DE102014019657A1 - Fahrzeug mit zumindest einer Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb einer Abwärmenutzungsvorrichtung - Google Patents

Fahrzeug mit zumindest einer Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb einer Abwärmenutzungsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1) mit zumindest einer Brennkraftmaschine (3), einer Abwärmenutzungsvorrichtung (2) und einer Steuereinheit (17) zum Betreiben der Abwärmenutzungsvorrichtung (2). Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit (17) mit einer Positionsbestimmungseinheit gekoppelt und die Steuereinheit (17) steuert einen Kühlkreislauf (16) der Abwärmenutzungsvorrichtung (2) derart an, dass bei einem mittels Informationen der Positionsbestimmungseinheit prognostizierten zukünftig erhöhten Kühlungsbedarf ein in dem Kühlkreislauf (16) zirkulierendes Kühlmedium im lastarmen Fahrbetrieb des Fahrzeuges (1) maximal möglich abkühlbar ist und/oder dass die Steuereinheit (17) den Kühlkreislauf (16) zur Kühlung des Kühlmediums ansteuert, insbesondere wenn sich das Fahrzeug (1) im Schubbetrieb fortbewegt. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Abwärmenutzungsvorrichtung (2) für ein Fahrzeug (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit zumindest einer Brennkraftmaschine, einer Abwärmenutzungsvorrichtung und einer Steuereinheit zum Betreiben der Abwärmenutzungsvorrichtung. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Abwärmenutzungsvorrichtung für ein Fahrzeug.
  • Aus der DE 10 2008 019 160 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine bekannt. Zudem weist das Kraftfahrzeug einen thermoelektrischen Abwärme-Stromgenerator zum Generieren von elektrischem Strom mittel im Betrieb der Brennkraftmaschine anfallender Wärmeenergie und eine Steuereinrichtung zum Betreiben des thermoelektrischen Abwärme-Stromgenerators auf. Darüber hinaus umfasst das Fahrzeug eine Navigationseinrichtung zur Positionsbestimmung des Fahrzeuges, wobei die Steuereinrichtung mit der Navigationseinrichtung gekoppelt ist. Dabei ist die Steuereinrichtung derart ausgestaltet, dass sie den thermoelektrischen Abwärme-Stromgenerator in Abhängigkeit der Fahrzeugposition aktiviert.
  • Weiterhin ist in der DE 10 2008 019 159 A1 ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine offenbart. Des Weiteren umfasst das Kraftfahrzeug einen thermomechanischen Wandler zum Generieren von mechanischer Arbeitsleistung mittels im Betrieb der Brennkraftmaschine anfallender Wärmeenergie und eine Steuereinrichtung zum Betreiben des thermomechanischen Wandlers. Des Weiteren ist eine Navigationseinrichtung zur Positionsbestimmung des Fahrzeuges vorgesehen, wobei die Steuereinrichtung mit der Navigationseinrichtung gekoppelt und derart ausgestaltet ist, dass sie den thermomechanischen Wandler in Abhängigkeit der Fahrzeugposition aktiviert.
  • Ferner beschreibt die DE 10 2006 055 921 A1 ein Stromversorgungs-Steuersystem für ein Fahrzeug. Das Stromversorgungs-Steuersystem enthält ein Versorgungsleitungssystem, eine erste Stromerzeugungseinrichtung, eine zweite Stromerzeugungseinrichtung und eine Steuereinrichtung. Die erste Stromerzeugungseinrichtung erzeugt Strom durch Nutzen einer mechanischen Antriebskraft einer Antriebsquelle des Fahrzeuges, die das Fahrzeug zum Fahren antreibt. Die zweite Stromerzeugungseinrichtung erzeugt Strom durch Nutzen einer Wärmeenergie. Die erste und die zweite Stromerzeugungseinrichtung sind mit dem Versorgungsleitungssystem verbunden, wobei die Steuereinrichtung die erste und die zweite Stromerzeugungseinrichtung steuert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Fahrzeug mit zumindest einer Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Betrieb einer Abwärmenutzungsvorrichtung für ein Fahrzeug anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Fahrzeuges durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 6 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein Fahrzeug weist zumindest eine Brennkraftmaschine, eine Abwärmenutzungsvorrichtung und eine Steuereinheit zum Betreiben der Abwärmenutzungsvorrichtung auf.
