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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen
des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Ein
derartiges Kraftfahrzeug ist beispielsweise aus der
DE 10 2006 055 921 A1 bekannt
und weist eine Brennkraftmaschine sowie einen thermomechanischen
Wandler auf, mit dessen Hilfe mechanische Antriebsleistung mittels
Wärmeenergie generiert werden kann, wozu Wärmeenergie
genutzt wird, die im Betrieb der Brennkraftmaschine anfällt.
Ferner weist das Fahrzeug eine Steuereinrichtung zum Betreiben des
thermoelektrischen Wandlers auf. Beim bekannten Fahrzeug dient der
thermomechanische Wandler zum Antreiben eines elektrischen Generators,
der aus mechanischer Antriebsleistung elektrischen Strom generiert.
Der thermomechanische Wandler bildet dabei zusammen mit dem Generator einen
thermoelektrischen Abwärme-Stromgenerator.
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Ein
derartiger thermomechanischer Wandler verwendet einen sogenannten
Clausius-Rankine-Kreis, bei dem ein Arbeitsmedium in einem Verdampfer
verdampft wird und über eine Turbine entspannt wird. Der
entspannte Dampf wird in einem Kondensator wieder verflüssigt
und kann über eine Pumpe wieder dem Verdampfer zugeführt
werden. Über die Turbine kann mechanischer Antriebsleistung
abgegeben werden, mit der z. B. ein Generator zur Stromerzeugung
angetrieben werden kann.
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Die
Verwendung eines derartigen thermomechanischen Wandlers in einem
Kraftfahrzeug zur Bereitstellung von mechanischer Antriebsleistung
ist problematisch, da sich der Betrieb eines derartigen thermomechanischen
Wandlers nur dann wirtschaftlich und ökologisch rechnet,
wenn das Fahrzeug hinreichend lange so betrieben werden kann, dass
die Brennkraftmaschine ausreichend Wärme zum Betreiben
des Verdampfers erzeugt. Insbesondere bei Personenkraftwagen ist
daher die Verwendung eines solchen thermomechanischen Wandlers ungünstig, wenn
das Fahrzeug vorwiegend im Stadtverkehr betrieben wird.
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Aus
der
US 5,000,003 ist
ein weiteres Fahrzeug bekannt, das einen thermomechanischen Wandler
dieser Art aufweist, wobei ein Verdampfer des thermomechanischern
Wandlers außerdem mit einem Kühlkreis der Brennkraftmaschine
des Fahrzeugs wärmeübertragend gekoppelt ist.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für ein Fahrzeug der eingangs genannten Art eine verbesserte
Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch
auszeichnet, dass der thermomechanische Wandler mit erhöhter Wirtschaftlichkeit
nutzbar ist.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand
des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf allgemeinen Gedanken, die Steuereinrichtung
zum Betreiben des thermomechanischen Wandlers mit einer Navigationseinrichtung
zu koppeln, um den thermomechanischen Wandler in Abhängigkeit
der aktuellen Fahrzeugposition zu aktivieren. Derartige Navigationseinrichtungen,
die zum Beispiel mit einem satellitengestützten GPS arbeiten,
sind bei modernen Kraftfahrzeugen Standard und dienen zur Berechnung
einer Route, welcher der Fahrzeugführer folgen muss, um an
ein gewünschtes Ziel zu gelangen. Hierzu muss die Navigationseinrichtung
die aktuelle Fahrzeugposition kennen. Diese Positionsdaten können
der Steuereinrichtung zur Verfügung gestellt und von dieser
für die Betätigung des thermomechanischen Wandlers
berücksichtigt werden. Durch die Kenntnis der aktuellen
Fahrzeugposition kann die Steuereinrichtung in Verbindung mit Umgebungsdaten,
die ebenfalls von der Navigationseinrichtung bereitgestellt werden
können, z. B. unterscheiden, ob sich das Fahrzeug innerhalb
oder außerhalb einer geschlossenen Ortschaft befindet und
ob sich das Fahrzeug auf einer Schnellstraße, auf einer
Bundesstraße oder auf einer Autobahn befindet. Beispielweise kann
nun vorgesehen sein, die Steuereinrichtung so auszugestalten, dass
sie den thermomechanischen Wandler jedenfalls dann nicht aktiviert,
solange sich das Fahrzeug in einer Stadt bzw. innerhalb einer geschlossenen
Ortschaft befindet, da dann nicht mit einem wirtschaftlichen Betrieb
des thermomechanischen Wandlers gerechnet werden kann.
