DE102014202089A1 - Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betrieb einer solchen Antriebseinheit - Google Patents

Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betrieb einer solchen Antriebseinheit Download PDF

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Abstract

Eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, die einen Verbrennungsmotor (10), einen Frischgasstrang, über den dem Verbrennungsmotor (10) Frischgas zuführbar ist, wobei die Menge des zugeführten Frischgases über ein in den Frischgasstrang integriertes Regelelement (16) steuerbar ist, und einen Abgasstrang, über den Abgas aus dem Verbrennungsmotor (10) abführbar ist, umfasst, und mit einer Wärmenutzungseinrichtung (70), die zur Speicherung und/oder Wandlung der in dem Abgas enthaltenen Wärmeenergie einsetzbar ist, ist durch eine Steuereinheit (64) gekennzeichnet, durch die das Regelelement (16) in Abhängigkeit von dem Wärmeenergiebedarf der Wärmenutzungseinrichtung (70) steuerbar ist. Eine solche Antriebseinheit kann derart betrieben werden, dass in einem definierten Betrieb des Verbrennungsmotors (10) das Regelelement (16) relativ weit geöffnet wird, sofern die Wärmenutzungseinrichtung (70) mittels der so erzeugten, definierten Gasströmung mit zusätzlicher Wärmeenergie beaufschlagt werden soll.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Antriebseinheit.
  • Kraftfahrzeuge werden derzeit regelmäßig mittels Brennkraftmaschinen angetrieben, in denen Kraftstoffe verbrannt und die dabei freigesetzte Wärmeenergie teilweise in mechanische Arbeit umgewandelt wird. Der Wirkungsgrad von Hubkolbenbrennkraftmaschinen, die für den Antrieb von Kraftfahrzeugen nahezu ausschließlich eingesetzten werden, liegt bei ca. einem Drittel der eingesetzten Primärenergie. Demnach stellt zwei Drittel der bei der Verbrennung freigesetzten Wärmeenergie Abwärme dar, die entweder über die Motorkühlung oder den Abgasstrang als Verlustwärme an die Umgebung abgegeben wird.
  • Die Nutzung dieser Abwärme stellt eine Möglichkeit dar, den Gesamtwirkungsgrad einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs zu steigern und damit den Kraftstoffverbrauch zu senken.
  • Beispielsweise ist es bekannt, Wärmespeicher, insbesondere Latent- oder chemische Wärmespeicher in den Motorkühlkreislauf zu intergieren (vgl. z.B. DE 10 2008 013 650 A1 ). Diese Wärmespeicher nehmen im Betrieb der Brennkraftmaschine nach dem Erreichen des Betriebstemperaturbereichs Wärme aus dem Kühlmittel auf und speichern diese zwischen. Nach einem darauffolgenden Kaltstart der Brennkraftmaschine geben die Wärmespeicher die gespeicherte Wärme wieder in den Motorkühlkreislauf ab, wodurch die Warmlaufphase für die Brennkraftmaschine verkürzt wird.
  • Weiterhin ist es bekannt, Wärmeenergie des Abgases in einem rechtsläufigen thermodynamischen Kreisprozess in mechanische Energie zu wandeln. Beispielsweise offenbart die DE 10 2008 028 467 A1 eine entsprechend eingesetzte Vorrichtung zur Nutzung von Abwärme einer Verbrennungskraftmaschine. Dazu ist in den Abgasstrang der Verbrennungskraftmaschine ein erster Wärmetauscher, der Verdampfer einer Dampfkreisprozessvorrichtung integriert. Die in dem ersten Wärmetauscher von dem Abgas auf ein Arbeitsmedium der Dampfkreisprozessvorrichtung übertragene Wärmeenergie wird in einer Expansionsvorrichtung teilweise in mechanische Energie umgewandelt, die beispielsweise zur Unterstützung des Antriebs eines Kraftfahrzeugs oder zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt werden kann. Stromab der Expansionsvorrichtung wird das Arbeitsmedium in einem zweiten Wärmetauscher, dem Kondensator, abgekühlt, wobei es kondensiert. Über eine Speisepumpe erfolgt eine Druckerhöhung des Arbeitsmediums und dessen erneute Zufuhr zu dem Verdampfer.
  • Nachteilig an der aus der DE 10 2008 028 467 A1 bekannten Möglichkeit zur Nutzung der Wärmeenergie des Abgases einer Brennkraftmaschine kann sein, dass ein Betrieb der Dampfkreisprozessvorrichtung nur aufrechtgehalten werden kann, solange ein ausreichend großer Abgasmassenstrom mit ausreichend hohen Abgastemperaturen (d.h. ein ausreichend hoher Abgaswärmestrom) zur Verfügung steht. Ist dies über einen längeren Zeitraum nicht der Fall, wie beispielsweise bei einem länger andauernden nicht-befeuerten Schubbetrieb und gegebenenfalls bei einem Betrieb mit geringen Drehzahlen und Lasten, wie insbesondere einem Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine, wird der Dampfkreisprozess unterbrochen und es wird temporär mittels der Dampfkreisprozessvorrichtung keine mechanische Energie erzeugt. Nachteilig daran kann insbesondere sein, dass der Dampfkreisprozess nicht wieder unmittelbar abläuft, sobald wieder ein ausreichend hoher Abgaswärmestrom zur Verfügung steht; vielmehr benötigt dieser eine gewisse Warmlaufphase. Dadurch kann sich der Wirkungsgrad der Dampfkreisprozessvorrichtung verschlechtern. Zudem stellt ein regelmäßiges An- und Abschalten der Dampfkreisprozessvorrichtung erhöhte Anforderungen an deren Steuerung dar.
