DE102009017748A1

DE102009017748A1 - Verfahren zur Regulierung des Wärmehaushalts einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102009017748A1
Application number: DE200910017748
Authority: DE
Inventors: Lars Dipl.-Ing. Caesar; Bernd Dr. Beyer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-04-17
Publication date: 2010-10-21
Also published as: EP2243937A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regulierung des Wärmehaushalts einer Brennkraftmaschine (1) für ein Fahrzeug mit einem als Kühlmittelkreislauf vorgesehenen Fluidkreislauf. Hierbei wird der Brennkraftmaschine (1), einem Getriebeölwärmeübertrager (2), einem Motorölwärmeübertrager (3), einem Speicher (4) für erwärmtes Fluid und/oder einem Abgaswärmeübertrager (5) Wärme entzogen und einem Fahrgastraumheizungswärmeübertrager (6), der Brennkraftmaschine (1), dem Getriebeölwärmeübertrager (2), dem Motorölwärmeübertrager (3), dem Speicher (4) und/oder dem Abgaswärmeübertrager (5) Wärme zugeführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regulierung des Wärmehaushalts einer Brennkraftmaschine für ein Fahrzeug mit einem als Kühlmittelkreislauf vorgesehenen Fluidkreislauf und ansteuerbaren Einrichtungen zur Beeinflussung des Wärmehaushalts der Brennkraftmaschine, wobei eine Fluidtemperatur und weitere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine erfasst und die ansteuerbaren Einrichtungen in Abhängigkeit der Fluidtemperatur und der weiteren Betriebsparameter der Brennkraftmaschine angesteuert werden.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der Druckschrift DE 102 28 355 A1 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren zur Wärmeregulierung einer Brennkraftmaschine für Fahrzeuge mit einem Fluidkreislauf und ansteuerbaren Einrichtungen zur Beeinflussung des Wärmehaushalts der Brennkraftmaschine werden eine Fluidtemperatur und weitere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine erfasst und die ansteuerbaren Einrichtungen in Abhängigkeit der Fluidtemperatur und der weiteren Betriebsparameter der Brennkraftmaschine angesteuert.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass die Verteilung der im Fahrzeug zur Verfügung stehenden Wärmeenergie aus den Wärmequellen unter Berücksichtigung des Bedarfs einzelner Wärmenutzer optimal verteilt wird, sodass eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen, insbesondere beim Kaltstart der Brennkraftmaschine, realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren vorgesehen, bei dem einer Brennkraftmaschine, einem Getriebeölwärmeübertrager, einem Motorölwärmeübertrager, einem Speicher für erwärmtes Fluid und/oder einem Abgaswärmeübertrager Wärme entzogen und einem Fahrgastraumheizungswärmeübertrager, der Brennkraftmaschine, dem Getriebeölwärme übertrager, dem Motorölwärmeübertrager, dem Speicher und/oder dem Abgaswärmeübertrager Wärme zugeführt wird. Hierdurch wird es möglich, dass beispielsweise bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine verschiedene Wärmequellen in Abhängigkeit der spezifischen Fahrzeug- und Aggregatgegebenheiten und/oder Kundenanforderungen, beispielsweise an den Fahrgastraumheizungswärmeübertrager, ausgenutzt werden. Dabei wird insbesondere über die Reihenfolge der Zu- und Abschaltung einzelner Wärmeerzeuger und Wärmenutzer ein Maximum an Komfort und ein Minimum an Verbrauch realisiert.
Vorteilhaft ist es, dass Betriebsparameter des Fahrzeugs erfasst werden. Hierdurch wird es möglich, dass beim Schlüsselkontakt mit der Fahrzeugtür mittels einer Pumpe und weiterer Einrichtungen der Inhalt des Warmwasserspeichers entleert und gezielt zur Brennkraftmaschine geführt wird. So kann die Brennkraftmaschine vor dem Motorstart erwärmt werden, wodurch die Warmlaufphase verkürzt und somit Reibung und Verbrauch gesenkt werden.