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Die
Berücksichtigung der aktuellen Fahrzeugposition bei der
Entscheidung darüber, ob der thermoelektrische Abwärme-Stromgenerator
eingeschaltet werden soll oder nicht, kann die Wirtschaftlichkeit
des thermomechanischen Wandlers sowie des damit ausgestatteten Fahrzeugs
erheblich erhöhen.
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Entsprechend
einer vorteilhaften Ausführungsform kann nun vorgesehen
sein, die Steuereinrichtung so auszugestalten, dass sie den thermomechanischen
Wandler dann aktiviert, wenn das Fahrzeug aufgrund seiner Position
und/oder aufgrund einer von der Navigationseinrichtung berechneten Route
voraussichtlich eine Strecke zurücklegen wird, die sich
für einen wirtschaftlichen Betrieb des thermomechanischen
Wandlers eignet. Strecken, die sich für einen wirtschaftlichen
Betrieb des thermomechanischen Wandlers voraussichtlich eignen,
sind beispielsweise längere Überlandfahrten und
Autobahnfahrten. Erkennt die Steuereinrichtung, dass sich das Fahrzeug
nunmehr auf einer Bundesstrasse oder auf einer Autobahn oder allgemein
auf einer Schnellstraße befindet, kann es den thermomechanischen Wandler
einschalten. Aller Voraussicht nach wird sich dann der Betrieb desselben
wirtschaftlich lohnen. Des weiteren kann die Steuereinrichtung für
den Fall, dass die Navigationseinrichtung eine Fahrroute für das
Fahrzeug vorgibt, bereits anhand der Fahrroute in Verbindung mit
der aktuellen Fahrzeugposition entscheiden, ab wann die Inbetriebnahme
des thermomechanischen Wandlers wirtschaftlich sinnvoll sein könnte.
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Besonders
vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der thermomechanische
Wandler in Abhängigkeit der Fahrzeugposition schrittweise
aktiviert wird. Beispielsweise kann ein Verdampfer des thermomechanischen
Wandlers aktiviert werden, wenn das Fahrzeug einen vorbestimmten
Zeitabstand bzw. einen vorbestimmten Wegabstand zu einer Position
unterschreitet, ab welcher voraussichtlich die Aktivierung des thermomechanischen
Wandlers wirtschaftlich sinnvoll ist. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung
in Verbindung mit den Navigationsdaten erkennen, wenn sich das Fahrzeug
einer Autobahnauffahrt nähert, so dass in Kürze
mit einer Autobahnfahrt gerechnet werden kann. Sofern die Navigationseinrichtung
ohnehin schon eine Autobahnfahrt vorgesehen hat, kann die Steuereinrichtung
zu einem geeigneten Zeitpunkt den Verdampfer zuschalten, um diesen
für die Aktivierung des thermomechanischen Wandlers rechtzeitig
auf Betriebstemperatur zu bringen. Über die Navigationseinrichtung
kennt die Steuereinrichtung sowohl den Zeitabstand als auch den
Wegabstand zwischen der aktuellen Fahrzeugposition und einer Position,
ab welcher die Inbetriebnahme des thermomechanischen Wandlers wirtschaftlich
sinnvoll wird. Beispielsweise kann der vorbestimmte Zeitabstand
bei etwa 5 min. liegen, während der vorbestimmte Wegabstand
beispielsweise bei etwa 5 km liegen kann. Sobald die Steuereinrichtung
aufgrund der aktuellen Fahrzeugposition erkennt, dass in weniger
als 5 min. bzw. in weniger als 5 km eine Fahrzeugposition erreicht
werden kann, ab der die Inbetriebnahme des thermomechanischen Wandlers
wirtschaftlich sinnvoll sein kann, schaltet sie den Verdampfer an,
um ihn rechtzeitig auf die gewünschte Betriebstemperatur
bringen zu können. Sobald dann die zuvor genannte Position
erreicht wird, kann die Steuereinrichtung eine Pumpe des thermomechanischen
Wandlers einschalten, wodurch der Clausius-Rankine-Prozess gestartet
werden kann. Durch diese zweistufige Vorgehensweise kann beispielsweise
eine voreilige Inbetriebnahme des thermomechanischen Wandlers vermieden
werden. Gleichzeitig kann der thermomechanische Wandler bei Erreichen
der relevanten Fahrzeugposition unmittelbar eingeschaltet werden, wenn
zuvor der Verdampfer bereits seine Betriebstemperatur besitzt. Die
Zweistufigkeit erhöht somit die Wirtschaftlichkeit des
Fahrzeugs.