  • Um diese Problematik zu vermeiden, wird in der DE 10 2008 041 874 A1 vorgeschlagen, bei einer Brennkraftmaschine mit integrierter Dampfkreisprozessvorrichtung im nicht-befeuerten Betrieb der Brennkraftmaschine Luft, die von einem Verbrennungsmotor der Brennkraftmaschine in den Abgasstrang gefördert wird, mittels einer ansteuerbaren Drossel zu drosseln. Dadurch soll Strömungsenergie der Luft in thermische Energie gewandelt werden und somit eine Mindesttemperatur zur Aufrechterhaltung des Kreisprozesses gehalten werden. Die DE 10 2008 041 874 A1 offenbart weiterhin, diese Wandlung von Strömungsenergie in thermische Energie durch geänderte Steuerzeiten für die Gaswechselventile des Verbrennungsmotors zu unterstützen. Konkret soll durch ein Öffnen der Auslassventile während eines Kompressionshubs kurz vor dem oberen Totpunkt ein (zusätzliches) Erhitzen der Luft durch Kompression erreicht werden. Ergänzend kann vorgesehen sein, die Einlassventile auch im Arbeitstakt zu öffnen, um Luft anzusaugen, so dass zweimal je Arbeitsspiel Luft komprimiert und zur Erwärmung des Wärmeübertragers ausgeschoben wird.
  • Das in der DE 10 2008 041 874 A1 vorgeschlagene Verfahren zur Aufrechthaltung eines in einer Dampfkreisprozessvorrichtung durchgeführten Kreisprozesses ist regelungstechnisch sowie konstruktiv, insbesondere wegen des erforderlichen zusätzlichen Drosselelements und des vollvariablen Ventiltriebs, aufwändig.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auf möglichst einfache Weise eine verbesserte Nutzung von Wärmeenergie des Abgases einer Brennkraftmaschine zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Antriebseinheit gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Ein mittels dieser Antriebseinheit durchführbares Verfahren ist Gegenstand des Patentanspruchs 5. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Antriebseinheit und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der weiteren Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, in bestimmten, temporär beschränkten Betriebsphasen einer Brennkraftmaschine, die dadurch gekennzeichnet sind, dass von der Brennkraftmaschine kein (ausreichend großer) Abgasmassenstrom mit (ausreichend hoher Temperatur) erzeugt wird, um eine Wärmenutzungseinrichtung (bestmöglich) zu betreiben, die in den Komponenten der Brennkraftmaschine gespeicherte Wärmeenergie zu nutzen, um den Betrieb der Wärmenutzungseinrichtung aufrechtzuerhalten und somit diese temporär beschränkten Betriebsphasen möglichst zu überbrücken.
  • Dazu umfasst eine erfindungsgemäße Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug zumindest eine Brennkraftmaschine, die zumindest einen Verbrennungsmotor, einen Frischgasstrang, über den dem Verbrennungsmotor Frischgas zuführbar ist, wobei die Menge des zugeführten Frischgases über ein in den Frischgasstrang integriertes Regelelement steuerbar ist, und einen Abgasstrang, über den Abgas aus dem Verbrennungsmotor abführbar ist. Weiterhin umfasst die Brennkraftmaschine eine Wärmenutzungseinrichtung, die zur Speicherung und/oder Wandlung von Wärmeenergie des Abgases einsetzbar ist. Erfindungsgemäß gekennzeichnet ist die Antriebseinheit durch eine Steuereinheit, mittels der das Regelelement in Abhängigkeit von dem Wärmeenergiebedarf der Wärmenutzungseinrichtung steuerbar ist. Um diese Steuerbarkeit des Regelelements zu ermöglichen, kann die Steuereinheit insbesondere derart ausgebildet sein, dass diese eine entsprechende softwarebasierte Regelstrategie umsetzen kann. Zudem kann diese mit (mindestens) einem Abgastemperatursensor und/oder (mindestens) einem Temperatursensor für die Wärmenutzungseinrichtung signalleitend verbunden sein.
  • Mittels einer solchen Antriebseinheit ist ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar, bei dem in definierten Betriebsphasen des Verbrennungsmotors das Regelelement relativ weit geöffnet wird, wenn die Wärmenutzungseinrichtung mittels der dadurch erzeugten, definierten Gasströmung mit zusätzlicher Wärmeenergie beaufschlagt werden soll („relativ“: im Vergleich zu entsprechenden Betriebsphasen, wobei der Wärmenutzungseinrichtung jedoch keine zusätzliche Wärmeenergie zugeführt werden soll).