  • Erfindungsgemäß weist die Steuereinheit eine Fahrzustandsbestimmungseinheit auf, wobei die Steuereinheit einen Kühlkreislauf der Abwärmenutzungsvorrichtung derart ansteuern kann, dass bei einem Fahrzustand, bei welchem eine verstärkte Abkühlung eines Kühlmediums des Kühlkreislaufs möglich ist, das Kühlmedium unterkühlt wird. Mit der Unterkühlung des Kühlmediums ist eine Absenkung einer Temperatur des Kühlmediums unter eine übliche Kühlmediumtemperatur gemeint. Vorteilhafter Weise ist eine Absenkung der übliche Kühlmediumtemperatur um mehr als 10 K gemeint. Eine übliche Kühlmediumtemperatur liegt vorteilhafter Weise bei 80°C bis 90°C. Bevorzugt liegt die übliche Kühlmediumtemperatur unterhalb der Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Fahrzustandsbestimmungseinheit eine Positionsbestimmungseinheit auf und die Steuereinheit steuert einen Kühlkreislauf der Abwärmenutzungsvorrichtung derart an, dass bei einem mittels Informationen der Positionsbestimmungseinheit prognostizierten zukünftig erhöhten Kühlungsbedarf ein in dem Kühlkreislauf zirkulierendes Kühlmedium im lastarmen Fahrbetrieb des Fahrzeuges maximal möglich abkühlbar ist. Zusätzlich oder alternativ steuert die Steuereinheit den Kühlkreislauf zur Kühlung des Kühlmediums an, wenn sich das Fahrzeug im Schubbetrieb fortbewegt. Der Kühlungsbedarf wird dabei vorteilhafter Weise in Abhängigkeit von einer von der Positionsbestimmungseinheit ermittelten Geländesteigung ermittelt. Durch die erhöhte Kühlung des Kühlmediums erhöht sich die darstellbare Kühlleistung zur Kühlung der Abwärmenutzungsvorrichtung. Damit kann der Arbeitsbereich und der Wirkungsgrad der Abwärmenutzungsvorrichtung vergrößert werden.
  • Handelt es sich bei der Abwärmenutzungsvorrichtung um einen thermodynamischer Kreisprozess und/oder einen thermoelektrischen Abwärme-Stromgenerator, ist dadurch, dass der Kühlkreislauf das Kühlmedium bei einem prognostizierten erhöhten Kühlungsbedarf und/oder im Schubbetrieb des Fahrzeuges maximal möglich abkühlt, das Risiko einer Limitierung eines einem Abwärmetauscher Insbesondere eines Abgaswärmetauschers, eines Abgasrückführungswärmetauschers, eines Kühlwasserwärmetauschers, eines Motorölwärmetauschers und oder eines Getriebeölwärmetauschers, eines Thermoelektrischen Generators oder dergleichen zuführbaren Wärmestrom durch maximale Kühler- oder Kondensatorwärmeströme in einem hohen Lastbetrieb zumindest verringert. Somit kann einer Reduzierung eines Kraftstoffeinsparpotentials, insbesondere im hohen Lastbetrieb des Fahrzeuges, entgegen gewirkt werden.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zur Limitierung eines einem Abwärmetauscher zuführbaren Wärmestroms die Wärmezufuhr zur Abwärmenutzungsvorrichtung durch eine Regeleinrichtung mittels der Steuereinheit steuer- und/oder regelbar ist.
  • Fährt das Fahrzeug nach dem Abkühlen des Kühlmediums einen Berg hinauf, wobei das Fahrzeug mit vergleichsweise hoher Last betrieben wird, ist eine Zeitdauer, bis der Kühlkreislauf an seinem Maximum betrieben wird, durch die erfindungsgemäß gesteigerte Abkühlung des Kühlmittels, erhöht. Dadurch kann in vorteilhafter Weise sowohl eine Lebensdauer des Kühlkreislaufes als auch eine Lebensdauer der Abwärmenutzungsvorrichtung erhöht werden.