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Gemäß einer
besonderen Ausgestaltung kann ein Verdampfer des thermomechanischen Wandlers
mit einem Kühlkreis der Brennkraftmaschine wärmeübertragend
gekoppelt sein. Hierdurch ist es insbesondere für einen
Kaltstart der Brennkraftmaschine möglich, im Abgas transportierte
Abwärme zum raschen Aufwärmen des im Kühlkreis
zirkulierenden Kühlmittels und somit zum schnelleren Aufwärmen
der Brennkraftmaschine zu nutzen.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung kann eine Steuereinrichtung zum
Aktivieren der wärmeübertragenden Kopplung zwischen
Verdampfer und Kühlkreis einen den Verdampfer umgehenden
kühlmittelseitigen Bypass sperren. Bei geöffnetem
Bypass ist der Verdampfer quasi vom Kühlkreis entkoppelt,
wodurch ein Wärmeeintrag in den Kühlkreis vermieden
werden kann, beispielsweise wenn die Brennkraftmaschine ihre Betriebstemperatur
erreicht hat.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
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Die
einzige 1 zeigt eine stark vereinfachte,
schaltplanartige Prinzipdarstellung eines Fahrzeugs mit einem thermomechanischen
Wandler.
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Entsprechend 1 umfasst
ein Fahrzeug 1, das hier nur teilweise dargestellt ist
und bei dem es sich um einen Personenkraftwagen oder um ein Nutzfahrzeug
handeln kann, eine Brennkraftmaschine 2 und einen thermomechanischen
Wandler 3, der hier durch einen mit unterbrochener Linie dargestellten
Rahmen angedeutet ist. Die Brennkraftmaschine 2 verbrennt
im Betrieb einen Kraftstoff, wobei heiße Abgase entstehen,
die über einen Abgasstrang 4 von der Brennkraftmaschine 2 abgeführt
werden. Üblicherweise ist die Brennkraftmaschine 2 in
einen Kühlkreis 5 eingebunden, der üblicherweise
einen mit Luft beaufschlagbaren Hauptwärmeübertrager 27 enthält,
der auch als Kühler 27 bezeichnet werden kann.
Im Kühlkreis 5 zirkuliert ein übliches
Kühlmittel.
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Der
thermomechanische Wandler 3 arbeitet mit einem Arbeitsmediumkreis 6,
der als Clausius-Rankine-Kreis aufgebaut ist. Beim Arbeitsmediumkreis 6 wird
in einer Kreisleitung 7 ein Arbeitsmedium transportiert.
Zum Antreiben des Arbeitsmediums enthält der Arbeitsmediumkreis 6 eine
in die Leitung 7 eingebundene Pumpe 8. Die Pumpe 8 fördert flüssiges
Arbeitsmedium zu einem Verdampfer 9, in dem das flüssige
Arbeitsmedium verdampft wird. Zweckmäßig ist der
Verdampfer 9 hierzu in den Abgasstrang 4 der Brennkraftmaschine 2 eingebunden. Der
Verdampfer 9 kann nach Art eines Wärmeübertragers
ausgestaltet sein, der dem Abgas der Brennkraftmaschine 2 Wärme
entzieht, um damit das Arbeitsmedium zu verdampfen. Erkennbar weist
der Abgasstrang 4 zweckmäßig einen abgasseitigen
Bypass 10 auf, der innerhalb des Abgasstrangs 4 den Verdampfer 9 umgeht
und der mit Hilfe eines Ventils 11 steuerbar ist, also
insbesondere geöffnet und gesperrt werden kann.
