebildet ist und/oder

- ein Prädiktionsmodul, das zur Angabe einer prädiktiven Temperaturanpassung ausgebildet ist und insbesondere einen Bellman-Rechner aufweist.

Das Funktionsmodul ermöglicht eine Vorsteuerung der Kühlleistung direkt mit dem Wärmeeintrag in das Kühlsystem, welcher z.B. aus der Änderung einer aktuellen Leistungsabgabe resultieren kann. Mittels des Prädiktionsmoduls kann eine prädiktive Temperaturanpassung gemäß einer zukünftigen Leistungsabgabe erfolgen. Insbesondere kann die SOLL-Temperatur abgesenkt werden, um die Wärmekapazität des Kühlsystems zu erhöhen.

Die Brennkraftmaschine, insbesondere ein Hybridantrieb, insbesondere für einen Antrieb eines Schienenfahrzeugs, weißt gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, einen Antriebsstrang mit wenigstens einer zu kühlenden Antriebsstrang-Komponente auf, welche insbesondere ein Getriebe und einen Motor und/oder einen Energiespeicher umfasst, sowie ein Kühlsystem zum Kühlen wenigstens einer Antriebsstrang-Komponente und einer Einrichtung mit einer Einheit zum Steuern und Regeln, wobei die Einrichtung weiterhin eine Temperaturregelstrecke umfasst, mittels der das Kühlsystem über eine Stelleinheit einstellbar ist, wobei die Einrichtung vorteilhafterweise gemäß einer der vorhergenannten Weiterbildungen ausgebildet ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnungen in Bezug auf einen Verbrennungsmotor mit einem Wasser-Kühler beschrieben. Die Zeichnungen sollen die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr sind die Zeichnungen, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus den Zeichnungen unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, den Zeichnungen und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sowie anhand von schematischen Zeichnungen; die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 ein abstrahiertes Schema gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des

Verfahrens zum Thermomanagement einer Brennkraftmaschine;

Fig. 2 eine Reglerstruktur mit einer bevorzugten ersten abgewandelten Ausführungsform umfassend eine Vorsteuerung der Kühl-Temperatur;

Fig. 3 eine Reglerstruktur mit einer bevorzugten zweiten abgewandelten

Ausführungsform umfassend eine prädiktive Temperaturanpassung;

Fig. 4 einen Kühlkreislauf, wobei ein Wärmetransport in dem Kühlsystem über längere

Strecken stattfindet.

Eine Brennkraftmaschine weißt regelmäßig eine Anzahl von Komponenten auf, die im Betrieb der Brennkraftmaschine Wärme erzeugen. Um Schäden an bestimmten Komponenten zu verhindern, werden diese mittels eines Kühlsystems oder mittels mehrerer Kühlsysteme gekühlt. Kühlsysteme werden dabei regelmäßig auf Basis einer gemessenen Temperaturabweichung - ob nun nach oben oder unten - geregelt, wobei die Temperaturabweichung regelmäßig eine Reaktion auf einen Wärmeeintrag durch eine Antriebsstrang-Komponente ist.

Vorteilhafterweise lässt sich durch das Konzept der Erfindung bei der Reaktion eine trägheitsbedingte zeitliche Verzögerung zwischen der Einbringung des Wärmeeintrags und des resultierenden Temperaturanstiegs einsparen, wodurch Temperaturschwankungen insgesamt schneller entgegengewirkt werden kann und diese geringer ausfallen, was wiederum eine geringere Kühlleistung erforderlich macht.

Durch die Ermittlung des Wärmeeintrags in das Kühlsystem, anders als bei einer Messung einer Temperaturabweichung einer IST-Temperatur von einer SOLL-Temperatur als Reaktion auf einen Wärmeeintrag, lässt sich die Kühlleistung eines Kühlsystems wesentlich genauer an die aktuelle Leistungsabgabe an ein Antriebssystem, wie z.B. einen Antriebsstrang, anpassen. Bevorzugt wird der ermittelte Wärmeeintrag in das Kühlsystem in einen dem Wärmeeintrag entsprechenden Eingabewert übersetzt, welcher an eine Temperaturregelstrecke zum Stellen einer Stelleinheit, wie z.B. einem Regelventil, weitergegeben wird.

