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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschalten eines Kraftfahrzeugheizgerätes, bei dem eine Ausbrennphase durch Herunterfahren einer in einer Kraftstoffzuführung vorgesehenen Dosierpumpe eingeleitet wird.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät für ein Kraftfahrzeugheizgerät, welches für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
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Zur Verbesserung der klimatischen Bedingungen im Innenraum von Kraftfahrzeugen werden vielfach Fahrzeugheizgeräte als Zusatzheizungen beziehungsweise Standheizungen eingesetzt. Diese arbeiten meist grundsätzlich so, dass der auch vom Verbrennungsmotor genutzte Kraftstoff, das heißt insbesondere Benzin oder Diesel, in einem Brenner verbrannt wird und die bei der Verbrennung entstehende Wärme auf einen Wärmeüberträger insbesondere Luft, Wasser oder ein Wasser enthaltendes Gemisch, übertragen wird. Von diesem Wärmeträger wird die Wärme dann auf den Innenraum des Fahrzeugs übertragen.
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Im Zusammenhang mit der Kraftstoffzuführung in den Brennraum der Fahrzeugheizgeräte ist man derzeit mit einigen Problemen konfrontiert. Aufgrund von Temperaturerhöhungen kommt es zur Volumenerhöhung des Kraftstoffs in der Kraftstoffzuführung, was im abgeschalteten Zustand des Heizgerätes ein Ausschieben von Kraftstoff aus der Kraftstoffzuführung in den Brennraum bewirkt. Die so anfallenden Kraftstoffmengen im Brennraum können beim Start der Fahrzeugheizung zu einer Erhöhung der Qualmentwicklung und der Geruchsbelästigung führen, da dieser Kraftstoff während des Startvorgangs nicht verbrannt sondern beim Aufheizen des Glühstiftes verdampft wird. Eine weitere Problematik hängt mit dem meist in der Kraftstoffzuführung vorgesehenen Dämpfer zusammen. Ein solcher Dämpfer hat vorteilhafte Eigenschaften im Hinblick auf den Betrieb der Fahrzeugheizung, da insbesondere Druckspitzen und sonstige unerwünschte, durch die Dosierpumpe bewirkte Effekte verringert beziehungsweise beseitigt werden. Nach dem Ausschalten des Heizgerätes kann ein solcher Dämpfer aber auch ein unerwünschtes Nachtropfen von Kraftstoff in den Brennraum bewirken, wobei es mitunter nicht mehr gelingt, diesen nachtropfenden Kraftstoff zu verbrennen. Folglich ist auch beim Ausschalten des Heizgerätes mit einer unerwünschten Qualm- und Geruchsbelästigung zu rechnen.
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Die
DE 38 12 299 A1 zeigt ein Verfahren, welches eine Nachverbrennung von Brennstoff in der Brennkammer bei abgeschalteter Brennstoffdosierpumpe offenbart. Durch dieses Verfahren soll der im Bereich der Glühkerze vorhandene Restbrennstoff dadurch abgebrannt werden, dass trotz abgeschalteter Brennstoffzuführung bei eingeschaltetem Gebläse eine Verbrennung noch für einen bestimmten Zeitraum aufrecht erhalten wird.
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Die
DE 195 27 256 C2 beschreibt eine Möglichkeit, Kraftstoff vor Zuführung in ein Heizgerät zu erwärmen, um hierdurch das Startverhalten des Heizgerätes zu verbessern beziehungsweise eine Inbetriebnahme des Heizgeräts auch bei sehr tiefen Temperaturen zu ermöglichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Abschalten eines Kraftfahrzeugheizgerätes sowie ein Steuergerät zum Steuern eines solchen Verfahrens anzugeben, auf deren Grundlage eine unerwünschte Qualm- und Geruchsbelästigung mit einfachen Mitteln verhindert werden können, wobei insbesondere das Nachtropfen von Kraftstoff in den Brennraum bei ausgeschaltetem Heizgerät verhindert werden soll.
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Diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch auf, dass in der Kraftstoffzuführung vorhandener Kraftstoff zumindest zeitweise während der Ausbrennphase erwärmt wird. Durch das Erwärmen des in der Kraftstoffzuführung anwesenden Kraftstoffs während der Ausbrennphase kann es gelingen, eine bestimmte Kraftstoffmenge frühzeitig in den Brennraum trotz abgeschalteter Dosierpumpe zu fördern, so dass während der frühen Ausbrennphase ein Verbrennen dieses Kraftstoffs stattfinden kann. Beim nachfolgenden Abkühlen des Kraftstoffs zieht sich dieser in der Kraftstoffzuführung zurück. Folglich bewirken auch spätere Temperaturerhöhungen kein oder nur ein vermindertes Austreten von Kraftstoff aus der Kraftstoffzuführung in den Brennraum, so dass bei nachfolgenden Startvorgängen keine beziehungsweise eine verringerte Qualm- und Geruchsbildung stattfinden.
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Nützlicherweise ist vorgesehen, dass der Kraftstoff zu Beginn der Ausbrennphase erwärmt wird. Gerade zu Beginn der Ausbrennphase kann der Kraftstoff noch sicher verbrannt werden. Das sichere Verbrennen wird zusätzlich dadurch begünstigt, dass der Kraftstoff aufgrund der Erwärmung eine höhere Enthalpie besitzt.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass im Anschluss an das Erwärmen des Kraftstoffes durch ein Abkühlen des Kraftstoffes und die damit einhergehende Volumenverringerung einem insbesondere durch einen Dämpfer veranlassten Ausschieben von Kraftstoff in den Brennraum entgegengewirkt wird. Ein im System vorhandener Dämpfer neigt dazu, über eine längere Zeit während der Ausbrennphase noch Brennstoff auszuschieben. Indem man die Erwärmung des Kraftstoffs während der Ausbrennphase auf diese Ausschiebcharakteristik des Dämpfers abstimmt, kann dem Entspannen des Dämpfers und der hierdurch bewirkten Ausschiebung von Kraftstoff entgegengewirkt werden.