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Vom
Verdampfer 9 gelang das nunmehr dampfförmige,
erhitzte Arbeitsmedium, das außerdem unter einem erhöhten
Druck stehen kann, über die Leitung 7 zu einer
Turbine 12, die ebenfalls in die Leitung 7 eingebunden
ist. In der Turbine 12 kann der heiße, gegebenenfalls
unter erhöhtem Druck stehende Dampf entspannt werden, wobei
ihm Energie entzogen wird. Die Turbine 12 stellt hierbei über
eine Antriebswelle 25 mechanische Antriebsleistung zur
Verfügung, die grundsätzlich auf beliebige Weise
genutzt werden kann. Bevorzugt ist die hier gezeigte Ausführungsform,
bei welcher die Turbine 12 einen Generator 13 antreibt,
also einen elektromechanischen Wandler. Der thermomechanische Wandler 3 und
der Generator 13 bilden zusammen einen des thermomelektrischen
Abwärme-Stromgenerator 26, der hier durch einen
mit strichpunktierter Linie gezeichneten Rahmen symbolisiert ist.
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Der
entspannte Dampf gelangt über die Leitung 7 von
der Turbine 12 zu einem Kondensator 14, der hierzu
in die Leitung 7 eingebunden ist. Im Kondensator 14 erfolgt
eine Kondensation bzw. Verflüssigung des Dampfs, wodurch
das Arbeitsmedium anschließend wieder in flüssigem
Zustand über die Leitung 7 zur Pumpe 8 gelangen
kann. Der Kondensator 14 kann als Wärmeübertrager
ausgebildet sein, der in einen entsprechenden Kühlkreis 15 eingebunden ist.
Vom Kühlkreis 15 sind hier nur ein Vorlauf sowie ein
zugehöriger Rücklauf angedeutet. Grundsätzlich kann
es sich bei diesem Kühlkreis 15, in den der Kondensator 14 eingebunden
ist, um den Kühlkreis 5 der Brennkraftmaschine 2 handeln.
In diesem Fall ist der Kondensator 14 zweckmäßig
zwischen dem Kühler 27 und der Brennkraftmaschine 2 in
den Kühlkreis 5 eingebunden. Alternativ kann der
thermomechanische Wandler 3 für den Kondensator 14 auch über
einen eigenen Kühlkreis 15 verfügen.
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Das
Fahrzeug 1 ist des weiteren mit einer Steuereinrichtung 16 ausgestattet,
mit deren Hilfe der thermoelektrische Abwärme-Stromgenerator 26 bzw.
der thermomechanische Wandler 3 betrieben werden kann.
Außerdem ist das Fahrzeug 1 mit einer Navigationseinrichtung 17 ausgestattet,
mit der insbesondere die aktuelle Fahrzeugposition ermittelt werden
kann. Die Steuereinrichtung 16 kommuniziert entsprechend einem
Pfeil 18 mit dem thermomechanischen Wandler 3,
um diesen bzw. dessen Komponenten ansteuern zu können.
Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 16 die Pumpe 8 und
das Ventil 11 Einschalten und Ausschalten bzw. Öffnen
und Sperren. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 16 z.
B. die Pumpendrehzahl in Abhängigkeit der Abgastemperatur
und/oder in Abhängigkeit des Abgasmassenstroms der Abgase
der Brennkraftmaschine 2 regeln. Zu diesem Zweck kann beispielsweise
wenigstens ein hier nicht dargestellter Temperatursensor vorgesehen
sein, mit dessen Hilfe die aktuelle Abgastemperatur im Abgasstrang 4 ermittelt
werden kann. Der Abgasmassenstrom kann beispielsweise anhand von
Zustandsgrößen der Brennkraftmaschine 2,
wie Drehzahl und Last, ermittelt und beispielsweise von einem hier
nicht gezeigten Motorsteuergerät bereitgestellt werden.