Anders als beim Stand der Technik erhält die Temperaturregelstrecke in dem Verfahren gemäß dem Konzept der Erfindung als Eingangsgröße einen dem Wärmeeintrag entsprechenden Eingabewert und nicht einen einer Temperaturabweichung entsprechenden Eingabewert, welcher aufgrund der Trägheit der thermodynamischen Prozesse nur eine Reaktion auf einen Wärmeeintrag ist, dessen Beginn in der Vergangenheit liegt. Wie gewünscht wird eine zeitlich optimierte Reaktion des Kühlsystems auf einen Wärmeeintrag ermöglicht. Eine Konsequenz aus dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass Temperaturschwankungen in der zu kühlenden Antriebsstrang-Komponente vorteilhafterweise in einem schmaleren Bereich ausfallen und die Leistungsanforderungen an das Kühlsystem gesenkt werden könnten.

Wenn weiterhin eine zukünftige Leistungsabgabe an den Antriebsstrang, z.B. ein Beschleunigen des Fahrzeugs oder ein Bremsen des Fahrzeugs über einen Retarder, bereits bekannt wäre bevor die zukünftige Leistungsabgabe an den Antriebsstrang kommandiert wird, so könnte die SOLL- Temperatur durch eine prädiktive Steuerung des Kühlsystems einige Sekunden vor dem zukünftigen Wärmeeintrag entsprechend abgesenkt werden. Die Wärmekapazität des Kühlsystems würde erhöht werden, sodass in das Kühlsystem mehr Wärme eingetragen werden könnte, bis die SOLL-Temperatur wieder erreicht wird und im gleichen Zuge die Kühlleistung erhöht werden müsste. Die vorgesteuerte und/oder prädiktive Steuerung des Kühlsystems nutzt wie gewünscht die Wärmekapazität des Kühlsystems aus, um vorrausschauend einer Temperaturabweichung entgegenzuwirken oder die Wärmekapazität zu Gunsten eines anderen Vorteils zu nutzen.

Anhand der folgenden bevorzugten Ausführungsbeispiele werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie eine Regelung eines Kühlsystems auf Basis eines ermittelten Wärmeeintrags dem Konzept der Erfindung folgend umgesetzt werden kann. Zum einen wird beispielhaft dargestellt, wie eine Vorsteuerung des Kühlsystems auf Basis der Kenntnis über einen aktuellen Wärmeeintrag in das Kühlsystem umgesetzt werden kann und zum anderen wird beispielhaft dargestellt, wie eine prädiktive Temperaturanpassung des Kühlsystems auf Basis eines zukünftigen Wärmeeintrags im Sinne der Erfindung umgesetzt werden kann.

In Fig. 1 ist eine abstrahierte schematische Darstellung des Thermomanagements einer Brennkraftmaschine 1000 gezeigt, welche einen Antriebsstrang 10 mit drei Antriebskomponenten, nämlich hier mit einem Motor 11 und einem Energiespeicher 12 und einem Getriebe 13, aufweist, die in einer Abwandlung optional einzeln oder in Kombination vorgesehen sein können. Die Antriebsstrang-Komponenten werden durch ein Kühlsystem 20 gekühlt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ausführungsform des Kühlsystems 20 offengelassen, da das beschriebene Verfahren nicht auf eine bestimmte Ausführungsform des Kühlsystems 20 beschränkt ist. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Kühlsystem eine Flüssigkeitskühlung mit einer Kühlflüssigkeit, wie z.B. einer Wasserkühlung, sein, aber auch eine Luftkühlung, insbesondere eine Wasserstoffkühlung. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Kühlsystem 20 auch eine Ölkühlung sein. Die Kühlleistung des Kühlsystems 20 wird über eine Stelleinheit 60 eingestellt, über welche die Rückkühlung des Kühlsystems 20 über einen Rückkühler 30 einstellbar ist.