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Nützlicherweise ist vorgesehen, dass die Erwärmung des Kraftstoffs durch eine Vorrichtung erfolgt, die ebenfalls zum Vorwärmen von Kraftstoff geeignet ist. Kraftstoffvorwärmvorrichtungen sind in vielen Systemen vorhanden. Die vorliegende Erfindung lässt sich insofern ohne zusätzlichen Hardware-Aufwand realisieren.
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Aus demselben Grund kann es nützlich sein, dass die Erwärmung des Kraftstoffs durch eine Vorrichtung erfolgt, die ebenfalls zum Verdampfen von Kraftstoff geeignet ist.
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Weiterhin ist auch ein für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtetes Steuergerät vorgesehen. Hierdurch werden die Vorteile und Besonderheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens auch im Rahmen eines Steuergerätes umgesetzt. Dies gilt auch für die besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeugheizgerät mit einem erfindungsgemäßen Steuergerät, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Erwärmung des Kraftstoffs durch eine Vorrichtung erfolgt, die ebenfalls zum Vorwärmen von Kraftstoff geeignet ist. Im Hinblick auf die Hardware des Kraftfahrzeugheizgeräts liegt insofern eine rationelle Lösung vor.
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In diesem Sinne kann auch vorgesehen sein, dass die Erwärmung des Kraftstoffs durch eine Vorrichtung erfolgt, die ebenfalls zum Verdampfen von Kraftstoff geeignet ist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugheizgerät.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch die gezielte Erwärmung des Kraftstoffs während der Ausbrennphase sowohl im Hinblick auf die Emissionen während der Ausbrennphase als auch im Hinblick auf Emissionen während nachfolgender Startphasen eine Verbesserung des Betriebsverhaltens der Fahrzeugheizung erzielt werden kann.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
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Dabei zeigt:
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1 ein schematisches Blockschaltbild zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
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2 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
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3 ein Diagramm zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein Kraftfahrzeugheizgerät 10 wird über eine Kraftstoffzuführung 12 mit Kraftstoff beliefert. Die Kraftstoffzuführung 12 umfasst eine Dosierpumpe 14, die Kraftstoff aus einem Tank 20 über einen Dämpfer 18 zum Heizgerät 10 fördert. Die Dosierpumpe 14 wird von einem Steuergerät 22 angesteuert, wobei im vorliegenden Beispiel das Steuergerät 22 Bestandteil des Heizgerätes 10 ist. Ebenfalls kann vorgesehen sein, ein externes Steuergerät zur Ansteuerung der Dosierpumpe 14 und andere Steuerfunktionen zu verwenden. In dem System ist weiterhin eine Vorrichtung 16 zum Erwärmen von Kraftstoff in der Kraftstoffzuführung 12 vorgesehen, wobei diese Vorrichtung 16 ebenfalls vom Steuergerät 22 angesteuert wird.
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Die Arbeitsweise des in 1 dargestellten Systems wird unter weiterer Bezugnahme auf 2 nachfolgend beschrieben. Nach dem Start des Abschaltvorgangs wird in Schritt S01 die Dosierpumpe 14 heruntergefahren. Nachfolgend wird kurzeitig Kraftstoff in der Kraftstoffzuführung 12 mittels der Vorrichtung 16, welche beispielsweise als Heizwendel ausgelegt sein kann, erwärmt. Der in dieser frühen Ausbrennphase in das Fahrzeugheizgerät 10 eintretende Kraftstoff kann nachfolgend in Schritt S03 noch zuverlässig abgebrannt werden.
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3 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Auf der vertikalen Achse sind die Volumenausdehnung des Kraftstoffs beziehungsweise der Ausschub von Kraftstoff aus der Kraftstoffzuführung 12 in den Brennraum des Fahrzeugheizgerätes 10 dargestellt. Auf der vertikalen Achse ist die Zeit t dargestellt. Die mit ΔVD bezeichnete Kurve zeigt die zeitliche Entwicklung des Dämpferausschubs. Kurz nach Abschalten der Dosierpumpe findet noch ein hoher Ausschub statt, wobei dieser mit der Zeit abnimmt. Der anfängliche Dämpferausschub ist unschädlich, da zu diesem Zeitpunkt noch der Brennbetrieb im Heizgerät stattfindet. Der spätere Dämpferausschub ist jedoch unerwünscht, da dieser Brennstoff nur noch unvollständig abbrennen kann. Diesem späteren Dämpferausschub kann beispielsweise ab dem Zeitpunkt t0 durch die erfindungsgemäße Erwärmung des Kraftstoffs beziehungsweise durch die nachfolgende Abkühlung entgegengewirkt werden. Die mit ΔVE bezeichnete Kurve zeigt die zeitliche Entwicklung des Ausschubs aufgrund der erfindungsgemäßen Erwärmung. Es ist in dem Diagramm erkennbar, dass zu Anfang der Ausbrennphase während und kurz nach der Erwärmungsphase ein zusätzlicher Ausschub von Brennstoff erfolgt. Nach dem Zeitpunkt t0 zieht sich der Brennstoff in der Zuführung zurück, so dass durch diesen ”negativen Ausschub” dem ”positiven Dämpferausschub” entgegengewirkt wird.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftfahrzeugheizgerät
- 12
- Kraftstoffzuführung
- 14
- Dosierpumpe
- 16
- Heizvorrichtung
- 18
- Dämpfer
- 20
- Tank
- 22
- Steuergerät