Besonders günstig ist es, dass in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters des Fahrzeugs und eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine mittels einer insbesondere elektrisch angetriebenen Pumpe der Speicher entleert und das warme Fluid, insbesondere Wasser, in die Brennkraftmaschine geführt wird. Solche Betriebsparameter sind beispielsweise Außen- und Innentemperatur des Fahrzeugs, Temperatur der Brennkraftmaschine, Uhrzeit, der Zustand der Schließanlage des Fahrzeugs, Fahrgeschwindigkeit, Helligkeit, Geschwindigkeits- und Drehmomentwunsch des Fahrzeugführers und so weiter.
Vorteilhaft ist es auch, dass beim Start der Brennkraftmaschine, sofern der Fahrgastraumheizungswärmeübertrager keine Wärme benötigt, die Pumpen abgeschaltet werden. Hierdurch wird es möglich, dass das warme Fluid in der Brennkraftmaschine verbleibt und an diese Wärme abgibt. Bei Wärmebedarf durch den Fahrgastraumheizungswärmeübertrager ist es günstig, dass die Pumpe zugeschaltet, das Brennkraftmaschinenzuführungsventil und das Abgaswärmeübertragerumgehungsventil geschlossen sowie das Brennkraftmaschinenumgehungsventil geöffnet werden, wobei das Fluid, bei Umgehung der Brennkraftmaschine, durch den Abgaswärmeübertrager zu dem Fahrgastraumheizungswärmeübertrager geführt wird. Die im Kühlkreislauf angeordneten Pumpen werden elektrisch, mechanisch, pneumatisch und/oder hydraulisch angetrieben.
Vorteilhaft ist es, dass ein Druckausgleichsbehälter im Fluidkreislauf als Speicher für das erwärmte Fluid genutzt wird. Hierdurch wird es möglich, dass die Wärmeenergie unabhängig von dem Betriebszustand der Wärmeerzeuger gespeichert werden kann. Durch die Nutzung des Druckausgleichsbehälters als Speicher ist es möglich, auf einen separaten Wärmespeicher zu verzichten, wodurch Bauraum im Fahrzeug eingespart werden kann. Auch verringert sich die Masse des Fahrzeugs, was zu einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen führt. Günstig ist es dabei vor allem, dass der Speicher und/oder der Druckausgleichsbehälter ein Volumen aufweisen, welches dem Volumen der Fluidleitungen in der Brennkraftmaschine entspricht. Hierdurch wird das Volumen des Speichers und somit der Bauraumbedarf im Fahrzeug auf eine notwendige Fluidmenge begrenzt.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt einen als Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine 1 eines Fahrzeugs vorgesehenen Fluidkreislauf. Der Fluidkreislauf hat ansteuerbare Einrichtungen 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 zur Beeinflussung des Wärmehaushalts der Brennkraftmaschine 1, wobei eine Fluidtemperatur und weitere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 1 erfasst werden und die ansteuerbaren Einrichtungen 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 in Abhängigkeit der Fluidtemperatur und der weiteren Betriebsparameter der Brennkraftmaschine 1 angesteuert werden. Dabei wird der Brennkraftmaschine 1, einem Getriebeölwärmeübertrager 2, einem Motorölwärmeübertrager 3, einem Speicher 4 für erwärmtes Fluid und/oder einem Abgaswärmeübertrager 5 Wärme entzogen und einem Fahrgastraumheizungswärmeübertrager 6, der Brennkraftmaschine 1, dem Getriebeölwärmeübertrager 2, dem Motorölwärmeübertrager 3, dem Speicher 4 und/oder dem Abgaswärmeübertrager 5 Wärme zugeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es beispielsweise, dass in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters des Fahrzeugs und eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine 1 mittels einer Pumpe 7 der Speicher 4 entleert und das warme Fluid in die Brennkraftmaschine 1 geführt wird. Sofern der Fahrgastraumheizungswärmeübertrager 6 keine Wärme benötigt, werden beim Start der Brennkraftmaschine 1 die Pumpen 7, 8 abgeschaltet. Bei einem Wärmebedarf des aktivierten Fahrgastraumheizungswärmeübertragers 6 wird die Pumpe 7 zugeschaltet, das Brennkraftmaschinenzuführungsventil 9 und das Abgaswärmeübertragerumgehungsventil 11 geschlossen und das Brennkraftmaschinenumgehungsventil 10 geöffnet, wodurch das Fluid die Brennkraftmaschine 1 umgeht und durch den Abgaswärmeübertrager 5 zu dem Fahrgastraumheizungswärmeübertrager 6 geführt wird.