Auch die Ausführungsform des Rückkühlers 30 ist dem gezeigten Ausführungsbeispiel offengelassen, da das beschriebene Verfahren nicht auf eine bestimmte Ausführungsform des Rückkühlers 30 beschränkt ist. In einer hier nicht gezeigten Ausführungsform kann ein Rückkühler ein Luftkühler mit einem Lüfter aber auch eine elektrische Kühlung, eine thermoelektrische Kühlung, eine hydraulische Kühlung, eine pneumatische Kühlung oder eine Kombination davon sein. Die Stelleinheit 60 ist Teil einer Temperaturregelstrecke 50 welche weiterhin einen Temperaturregler 40 mit einem Regeleingang I und einem Regelausgang O zum Regeln und Steuern der Stelleinheit 60 aufweist. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann eine Stelleinheit zum Beispiel ein Drosselventil sein. Die Besonderheit der gezeigten Ausführungsform eines Thermomanagements einer Brennkraftmaschine gemäß dem Konzept der Erfindung ist, dass der Temperaturregler 40 als Eingangsgröße einen dem Wärmeeintrag WE entsprechenden Eingabewert EW erhält. Vorzugsweise wird also vermieden eine gemessene Temperaturabweichung als Eingangsgröße für den Temperaturregler zu nutzen. Der Vorteil der Nutzung eines einem Wärmeeintrag WE, 110 entsprechenden Eingabewerts EW als Eingangsgröße liegt darin, dass eine Regelung der Kühlleistung eines Kühlsystems 20 direkt mit dem Eintrag eines Wärmeeintrags WE erfolgen kann. Es wird eine zeitliche Verzögerung durch die thermodynamisch bedingte Trägheit einer Temperaturabweichung als Reaktion auf einen Wärmeeintrag WE eingespart.

Der Wärmeeintrag WE wird über ein Vorgabemodul 300 ermittelt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Vorgabemodul 300 ein Temperatursensor 70 und/oder Prädiktionsmodul 80 und/oder eine Steuerangabe 90.

Das Prädiktionsmodul 80 ermöglicht die Steuerung des Kühlsystems auf Grundlage der Kenntnis über eine zukünftige Änderung der Leistungsabgabe an das Antriebssystem. Dies kann z.B. die Kenntnis über einen Streckenverlauf sein, den die Brennkraftmaschine 1000 zurücklegen wird. Falls bekannt ist, dass ein Streckenabschnitt eine nicht-konstante Steigung aufweist, wird sich die Leistungsabgabe an das Antriebssystem für diesen Streckenabschnitt voraussichtlich ändern. Die Kenntnis über einen Streckenabschnitt kann ausgenutzt werden, um die Kühlleistung des Kühlsystems 20 entsprechend eines zu erwartenden Wärmeeintrags WE in das Kühlsystem 20 bereits vor dem Eintreten des Wärmeeintrags WE anzupassen. Zum Beispiel kann die Temperatur des Kühlsystems 20 abgesenkt und die Wärmekapazität erhöht werden, sodass effektiv mehr Wärme in das Kühlsystem 20 eingetragen werden kann bis eine vorgegebene Temperatur wieder erreicht ist. Falls darüber hinaus noch mehr Wärme in das Kühlsystem 20 eingetragen wird, muss die Kühlleistung erst nach dem Wieder-Erreichen der vorgegebenen Temperatur, also zu einem späteren Zeitpunkt, erhöht werden.

Wenn eine Steuerangabe 90 zur Ermittlung eines Wärmeeintrags WE in das Kühlsystem 20 genutzt wird, kann eine Vorsteuerung der Kühlleistung des Kühlsystems 20 als direkte Reaktion auf einen ermittelten Wärmeeintrag WE erfolgen. Durch die Vorsteuerung wird nicht auf eine gemessene Temperaturabweichung der IST-Temperatur 72 von einer SOLL-Temperatur 73 des Kühlsystems 20 gewartet, sondern es wird eine Anpassung der Kühlleistung des Kühlsystems 20 direkt mit Kenntnis über eine geänderte Leistungsabgabe an das Antriebssystem und einem resultierenden Wärmeeintrag WE in das Kühlsystem 20 geregelt. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Steuerangabe 90 eine Fahrpedalstellung sein. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Vorgabemodul 300 eine Recheneinheit R, 101, die einen Input entweder von dem Temperatursensor 70 und/oder dem Prädiktionsmodul 80 und/oder der Steuerangabe 90 erhält. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Recheneinheit R mit einer ECU (Electronic Control Unit), 103 verbunden und errechnet einen Wärmeeintrag WE in das Kühlsystem 20. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Recheneinheit zum Errechnen eines Wärmeeintrags Teil einer ECU. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der ermittelte Wärmeeintrag WE mittels eines Wandlermoduls 200 in einen dem Wärmeeintrag WE entsprechenden Eingabewert EW gewandelt und an den Regeleingang I oder den Regelausgang O des Temperaturreglers 40 übergeben.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Regelung des Kühlsystems 20 auch auf einer Kombination einer Vorsteuerung und einer prädiktiven Temperaturanpassung beruhen. Beide Varianten beruhen auf einer Regelung des Kühlsystems 20 auf Grundlage eines ermittelten Wärmeeintrags WE und unterscheiden sich darin, dass die Vorsteuerung zeitlich mit einem ermittelten Wärmeeintrag WE erfolgt und die prädiktive Temperaturanpassung zeitlich vor einem zu erwartenden Wärmeeintrag WE erfolgt.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel stammt der Wärmeeintrag WE in das Kühlsystem 20 von den zu kühlenden Antriebsstrang-Komponenten, nämlich dem Motor 11, der Batterie 12 dem Getriebe 13 und dem Schwungrad 14. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel können jedoch weitere Wärmeeinträge WE in das Kühlsystem 20 ermittelt und für Steuerung und Regelung des Kühlsystems 20 berücksichtigt werden. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel können weitere Antriebsstrang-Komponenten vorgesehen sein, die nicht oder von einem weiteren Kühlsystem gekühlt werden und zu einem Wärmeeintrag in das Kühlsystem beitragen.