Die Regelung der Pumpendrehzahl erfolgt bevorzugt kennfeldbasiert,
wozu die Steuereinrichtung 16 mit einem Kennfeld 19 kommuniziert,
was durch einen Pfeil 20 angedeutet ist. Das Kennfeld 19 enthält
als Eingangsgrößen im Beispiel die Abgastemperatur
und den Abgasmassenstrom und liefert als Ausgangsgröße
eine zugehörige Pumpendrehzahl.
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Entsprechend
einem Pfeil 21 kommuniziert die Steuereinrichtung 16 außerdem
mit der Navigationseinrichtung 17, das heißt,
die Steuereinrichtung 16 ist mit der Navigationseinrichtung 17 gekoppelt.
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Das
hier gezeigte Fahrzeug 1 ist außerdem rein exemplarisch
als Hybridfahrzeug ausgestaltet bzw. mit einem Hybridantrieb ausgestattet.
Zusätzlich zur Brennkraftmaschine 2 ist daher
zumindest ein Elektromotor 22 vorgesehen, mit dem ebenfalls
Antriebsleistung erzeugt werden kann. Der Elektromotor 22 ist
hierzu mit wenigstens einer Batterie 23 verbunden, die
elektrischen Strom zum Betreiben des Elektromotors 22 bereitstellt.
Der Generator 13 ist im Beispiel über einen Wechselrichter 24 mit
der Batterie 23 verbunden, wodurch der mit Hilfe des Generators 13 generierte
elektrische Strom zum Aufladen der Batterie 23 verwendet
werden kann.
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Bei
der hier vorgestellten bevorzugten Ausführungsform ist
der Verdampfer 9 zusätzlich in den Kühlkreis 5 der
Brennkraftmaschine 2 bzw. in eine das Kühlmittel
transportierende Kühlmittelleitung 28 eingebunden.
Auf diese Weise ist es möglich, im Bedarfsfall dem Kühlkreis 5 bzw.
dessen Kühlmittel Wärme aus dem Abgas zuzuführen.
Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Wärme
des Kühlkreises nicht ausreicht, einen Fahrgastraum zu beheizen.
Ebenso ist es bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 2 erwünscht,
diese möglichst rasch auf ihre ökonomisch und ökologisch
günstige Betriebstemperatur zu bringen. Durch die vorgeschlagene
Verwendung des im Arbeitsmediumkreis 6 ohnehin bereits
vorhandenen Verdampfers 9 kann auf einen zusätzlichen,
separaten Wärmeübertrager zur wärmeübertragenden
Kopplung des Kühlkreises 5 mit dem Abgasstrang 4 verzichtet
werden.
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Der
Kühlkreis 5 weist zweckmäßig
einen kühlkreisseitigen Bypass 29 auf, der im
Kühlkreis 5 den Verdampfer 9 umgeht und
der z. B. mit einem Ventil 30 zum Öffnen und Sperren
gesteuert werden kann. Zum Aktivieren der Wärmeübertragung
vom Abgasstrang 4 auf den Kühlkreis 5 wird
das Ventil 30 von einer entsprechenden Steuereinrichtung
zum Sperren des Bypasses 29 angesteuert. In der Folge strömt
das Kühlmittel durch den Verdampfer 9. Sobald
en solcher Wärmeeintrag in das Kühlmittel nicht mehr
erwünscht ist, wird das Ventil 30 zum Öffnen des
Bypasses 29 angesteuert. Folglich umgeht das Kühlmittel – dem
geringsten Strömungswiderstand folgend – den Verdampfer 9.
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Im
dargestelltenbevorzugten Beispiel enthält der Verdampfer 9 für
das Kühlmittel und für das Arbeitsmedium einen
gemeinsamen Mediumpfad 31, wodurch sich der Aufbau des
Verdampfers 9 und die Integration des Verdampfers 9 sowohl
in den Arbeitsmediumkreis 6 als auch in den Kühlkreis 5 erheblich vereinfacht.
Zu diesem Zweck arbeitet der Arbeitsmediumkreis vorteilhaft mit
Kühlmittel als Arbeitsmedium, so dass eine Durchmischung
der Medien im Verdampfer 9 ohne Folgen für den
Betrieb des Arbeitsmediumkreises 6 und des Kühlkreises 5 ist.