  • Weist das Fahrzeug keine Positionsbestimmungseinheit auf, ist vorgesehen, dass das Kühlmedium im Schubbetrieb abkühlbar ist, um im Fahrbetrieb mit verhältnismäßig hoher Motorlast ebenfalls zu erreichen, dass die Zeitdauer erhöht ist, bis der Kühlkreislauf an seinem Maximum betrieben ist.
  • Mittels des erfindungsgemäßen Fahrzeuges ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, einen Kondensator und/oder einen Kühlkreislauf der Abwärmenutzungsvorrichtung, insbesondere fahrstreckenabhängig, zu regeln.
  • In einer Ausgestaltung handelt es sich bei der Positionsbestimmungseinheit um ein satellitengestütztes Navigationssystem und/oder eine digitale Karte, wobei eine momentane Position des Fahrzeuges ermittelbar ist. Ist mittels vorliegender Informationen der Positionsbestimmungseinheit ermittelbar, dass dem Fahrzeug eine Bergabfahrt vorausliegt, ist der Kühlkreislauf zur Kühlung des Kühlmediums mittels der Steuereinheit bei der Bergabfahrt aktivierbar.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist die Abwärmenutzungsvorrichtung ein thermodynamischer Kreisprozess. Dieser thermodynamische Kreisprozess ist bevorzugt als ein Rankine-Kreisprozess ausgebildet, mittels dessen eine im Fahrbetrieb des Fahrzeuges erzeugte Abwärme in mechanische Energie umwandelbar ist. Die erzeugte mechanische Energie kann für den Antrieb des Fahrzeugs, zum Betreiben von Nebenaggregaten und/oder zur Erzeugung elektrische Energie genutzt werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist die Abwärmenutzungsvorrichtung ein thermoelektrischer Abwärme-Stromgenerator, mittels dessen eine im Fahrbetrieb des Fahrzeuges erzeugte Abwärme in elektrische Energie umwandelbar ist. Dabei kann der thermoelektrische Abwärme-Stromgenerator als Rankine-Kreisprozess mit einem dem der Fluidenergiemaschine nachgeordneten Generator zur Umwandlung der von der Fluidenergiemaschine erzeugten mechanischen Energie in elektrische Energie ausgebildet sein. Alternativ kann der thermoelektrische Abwärme-Stromgenerator als kühlkreisgekühlter thermoelektrischer Generator oder Seebeck-Generator oder dergleichen ausgebildet sein. Mittels eines solchen thermoelektrischen Abwärme-Stromgenerators ist es vorteilhaft möglich, beispielsweise aus einer Restwärme von Abgasen elektrischen Strom, z. B. zum Betrieb elektrischer Verbraucher im Fahrzeug oder eines elektrischen Fahrzeugantriebs zu gewinnen.
  • In einer Ausführungsform ist das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug mit der Brennkraftmaschine, zumindest einem Elektromotor und wenigstens einer Batterie, wobei die Abwärmenutzungsvorrichtung in vorteilhafter Weise zum Betrieb des Elektromotors eingesetzt werden kann. Bevorzugt ist dieser Elektromotor als ein elektrischer Fahrzeugantrieb ausgebildet.
  • Dazu ist die Steuereinheit in einer weiteren möglichen Ausgestaltung derart ausgeführt, dass diese die Abwärmenutzungsvorrichtung zum Laden der wenigstens einen Batterie aktiviert. Hierzu ist, wie oben beschrieben, eine Restwärme des Abgases der Brennkraftmaschine in elektrische Energie, also elektrischen Strom, umwandelbar, mittels dessen die Batterie aufladbar ist.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Abwärmenutzungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit zumindest einer Brennkraftmaschine, und einer Steuereinheit, mittels welcher die Abwärmenutzungsvorrichtung betrieben wird. Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit mit einer Positionsbestimmungseinheit gekoppelt und ein Kühlkreislauf der Abwärmenutzungsvorrichtung wird mittels der Steuereinheit derart angesteuert, dass bei einem mittels Informationen der Positionsbestimmungseinheit prognostizierten erhöhten Kühlungsbedarf ein in dem Kühlkreislauf zirkulierendes Kühlmedium im lastarmen Fahrbetrieb des Fahrzeuges maximal möglich abgekühlt wird und/oder dass der Kühlkreislauf zur Kühlung des Kühlmediums mittels der Steuereinheit angesteuert wird. Bevorzugt wird dieses Verfahren genutzt, wenn sich das Fahrzeug im Schubbetrieb fortbewegt.