In einem weiteren hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann auch eine Änderung der Umgebungstemperatur berücksichtigt werden. Ein Retarder oder alternative Bremssysteme einer Brennkraftmaschine sind ebenfalls wichtige zu berücksichtigende Wärmequellen, die in dem Ausführungsbeispiel nicht gezeigt sind. Nämlich für den Fall, dass eine Brennkraftmaschine einen Streckenabschnitt mit einem Gefälle befährt, wird die Leistungsabgabe an das Antriebsystem in der Regel gesenkt. Der Motor kann sogar im Leerlauf laufen. Gleichzeitig ist zu erwarten, dass das Bremssystem stärker beansprucht wird, sodass das Bremssystem zu einem Großteil zum Wärmeeintrag in ein Kühlsystem beiträgt. Wie das in Fig.1 allgemein dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, wird mittels dem Konzept der Erfindung, eine direkte Reaktion des Kühlsystems bereits mit oder vor einem Wärmeeintrag möglich, welcher aus einer veränderten/dynamischen Leistungsabgabe an ein Antriebssystem, z.B. einen Antriebsstrang, resultiert. Falls bereits Kenntnis über einen zukünftigen Wärmeeintrag besteht, könnte beispielsweise eine SOLL-Temperatur des Kühlsystems schon vor dem Wärmeeintrag prädiktiv angepasst/abgesenkt werden und ein Temperaturanstieg während des Wärmeeintrags hingenommen werden. Durch eine prädiktive Temperaturanpassung lässt sich die Wärmeübertragung an die Umgebung über einen größeren Zeitraum verteilen, wodurch eine Verringerung der Wärmeübertragungsleistung des Kühlsystems möglich wäre. Eine prädiktive Temperaturanpassung ermöglicht insbesondere eine kleinere Dimensionierung des Kühlsystems in Bezug auf einen geringeren Bauraum, ein geringeres Gewicht und insgesamt geringere Kosten. Ein reduzierter Leistungsbedarf an den Rückkühler zum Rückkühlen des Kühlsystems kann zu einer zusätzlichen Energieeinsparung führen.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel zur Verdeutlichung einer Reglerstruktur zum Kühlen eines Antriebsstrangs —hier bei einer Brennkraftmaschine— in einer bevorzugten ersten Variante umfassend eine Vorsteuerung der Kühl-Temperatur gezeigt. Der Antriebsstrang 10 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Motor 11 mit einem Schwungrad 14 und eine Batterie 12 dargestellt. In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Antriebsstrang optional oder in Kombination auch weitere Antriebsstrang-Komponenten umfassen. Das Kühlsystem 20 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Wasser-Kühler 21, welcher den Motor 11 und die Batterie 12 kühlt. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Kühlsystem 20 auch ein alternatives Kühlsystem sein, wie z.B. eine Flüssigkeitskühlung mit einer anderen Kühlflüssigkeit, ober auch einer Luftkühlung, insbesondere eine Wasserstoffkühlung, oder eine Ölkühlung sowie weitere nicht genannte Ausführungen eines Kühlsystems. Dies wird sofort klar, da sich die Weiterbildung nicht auf ein spezielles Kühlsystem bezieht, sondern auf ein Verfahren zur Regelung eines Kühlsystems mittels einer Vorsteuerung oder einer prädiktiven Steuerung.