1: Brennkraftmaschine
2: Getriebeölwärmeübertrager
3: Motorölwärmeübertrager
4: Speicher
5: Abgaswärmeübertrager
6: Fahrgastraumheizungswärmeübertrager
7: Pumpe
8: Pumpe
9: Brennkraftmaschinenzuführungsventil
10: Brennkraftmaschinenumgehungsventil
11: Abgaswärmeübertragerumgehungsventil
12: Kühler
13: Wärmespeicherventil
14: Fahrgastraumheizungswärmeübertragerventil
15: Motorölwärmeübertragerventil
16: Getriebeölwärmeübertragerventil
17: Bypassventil
18: Pumpenventil
19: Ventil
20: Ventil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10228355 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Regulierung des Wärmehaushalts einer Brennkraftmaschine (1) für ein Fahrzeug mit einem als Kühlmittelkreislauf vorgesehenen Fluidkreislauf und ansteuerbaren Einrichtungen (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20) zur Beeinflussung des Wärmehaushalts der Brennkraftmaschine (1), wobei eine Fluidtemperatur und weitere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine (1) erfasst und die ansteuerbaren Einrichtungen (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20) in Abhängigkeit der Fluidtemperatur und der weiteren Betriebsparameter der Brennkraftmaschine (1) angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennkraftmaschine (1), einem Getriebeölwärmeübertrager (2), einem Motorölwärmeübertrager (3), einem Speicher (4) für erwärmtes Fluid und/oder einem Abgaswärmeübertrager (5) Wärme entzogen wird und einem Fahrgastraumheizungswärmeübertrager (6), der Brennkraftmaschine (1), dem Getriebeölwärmeübertrager (2), dem Motorölwärmeübertrager (3), dem Speicher (4) und/oder dem Abgaswärmeübertrager (5) Wärme zugeführt wird.
Verfahren zur Regulierung des Wärmehaushalts einer Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Betriebsparameter des Fahrzeugs erfasst werden.
Verfahren zur Regulierung des Wärmehaushalts einer Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters des Fahrzeugs und eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine (1) mittels einer Pumpe (7) der Speicher (4) entleert und das warme Fluid in die Brennkraftmaschine (1) geführt wird.
Verfahren zur Regulierung des Wärmehaushalts einer Brennkraftmaschine (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Start der Brennkraftmaschine (1) die Pumpen (7, 8) abgeschaltet werden, sofern der Fahrgastraumheizungswärmeübertrager (6) keine Wärme benötigt.
Verfahren zur Regulierung des Wärmehaushalts einer Brennkraftmaschine (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wärmebedarf des aktivierten Fahrgastraumheizungswärmeübertragers (6) die Pumpe (7) zugeschaltet, das Brennkraftmaschinenzuführungsventil (9) und das Abgaswärmeübertragerumgehungsventil (11) geschlossen sowie das Brennkraftmaschinenumgehungsventil (10) geöffnet werden, wobei das Fluid bei Umgehung der Brennkraftmaschine (1) durch den Abgaswärmeübertrager (5) zu dem Fahrgastraumheizungswärmeübertrager (6) geführt wird.
Verfahren zur Regulierung des Wärmehaushalts einer Brennkraftmaschine (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erwärmte Fluid in einem Druckausgleichsbehälter im Fluidkreislauf gespeichert wird.