  • Durch ein solches Betreiben der Abwärmenutzungsvorrichtung des Fahrzeuges, kann das Kühlmedium soweit abgekühlt werden, dass sich dieses im Fahrbetrieb des Fahrzeuges mit vergleichsweise hoher Motorlast nicht maximal aufheizt und der Kühlkreislauf dadurch nicht an seinem Maximum betrieben wird. Dabei wird das Kühlmedium dann an seinem Maximum betrieben bzw. maximal aufgeheizt, wenn sich die Temperatur des Kühlmediums einer oberen Temperaturgrenze nähert oder diese erreicht, die typischerweise auf Eigenschaften des Kühlmediums basiert, wie beispielsweise einer Verdampfungsgrenze oder einer Zersetzungsgrenze des Kühlmediums.
  • In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird ein erhöhter Kühlungsbedarf mittels einer anhand der Informationen der Positionsbestimmungseinheit prognostizierten Bergauffahrt des Fahrzeuges ermittelt. Da die Positionsbestimmungseinheit bevorzugt Bestandteil eines Navigationssystems und/oder einer digitalen Karte des Fahrzeuges ist, kann eine momentane Position des Fahrzeuges fortlaufend ermittelt werden, so dass es in vorteilhafter Weise fortlaufend möglich ist, den Kühlkreislauf bei entsprechend vorliegender Fahrsituation zu aktivieren, um ein Kraftstoffeinsparpotential des Fahrzeuges im Wesentlichen sicherstellen zu können.
  • In einer weiteren Ausgestaltung wird der erhöhte Kühlungsbedarf bei aktiver und passiver Zielführung des Fahrzeuges ermittelt, so dass das Fahrzeug insbesondere hinsichtlich der Abwärmenutzungsvorrichtung optimiert betrieben wird und dass Kraftstoff eingespart werden kann.
  • Mittels des Verfahrens ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, den Kondensator und/oder den Kühlkreislauf fahrstreckenbasiert zu regeln, um Kraftstoff im Fahrbetrieb des Fahrzeuges einsparen zu können.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigt die:
  • 1 schematisch ein Fahrzeug mit einer als thermoelektrischer Abwärme-Stromgenerator als Abwärmenutzungsvorrichtung.
  • In der einzigen Figur ist ein Fahrzeug 1 mit einer in gestrichelter Linie dargestellter Abwärmenutzungsvorrichtung 2 in Form eines thermodynamischer Kreisprozesses gezeigt.
  • Das Fahrzeug 1 ist ein Personenkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug und weist eine Brennkraftmaschine 3 auf. Zusätzlich zu der Brennkraftmaschine 3 ist zum Antrieb des Fahrzeuges ein Traktions-Elektromotor 4 in dem Fahrzeug 1 angeordnet, so dass das Fahrzeug 1 ein Hybridfahrzeug ist.
  • Die Brennkraftmaschine 3 verbrennt im Betrieb einen Kraftstoff, beispielsweise Benzin oder Diesel, wobei durch die Verbrennung Abgase erzeugt werden, die über einen Abgasstrang 5 von der Brennkraftmaschine 3 abführbar sind. Die Brennkraftmaschine 3 ist in einem Kühlkreislauf 6 angeordnet, dessen Vorlauf und Rücklauf gezeigt sind.