Dasselbe gilt für den Rückkühler 30, der in dem Ausführungsbeispiel als eine vereinfachte Regelstrecke mit einem Lüfter 31, einem Luftverdichter 32 und einem Regelventil 33 zur Regulation der Kühlleistung des Wasser-Kühlers 21 dargestellt ist. Das Regelventil 33 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine einstellbare Drossel auf. Durch Einstellen der Drossel kann die Kühlleistung des Rückkühlers 30 geregelt werden. Zum Beispiel kann durch ein Einstellen der Weite der Drossel der Durchfluss von Kühlmittel durch die Drossel reguliert werden.

In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Regelstrecke weitere Komponenten enthalten und genannte Komponenten nicht enthalten. So kann in einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel statt einem Lüfter und einem Luftverdichter auch nur ein Lüfter vorgesehen sein oder ein alternativer Rückkühler, wie z.B. eine elektrische Kühlung, eine thermoelektrische Kühlung, eine hydraulische Kühlung, eine pneumatische Kühlung oder eine Kombination der genannten Ausführungen.

In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Regelstrecke einen PI-Regler 41,42, welcher als Eingangsgröße an den Regeleingang I eine Temperaturabweichung DT erhält, welche sich hier aus der Abweichung der Motor-Kühl- Wasser IST-Temperatur von der Motor-Kühlwasser SOLL-Temperatur ergibt. Durch den PI-Regler 41,42 können insbesondere die äußeren Einflüsse, wie z.B. die Umgebungstemperatur, berücksichtig werden.

Mit der gezeigten Ausführungsform ist eine Vorsteuerung der Kühlleistung des Kühlsystems 20 als Reaktion auf eine Änderung einer Leistungsabgabe an das Antriebssystem möglich. Vorteilhaft an dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist, dass die Kühlleistung des Kühlsystems 20 durch Kenntnis einer aktuellen Leistungsabgabe an das Antriebsystem ohne zeitliche Verzögerung an einen aktuellen Wärmeeintrag WE in das Kühlsystem 20 angepasst werden kann. Vorzugsweise kann die Anpassung der Kühlleistung an einen Wärmeeintrag WE schneller als in gegenwärtigen Lösungen geregelt werden, in denen eine Temperaturabweichung von einer SOLL-Temperatur gemessen wird. Die Messung einer Temperaturabweichung ist, aufgrund der thermodynamischen Trägheit des Prozesses, eine Reaktion auf einen Wärmeeintrag WE, dessen Beginn zeitlich zurückliegt.

Zur Vorsteuerung der Motor-Kühl- Wasser Temperatur TIST wird der Wärmeeintrag WE in das Kühlsystem 20 gemäß einer aktuellen Leistungsabgabe an den Antriebsstrang 10 ermittelt. Das Vorgabemodul 300 zum Ermitteln des Wärmeeintrags WE umfasst hierbei eine Steuerangabe 90 und eine Recheneinheit R. Mittels der Recheneinheit R kann aus einer Steuerangabe 90, wie z. B. einer Lahrpedalstellung, ein aktueller Wärmeeintrag WE in das Kühlsystem 20 errechnet werden. Lalls sich die Lahrpedalstellung ändert, kann entsprechend schnell auf eine Änderung des Wärmeeintrags reagiert werden. Mittels des Temperatursensors 70 kann die IST-Temperatur TIST am Antriebsstrang 10 gemessen und eine Temperaturabweichung DT als Abweichung der IST-Temperatur TIST von einer SOLL- Temperatur TSOLL an den Regeleingang I Temperaturregler 40 übergeben werden. Auf Basis der Temperaturabweichung DT kann auf eine Änderung der äußeren Einflüsse, wie z. B. eine Änderung der Umgebungstemperatur, reagiert werden. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann eine aktuelle Leistungsabgabe z.B. eine Änderung der Fahrpedalstellung oder eine Erhöhung der Drehzahl durch Betätigung einer Gangschaltung sein. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann eine aktuelle Leistungsabgabe auch durch Sensoren ermittelt werden, wie z.B. durch einen Drehmomentsensor, einen Drehzahlsensor, einen Getriebesensor, einen Wegstreckensensor, einen Beschleunigungssensor oder Drucksensor. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel können Sensoren insbesondere an einer zu kühlenden Antriebsstrang-Komponente angebracht sein.