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Um
Fehl- oder Falschströmungen des Kühlmediums bzw.
des Arbeitsmediums zu vermeiden, enthalten die Kreisleitung 7 des
Arbeitsmediumkreises 6 und die Kühlmittelleitung 28 des
Kühlkreises 5 jeweils ein Rücklaufsperrventil 32,
und zwar sowohl stromauf als auch stromab des Verdampfers 9.
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Die
Steuereinrichtung 16 ist so ausgestaltet, dass damit das
nachfolgend näher beschriebene Betriebsverfahren realisierbar
ist.
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Die
Steuereinrichtung 16 aktiviert den thermomechanischen Wandler 3 in
Abhängigkeit der aktuellen Fahrzeugposition. Die aktuelle
Fahrzeugposition erhält die Steuereinrichtung 16 dabei
von der Navigationseinrichtung 17. Dabei kann zweckmäßig vorgesehen
sein, dass die Steuereinrichtung 16 den thermomechanischen
Wandler 3 bevorzugt dann aktiviert, wenn das Fahrzeug 1 aufgrund
seiner aktuellen Position bzw. aufgrund einer von der Navigationseinrichtung 17 berechneten
Route voraussichtlich eine Strecke zurücklegen wird, die
einen wirtschaftlichen Betrieb des thermomechanischen Wandlers 3 ermöglicht.
Anhand der Positionsdaten des Fahrzeugs 1 sowie anhand
eines Umgebungsplans, den die Steuereinrichtung 16 ebenfalls
von der Navigationseinrichtung 17 kennt, kann die Steuereinrichtung 16 entscheiden,
ob der vorausliegende Streckenabschnitt dazu geeignet ist, einen
wirtschaftlichen Betrieb des thermomechanischen Wandlers 3 zu
realisieren.
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Beispielsweise
kann die Steuerung 16 den thermomechanischen Wandler 3 dann
aktivieren, wenn das Fahrzeug 1 auf eine Schnellstraße,
wie z. B. auf eine Bundesstraße oder eine Autobahn, auffährt.
Hierbei unterstellt die Steuereinrichtung 16 bzw. deren
Programmierung, dass beim Auffahren auf eine Schnellstraße
damit zu rechnen ist, dass das Fahrzeug 1 hinreichend lange
für einen wirtschaftlichen Betrieb des thermomechanischen
Wandlers 3 mit erhöhter Geschwindigkeit bzw. Last
und dementsprechend mit erhöhter Abgaswärme betrieben
wird.
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Alternativ
kann die Steuereinrichtung 16 aus der mit Hilfe der Navigationseinrichtung 17 berechneten
Route die beabsichtigte Strecke erkennen und dementsprechend beim
Auffahren auf eine Schnellstraße entscheiden, ob sich die
Aktivierung des thermomechanischen Wandlers 3 wirtschaftliche
lohnt oder nicht.
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform kann dabei vorgesehen
sein, dass die Steuereinrichtung 16 zunächst den
Verdampfer 9 aktiviert, wenn das Fahrzeug 1 einen
vorbestimmten Zeitabstand, z. B. 5 min. oder 10 min., und/oder einen vorbestimmten
Wegabstand, z. B. 5 km oder 10 km, zu einer Position unterschreitet,
ab welcher dann unter Berücksichtigung der vermuteten Strecke
mit einem wirtschaftlichen Betrieb des thermomechanischen Wandlers 3 gerechnet
werden kann. Beispielsweise kann diese Position wie zuvor erläutert
mit einer Auffahrt auf eine Schnellstraße zusammenfallen. Die
frühere Position, bei welcher ein vorbestimmter Zeitabstand
bzw. der vorbestimmte Wegabstand unterschritten wird, kann ebenfalls über
die aktuelle Fahrzeugposition erkannt werden, beispielsweise wenn
sich das Fahrzeug einer Autobahnauffahrt bis auf den vorbestimmten
Zeitabstand bzw. den vorbestimmten Wegabstand nähert. Des
weiteren kann die Steuereinrichtung 16 in Abhängigkeit
der von der Navigationseinrichtung 17 berechneten Route
erkennen, ab wann eine Inbetriebnahme des Verdampfers 9 empfehlenswert
ist, um bei Erreichen der Position, zu welcher die Aktivierung des
thermomechanischen Wandlers 3 wirtschaftlich wird, den
thermomechanischen Wandler 3 sofort mit vorgeheiztem, auf
Betriebstemperatur befindlichem Verdampfer 9 einschalten
zu können. Diese Einschaltung oder Zuschaltung des thermomechanischen
Wandlers 3 lässt sich besonders einfach durch
das Einschalten der Pumpe 8 realisieren.