  • Die Abwärmenutzungsvorrichtung 2 basiert auf einem thermodynamischen Kreisprozess, dem sogenannten Clausius-Rankine-Kreislauf 7 oder Clausius-Rankine-Kreisprozess. Der Clausius-Rankine-Kreislauf 7 wird im Weiteren als Kreislauf 7 bezeichnet, wobei in einer Kreisleitung 8 ein Arbeitsmedium transportiert wird. Zum Transport des Arbeitsmediums ist in die Kreisleitung 8 eine Pumpe 9 integriert, mittels welcher das Arbeitsmedium in flüssiger Form zu einem Verdampfer 10 gefördert wird, in dem das Arbeitsmedium verdampft. Hierzu ist der Verdampfer 10 vorzugsweise an den Abgasstrang 5 gekoppelt. Der Verdampfer 10 kann wie ein Wärmetauscher funktionieren, der dem Abgas der Brennkraftmaschine Wärme entzieht, wobei das Arbeitsmedium mittels dieser Wärme verdampft wird.
  • Der Abgasstrang 5 weist einen Bypass 11 auf, der den Verdampfer 10 umgeht und mittels einer Regeleinrichtung 12 zum Öffnen und Schließen steuerbar und/oder regelbar ist. Bevorzugt ist die Regeleinrichtung 12 als ein Ventil ausgebildet.
  • Das erwärmte und verdampfte unter höherem Druck stehende Arbeitsmedium wird vom Verdampfer 10 über die Kreisleitung 8 zu einer in dieser angeordneten Fluidenergiemaschine 13 geführt. In der Fluidenergiemaschine 13 entspannt das erwärmte und verdampfte Arbeitsmedium, wobei diesem thermische Energie entzogen und in mechanische Energie umgewandelt wird. Die Fluidenergiemaschine 13 kann beispielsweise als Scrollexpander, als Hubkolbenexpander oder als Turbine ausgebildet sein. In der dargestellten Ausführungsform wird mittels der Fluidenergiemaschine 13 ein Generator 14 angetrieben, der Bestandteil der als Abwärme-Stromgenerators ausgeführten Abwärmenutzungsvorrichtung ist. Ebenso kann ergänzend oder alternativ vorgesehen sein, die mechanische Energie als solche zu nutzen.
  • Der entspannte Dampf wird von der Fluidenergiemaschine 13 zu einem Kondensator 15 geführt, der ebenfalls in die Kreisleitung 8 integriert ist. In dem Kondensator 15 kondensiert, d. h. verflüssigt der Dampf, anschließend wird das Arbeitsmedium im flüssigen Zustand erneut über die Kreisleitung 8 der Pumpe 9 zugeführt.
  • Der Kondensator 15 ist als Wärmetauscher ausgebildet und ist in einem nur andeutungsweise dargestellten Kühlkreislauf 16 angeordnet, wobei in dem Kühlkreislauf 16 ein Kühlmedium, insbesondere Wasser, zur Regelung der Temperatur des Kondensators 15 zirkuliert.
  • Alternativ zu dem separaten Kühlkreislauf 16 kann dieser auch mit dem Kühlkreislauf 6 der Brennkraftmaschine 3 gekoppelt sein.
  • Das Fahrzeug 1 weist eine Steuereinheit 17 auf, die mit der Abwärmenutzungsvorrichtung 2 verbunden ist und mittels welcher die Abwärmenutzungsvorrichtung 2 betreibbar ist. Zudem weist das Fahrzeug 1 ein Navigationssystem 18 mit einer Positionsbestimmungseinheit auf, mittels welcher eine momentane Position des Fahrzeuges 1 ermittelbar ist. Dabei ist das Navigationssystem 18 mit der Steuereinheit 17 gekoppelt. Alternativ oder zusätzlich ist die Positionsbestimmungseinheit Bestandteil einer im Fahrzeug 1 hinterlegten digitalen Karte, welche ebenfalls mit der Steuereinheit 17 gekoppelt wäre.