Der ermittelte Wärmeeintrag WE wird mittels eines Wandlermoduls 200, welches ein Funktionsmodul 91 mit einer Übertragungsfunktion G, 92 umfasst, als angepasster Stellgrößenwert AS an den Regelausgang O des Temperaturreglers 40 übermittelt, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als PI-Regler 41,42 ausgebildet ist. Der angepasste Stellgrößenwert AS ist als Änderungswert zur Anpassung der Stellgröße SR vorgesehen. Die Stellgröße SR wird dann als geänderte Stellgröße S über den Regelausgang O des PI-Reglers 41,42 an das Regelventil 33 übermittelt und zur Vorsteuerung der Kühlleistung des Kühlsystems 20 genutzt.

Folglich ist eine direkte Reaktion der Kühlleistung eines Kühlsystems 20 auf eine geänderte Leistungsabgabe an ein Antriebssystem mittels einer Vorsteuerung auf Basis eines ermittelten, Wärmeeintrags WE in das Kühlsystem 20 möglich.

In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann zusätzlich zu einer Vorsteuerung wie in Fig. 2 gezeigt auch eine prädiktive Temperaturanpassung wie in Fig. 3 gezeigt vorgesehen sein.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel zur Verdeutlichung einer Reglerstruktur zum Kühlen eines Antriebsstrangs—hier bei einer Brennkraftmaschine— in einer bevorzugten zweiten Variante umfassend eine prädiktive Temperaturanpassung gezeigt. Der Antriebsstrang 10 umfasst einem Motor 11 mit Schwungrad 14 und einer Batterie 12.

Wie auch in Fig. 2 ist ein Wasser-Kühler 21 zum Kühlen des Motors 11 und der Batterie 12 vorgesehen. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann auch ein alternatives Kühlsystem vorgesehen sein, z.B. eines das in der Beschreibung der Fig. 2 genannt wurde oder ein weiteres nicht genanntes. In der zweiten Ausführungsform ist der Rückkühler 30 ebenfalls als eine vereinfachte Regelstrecke mit einem Lüfter 31, einem Luftverdichter 32 und einem Regelventil 33 zur Regulation der Kühlleistung des Wasser-Kühlers 21 dargestellt. In einer hier nicht gezeigten Ausführungsform sind auch hier alternative Rückkühler denkbar. Der Temperaturregler 40 in Form eines PI-Reglers 41,42 erhält als Eingabewert eine Temperaturabweichung DT an den Regeleingang I. Die Temperaturabweichung DT setzt sich in der zweiten Ausführungsform mit prädiktiver Temperaturanpassung aus verschiedenen Beiträgen zusammen.

Die Temperaturabweichung DT ergibt sich zunächst aus der Abweichung der Motor-Kühl- Wasser Temperatur TIST von der SOLL-Temperatur TSOLL. Die SOLL-Temperatur setzt sich aus der Motor-Kühl- Wasser SOLL-Temperatur als Eingabe-Temperatur T und einem Änderungswert T‘ zusammen. Der Änderungswert T‘ bewirkt in der gezeigten Ausführungsform eine prädiktive Temperaturanpassung der SOLL-Temperatur, um durch eine Temperaturabsenkung die Wärmekapazität des Kühlsystems 20 entsprechend einer zukünftigen Leistungsabgabe an das Antriebssystem zu erhöhen. Dadurch kann mehr Wärme in das Kühlsystem 20 eingetragen werden bevor die ursprüngliche SOLL-Temperatur wieder erreicht ist.