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Das
Einschalten des Verdampfers 9, um diesen rechtzeitig auf
Betriebstemperatur zu bringen, lässt sich beispielsweise
durch das Sperren des Ventils 11 realisieren, so dass die
heißen Abgase im Abgasstrang 4 durch den Verdampfer 9 geführt
werden.
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Die
Steuereinrichtung 16 kann außerdem beim Einschalten
der Pumpe 8 die aktuelle Betriebstemperatur des Verdampfers 9 berücksichtigen. Dementsprechend
wird sie die Pumpe 8 zweckmäßig erst
dann Einschalten, wenn der Verdampfer 9 eine vorbestimmte
Betriebstemperatur aufweist. Hierzu kann der Verdampfer 9 mit
einem entsprechenden, hier nicht gezeigten Temperatursensor ausgestattet sein,
der mit der Steuereinrichtung 16 verbunden ist.
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Die
Steuereinrichtung 16 oder eine andere Steuereinrichtung
kann unabhängig von der Entscheidung, ob die Aktivierung
des thermomechanischen Wandlers 3 sinnvoll sein kann oder
nicht, den Verdampfer 9 aktivieren, also mit heißen
Abgasen beaufschlagen, wenn ein entsprechender Wärmebedarf
für den Kühlkreis 5 vorliegt. Dies ist
insbesondere bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 2 der Fall.
Ebenso kann ein Wärmebedarf seitens des Kühlkreises 5 entstehen,
wenn die Brennkraftmaschine 2 bei geringer Leistung zuwenig
Wärme in den Kühlkreis 5 einbringt, um
beispielsweise einen Fahrzeuginnenraum zu beheizen. Diese Aktivierung
erfolgt wieder durch ein Ansteuern des Ventils 11 zum Sperren
des abgasseitigen Bypasses 10. Außerdem kann die
Steuereinrichtung 16 oder eine andere Steuereinrichtung
das Ventil 30 zum Sperren des kühlmittelseitigen
Bypasses 29 ansteuern, um den Verdampfer 9 auch
mit dem Kühlmittel beaufschlagen zu können.
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Dabei
kann die Steuereinrichtung 16 auch in diesem Fall, wenn
ein Betrieb des thermomechanischen Wandlers 3 wirtschaftlich
sinnvoll erscheint, zusätzlich noch die Pumpe 8 einschalten,
also den thermomechanischen Wandler 3 aktivieren. Dann wird über
die Abwärme des Abgases gleichzeitig das Aufheizen des
Kühlmittels des Kühlkreises 5 und das Generieren
von mechanischer Antriebsleistung bzw. von elektrischem Strom ermöglicht.
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Beim
gezeigten Hybridfahrzeug 1 kann beispielsweise der thermoelektrische
Abwärme-Stromgenerator 26 bei Fahrten mit ausreichend
Abgaswärme zum Aufladen der Batterie 23 genutzt
werden. Bei einem Fahrzeugbetrieb, bei dem in der Regel zu wenig
Abgaswärme für einen wirtschaftlichen Betrieb des
thermomechanischen Wandlers 3 anfällt, kann die
Steuereinrichtung 16 oder eine andere Steuereinrichtung
in Abhängigkeit anderer Kriterien entscheiden, ob das Fahrzeug 1 über
die Brennkraftmaschine 2 und/oder über den Elektromotor 22 angetrieben werden
soll.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006055921
A1 [0002]
- - US 5000003 [0005]