  • Wie oben beschrieben, ist das Fahrzeug 1 in der dargestellten Ausführungsform ein Hybridfahrzeug und weist sowohl die Brennkraftmaschine 3 als auch den Traktions-Elektromotor 4 zum Antrieb des Fahrzeuges auf. Der Elektromotor 4 ist mit einer Batterie 19 gekoppelt, welche elektrische Energie zum Betrieb des Elektromotors 4 speichert. Der Generator 14 ist beispielsweise über einen Wechselrichter 20 mit der Batterie 19 verbunden.
  • Wie oben beschrieben, ist die Steuereinheit 17 mit dem Navigationssystem 18 verbunden, wobei der Steuereinheit 17 die mittels des Navigationssystems 18 ermittelte momentane Position des Fahrzeuges 1 zuführbar ist.
  • Im Betrieb des Fahrzeuges 1 besteht die Gefahr, dass die von der Kühlleistung abhängigen maximal abführbaren Wärmeströme des Kondensators 15 einen zuführbaren Wärmestrom im Verdampfer 10 als Abgaswärmetauscher limitieren. Dieser Zustand bedingt im Betrieb des Fahrzeuges 1, insbesondere im Fahrbetrieb mit vergleichsweise hoher Motorlast, d. h. bei einer Bergauffahrt, bei welcher die Kühlkreisläufe 6, 16 verhältnismäßig hoch beansprucht werden, eine Verringerung eines Kraftstoffeinsparpotentials.
  • Um das Risiko einer zu hohen Beanspruchung der Kühlkreisläufe 6, 16, die als ein Kühlkreislauf 6 der Brennkraftmaschine 3 ausgebildet sein können, bei einer Bergauffahrt zumindest zu verringern, ist vorgesehen, den Kühlkreislauf 16 des Kondensators 15 in Abhängigkeit der momentanen Position des Fahrzeuges 1 zu steuern.
  • Wird anhand der mittels des Navigationssystems 18 der Steuereinheit 17 zur Verfügung gestellten Informationen, insbesondere anhand einer aktiven oder passiven Zielführung, ermittelt, dass das Fahrzeug 1, d. h. der Kondensator 15 aufgrund einer demnächst stattfindenden Bergauffahrt einen erhöhten Kühlungsbedarf zum Verflüssigen des Dampfes aufweist, steuert die Steuereinheit 17 den Kühlkreislauf 16 an, so dass das in dem Kühlkreislauf 16 zirkulierende Kühlmedium vor Antritt der Bergauffahrt, also im relativ lastarmen Fahrbetrieb auf eine Temperatur gekühlt wird, die unterhalb der für das Kühlmedium typischen 80°C bis 90°C liegt. Mit anderen Worten wird das Kühlmedium im lastarmen Fahrbetrieb, insbesondere in der Voraussicht einer Bergauffahrt unterkühlt.
  • Fährt das Fahrzeug 1 anschließend einen Berg hinauf, ist das Kühlmedium soweit abgekühlt, dass eine Zeitdauer, bis der Kühlkreislauf 16 im Fahrbetrieb mit aus der Bergauffahrt resultierenden hohen Motorlast an seinen Grenzen betrieben wird, erhöht ist.
  • Durch das Abkühlen des Kühlmediums bei einem Fahrbetrieb mit vergleichsweise geringer Motorlast kann bis zum Erreichen der maximalen Kondensatorwärmeströme und/oder maximaler Kühlkreislaufwärmeströme eine erhöhte Leistung an der Abwärmenutzungsvorrichtung 2, insbesondere dem Kreislauf 7, abgeführt werden.
  • Verfügt das Fahrzeug 1 nicht über eine digitale Karte und/oder ein Navigationssystem 18 mit einer Positionsbestimmungseinheit, ist zur weitestgehenden Sicherstellung des Kraftstoffeinsparpotentials vorgesehen, das Kühlmedium im Schubbetrieb, d. h. im Motorbremsbetrieb, abzukühlen. Dadurch wird die Zeitdauer, bis der Kühlkreislauf 16 an seinen Grenzen betrieben wird, erhöht, in der es möglich ist, Kraftstoff einzusparen.