Ist nämlich eine zukünftige Leistungsabgabe an das Antriebssystem bekannt bevor die zukünftige Leistungsabgabe an den Antriebsstrang 10 kommandiert wird, so kann die Kühlleistung des Kühlsystems 20 entsprechend eines zu erwartenden Wärmeeintrags WE bereits vorher angepasst werden. Ein mögliches Szenario wäre eine bereits bekannte Strecke, die befahren werden soll. Zum Beispiel ist der Streckenverlauf den ein Schienenfahrzeug zurücklegen wird in der Regel bekannt. Lalls die Strecke Streckenabschnitte mit nicht-konstanter Steigung aufweist, wird sich die Leistungsabgabe an das Antriebssystem an diesen Streckenabschnitten voraussichtlich ändern. Wenn das Schienenfahrzeug bergauf fährt ist zu erwarten, dass das Drehmoment des Motors 11 erhöht wird und mehr Wärme produziert wird. Wenn das Schienenfahrzeug allerdings bergab fährt ist es möglich, dass die Motorleistung reduziert wird, sich der Motor 11 im Leerlauf befindet oder ggfs im Motorbremsbetrieb. Wenn das Schienenfahrzeug bergab fährt ist insbesondere zu erwarten, dass das Bremssystem stärker beansprucht wird. Jedenfalls vom Bremssystem und ggfs vom Motor 11 wird in dem Lall mehr Wärme produziert, die in das Kühlsystem 20 eingetragen werden kann. Die durch das Bremssystem und ggfs vom Motor 11 produzierte Wärme und andere für eine vorbekannte Bergabfahrt zu erwartenden Wärmeeinträge WE in das Kühlsystem 20 können bei der prädiktiven Steuerung eines Kühlsystems 20 berücksichtigt werden. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann auch ein Retarder bei einer Bremsung, z. B. während einer Bergab-Fahrt einer Brennkraftmaschine, zum Wärmeeintrag in ein Kühlsystem beitragen.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der zu erwartende Wärmeeintrag WE durch das Vorgabemodul 300, welches ein Prädiktionsmodul 80 und eine Recheneinheit R, 101 umfasst, ermittelt. Das Prädiktionsmodul 80 umfasst einen Bellman-Rechner 81, sodass ein Wärmeeintrag WE prädiktiv mittels dynamischer Programmierung nach Bellman ermittelt wird. Durch ein Wandlermodul 200 wird der prädiktiv ermittele Wärmeeintrag WE in einen dem Wärmeeintrag WE entsprechenden Eingabewert EW gewandelt. Der dem Wärmeeintrag WE entsprechende Eingabewert EW wird als Änderungswert als zusätzlicher Beitrag zur Temperaturabweichung DT an den Regeleingang I des Temperaturreglers 40 übermittelt. Zum Beispiel kann durch den Änderungswert T‘ die Temperatur des Kühlsystems 20 abgesenkt werden, sodass durch einen zukünftigen Wärmeeintrag WE mehr Wärme in das Kühlsystem 20 eingetragen werden kann, bis die eigentliche SOLL-Temperatur wieder erreicht wird. Die Wärmekapazität des Kühlsystems 20 wird also entsprechend eines zu erwartenden Wärmeeintrags WE erhöht. Wenn darüber hinaus noch Wärme in das Kühlsystem 20 eingetragen wird, so muss erst dann, also zu einem späteren Zeitpunkt, die Kühlleistung des Kühlsystems 20 erhöht werden.

Der Temperaturregler 40 steuert über den Änderungswert zur Anpassung der Stellgröße SR die Stelleinheit 60, welche in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Regelventil 33 ist. Wie auch in Fig. 2 ist das Regelventil als einstellbare Drossel zum Einstellen der Kühlleistung des Rückkühlers ausgebildet. Durch die Stelleinheit 60 wird die Rückkühlung des Kühlsystems 20 prädiktiv geregelt.

In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann neben einer wie in Fig. 3 gezeigten prädiktiven Temperaturanpassung zusätzlich auch eine wie in Fig. 2 gezeigte Vorsteuerung vorgesehen sein.