  • Mittels der Vorrichtung und des Verfahrens ist es vorteilhaft möglich, ein Kraftstoffverbrauch zu optimieren, insbesondere einzusparen. Dabei ist das Verfahren unabhängig davon anwendbar, ob innerhalb der Abwärmenutzungsvorrichtung 2 ein Clausius Rankine Kreislauf 7, beispielsweise unter Nutzung der Abgastemperatur oder als ein relativ kompliziertes System, basierend auf der Nutzung eines Abgasrückführungssystems und des Kühlwassers oder gar ein thermoelektrischer Generator verwendet wird.
  • Zudem ist das Verfahren unabhängig davon, ob es sich um einen Kühlkreislauf 16 mit einem mechanischen Lüfter, wie z. B. bei Nutzfahrzeugen, oder ob es sich um einen Kühlkreislauf 16 mit einem elektrischen Lüfter handelt, anwendbar. Bei einem Kühlkreislauf 16 mit einem mechanischen Lüfter kann eine Kühlleistung beispielsweise durch Schließen einer Viskokupplung erhöht werden. Ist der Lüfter elektrisch betrieben, so kann die Kühlleistung des Kühlkreislaufes 16 mittels Erhöhung einer Drehzahl des Elektromotors des Lüfters gesteigert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008019160 A1 [0002]
    • DE 102008019159 A1 [0003]
    • DE 102006055921 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Fahrzeug (1) mit zumindest einer Brennkraftmaschine (3), einer Abwärmenutzungsvorrichtung (2) und einer Steuereinheit (17) zum Betreiben der Abwärmenutzungsvorrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (17) eine Fahrzustandsbestimmungseinheit aufweist und die Steuereinheit (17) einen Kühlkreislauf (16) der Abwärmenutzungsvorrichtung (2) derart ansteuern kann, dass bei einem Fahrzustand, bei welchem eine verstärkte Abkühlung eines Kühlmediums des Kühlkreislaufs (16) möglich ist, das Kühlmedium unterkühlt wird.
  2. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzustand eine ermittelte Bergabfahrt aufweist.
  3. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzustandsbestimmungseinheit eine Positionsbestimmungseinheit aufweist.
  4. Fahrzeug (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmezufuhr zur Abwärmenutzungsvorrichtung (2), durch eine Regeleinrichtung (12) mittels der Steuereinheit (17) steuer- und/oder regelbar ist.
  5. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwärmenutzungsvorrichtung (2) ein thermoelektrischer Abwärme-Stromgenerator ist.
  6. Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) ein Hybridfahrzeug mit der Brennkraftmaschine (3) und zumindest einem elektromotorischen Fahrzeugantrieb (4) und wenigstens einer Batterie (19) ist.
  7. Fahrzeug (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (17) derart ausgeführt ist, dass diese die Abwärmenutzungsvorrichtung (2) zum Laden der wenigstens einen Batterie (19) aktiviert.
  8. Verfahren zum Betreiben einer Abwärmenutzungsvorrichtung (2) für ein Fahrzeug (1) mit zumindest einer Brennkraftmaschine (4), und einer Steuereinheit (17), mittels welcher die Abwärmenutzungsvorrichtung (2) betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (17) mit einer Positionsbestimmungseinheit gekoppelt ist und ein Kühlkreislauf (16) mittels der Steuereinheit (17) derart angesteuert wird, dass bei einem mittels Informationen der Positionsbestimmungseinheit prognostizierten zukünftig erhöhten Kühlungsbedarf ein in dem Kühlkreislauf (16) zirkulierendes Kühlmedium im lastarmen Fahrbetrieb des Fahrzeuges (1) maximal möglich abgekühlt wird und/oder dass der Kühlkreislauf (16) zur Kühlung des Kühlmediums mittels der Steuereinheit (17) angesteuert wird, insbesondere wenn sich das Fahrzeug (1) im Schubbetrieb fortbewegt.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erhöhter Kühlungsbedarf mittels einer anhand der Informationen der Positionsbestimmungseinheit prognostizierten Bergauffahrt des Fahrzeuges (1) ermittelt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Kühlungsbedarf bei aktiver und passiver Zielführung des Fahrzeuges (1) ermittelt wird.
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