Fig. 4 zeigt eine Brennkraftmaschine 1000 mit einem Antriebsstrang 10, welcher in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Dieselmotor 11 mit Schwungrad 14 und ein Getriebe 13 umfasst. In dem Ausführungsbeispiel ist angedeutet, dass der Wärmetransport im Kühlsystem 20 über längere Strecken stattfindet und mehrere zu kühlende Antriebsstrang-Komponenten in Reihe von dem gleichen Kühlsystem 20 gekühlt werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Kühlsystem 20 einen kleinen Kühlkreislauf 22, sodass bei niedrigen Kühltemperaturen eine Kühlung vermieden werden kann. Reguliert wird der kleine Kühlkreislauf 22 über ein Thermostat 24 am Dieselmotor 11 , welcher durch einen Temperatursensor 26 gesteuert wird. Weiterhin umfasst das Kühlsystem 20 einen großen Kühlkreislauf 23, welcher über ein Kühlanlagen-Thermostat 25 entweder durch einen Wasser- Kühler 21 oder direkt durch einen Bypass 19 weiter zu einer Drosselstelle 28 mit einem Hydraulik-Wärmetauscher 29 führt. Mittels des Kühlanlagen-Thermostats 25 kann eingestellt werden, ob das Kühlwasser durch den Wasser-Kühler 21 geleitet wird oder durch den Bypass 19 an dem Wasser-Kühler 21 vorbei geleitet wird. Der Wasser-Kühler 21 wird durch einen Rückkühler 30 rückgekühlt, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Lüfter 31 ist. Ob das Kühlwasser durch den Wasser-Kühler 21 oder durch den Bypass 19 geleitet wird kann davon abhängen, ob das Kühlwasser in dem Wasser-Kühler 21 durch den Rückkühler 30 gekühlt werden soll oder nicht. Über ein Getriebe 13 mit einem Getriebeölsensor 27 führt der große Kühlkreislauf 23 dann über eine Kühlwasser-Pumpe 34 zurück zum Motor 11 und zur Batterie 12.

Das Ausführungsbeispiel verdeutlicht, dass mehrere Komponenten zum Wärmeeintrag WE in das Kühlsystem 20 beitragen können und entsprechend in der Vorsteuerung oder der prädiktiven Temperaturanpassung der Kühlleistung des Kühlsystems 20 berücksichtigt werden sollten. In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel können auch nicht gezeigte Komponenten, wie z.B. ein Retarder, zum Wärmeeintrag in ein Kühlsystem beitragen und sollten zusätzlich bei der Regelung der Kühlleistung berücksichtigt werden.

Für den Fall dass Wärme über längere Strecken durch das Kühlsystem 20 transportiert wird, ist eine Regelung der Kühlleistung des Kühlsystems 20 nach einer der beiden Varianten besonders vorteilhaft. Der Grund liegt darin, dass in einem Kühlsystem 20, in dem Wärme lange transportiert wird, die thermodynamische Trägheit einer Temperaturabweichung als Reaktion auf einen Wärmeeintrag WE besonders signifikant ist. Es vergeht deutlich mehr Zeit, bis eine Temperaturabweichung von einer SOLL-Temperatur registriert wird und die Kühlleistung entsprechend angepasst wird.

Insbesondere kann in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Vorsteuerung des Kühlsystems gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel und/oder eine prädiktive Temperaturanpassung gemäß dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein. BEZUGSZEICHENLISTE

1000 Brennkraftmaschine

10 Antriebsstrang

11 Motor

12 Energiespeicher

13 Getriebe

14 Schwungrad

19 Bypass

20 Kühlsystem

21 Wasser-Kühler

22 kleiner Kühlkreislauf

23 großer Kühlkreislauf

24 Thermostat

25 Kühlanlagen-Thermostat

26 T emperatursensor

27 Getriebeölsensor

28 Drosselstelle

29 Hydraulik-Wärmetauscher 30 Rückkühler

31 Lüfter

32 Luftverdichter

33 Regelventil

34 Kühlwasser-Pumpe 35 Rückschlagventil

40 T emperaturregler

41 P-Regler 42 I-Regler

I Regeleingang

O Regelausgang

AS angepasster Stellgrößenwert SR geregelte Stellgröße

S geänderte Stellgröße

50 T emperaturregelstrecke

60 Stelleinheit

70 T emperatursensor

DT T emperaturabweichung TIST IST-Temperatur

TSOLL SOLL-T emperatur

T‘ Änderungswert

T Eingabe-T emperatur

80 Prädiktionsmodul

81 Bellman-Rechner

90 Steuerangaben

91 Funktionsmodul

G Übertragungsfunktion

100 Einrichtung

101 Recheneinheit (R)

102 Einheit zum Steuern und Regeln 103 Motorsteuerung (ECU) WE Wärmeeintrag

EW Eingabewert

200 Wandlermodul

300 Vorgabemodul