  • Das erfindungsgemäße Verfahren beruht demnach darauf, in Betriebsphasen des Verbrennungsmotors, die grundsätzlich dadurch gekennzeichnet sind, dass kein (oder nur ein relativ geringer und zudem relativ kühler) Abgasmassenstrom durch den Abgasstrang geleitet wird, dass dieser Abgasmassenstrom definiert erhöht beziehungsweise erzeugt wird, wodurch dieser Wärmeenergie, die in den durchströmten Komponenten der Brennkraftmaschine gespeichert ist, (in erhöhtem Maße) aufnimmt und diese (teilweise) wieder an die stromab von diesen Komponenten gelegene Wärmenutzungseinrichtung abgibt. Es ist somit ein gezieltes Kühlen der stromauf der Wärmenutzungseinrichtung in den Abgasstrang integrierten Komponenten (einschließlich des Verbrennungsmotors selbst) mittels des Abgasmassenstroms vorgesehen, wobei aufgenommene Wärmeenergie der Wärmenutzungseinrichtung zur Verfügung gestellt werden soll.
  • Da ein Kühlen der stromauf der Wärmenutzungseinrichtung in den Abgasstrang integrierten Komponenten der Brennkraftmaschine ein Erwärmen der Brennkraftmaschine, beispielsweise nach einem Kaltstart, ungewollt verzögern kann, kann in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass ein relativ weites Öffnen des Regelelements in den definierten Betriebsphasen nur dann durchgeführt wird, wenn die Brennkraftmaschine bereits ihren Betriebstemperaturbereich erreicht hat. Dabei kann der Betriebstemperaturbereich der Brennkraftmaschine insbesondere durch einen entsprechenden Betriebstemperaturbereich des Motorschmiermittels und/oder des Motorkühlmittels definiert sein.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass zum Erreichen des erfindungsgemäßen Ergebnisses, nämlich der verbesserten Versorgung einer Wärmenutzungseinrichtung mit Wärmeenergie, keine zusätzlichen Komponenten notwendig sind. Vielmehr kann die Funktionalität lediglich durch eine geänderte Ansteuerung des ohnehin vorhandenen, da für die Regelung der Menge des dem Verbrennungsmotor zugeführten Frischgases vorgesehenen Regelelements verwirklicht werden.
  • Die definierten Betriebsphasen können insbesondere dadurch gekennzeichnet sein, dass der Verbrennungsmotor nicht befeuert (und somit kein Kraftstoff darin verbrannt) wird. Dies kann insbesondere in sogenannten Schubphasen der Fall sein, wenn der Verbrennungsmotor ohne Befeuerung durch äußere Krafteinwirkung angetrieben wird, wie dies beispielsweise beim Ausrollen eines von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeugs mit eingekuppeltem Antriebsstrang der Fall ist. Ein erfindungsgemäßer nicht-befeuerter Betrieb der Brennkraftmaschine kann auch bei nicht laufendem Verbrennungsmotor gegeben sein, beispielsweise bei einem temporären Ausschalten des Verbrennungsmotors mit weiterhin aktivem Antriebssystem, wie dies für automatische Start-Stopp-Systeme vorgesehen sein kann. Da in diesem Fall die Verdichterleistung des Verbrennungsmotors zur Aufrechterhaltung der Gasströmung nicht mehr zur Verfügung steht, muss hierbei eine zusätzliche Fördereinrichtung vorgesehen werden. Zudem muss eine Möglichkeit geschaffen werden, eine Durchströmung des Verbrennungsmotors mit der Gasströmung zu gewährleisten. Dies kann durch einen vollvariablen (nockenwellenlosen) Ventiltrieb ermöglicht werden, der dann zumindest jeweils ein Einlass- und ein Auslassventil jedes Zylinders des Verbrennungsmotors öffnet. Bei der zusätzlichen Fördereinrichtung kann es sich beispielsweise um einen extra hierfür vorgesehenen, insbesondere elektrisch angetriebenen Verdichter handeln. Sofern die Brennkraftmaschine mittels eines elektrisch angetriebenen Verdichters, eines sogenannten E-Boosters, aufgeladen ist, kann auch der E-Booster dazu genutzt werden, die erforderliche Gasströmung zu erzeugen.
  • Erfindungsgemäß definierte Betriebsphasen können auch bei einem befeuerten Betrieb der Brennkraftmaschine gegeben sein. Dies gilt insbesondere für einen Betrieb des Verbrennungsmotors mit geringen Drehzahlen und Lasten, wie beispielsweise einem Leerlauf (wenn keine Leistung von dem Verbrennungsmotor abgegriffen wird). Ein Betrieb des Verbrennungsmotors im Leerlauf kann sowohl im Stillstand eines von der erfindungsgemäßen Antriebseinheit angetriebenen Kraftfahrzeugs als auch bei dessen Fahrt (mit ausgekuppeltem Antriebsstrang) vorgesehen sein.
  • Bevorzugt kann es sich bei dem Regelelement um eine (insbesondere elektromotorisch angesteuerte) Drosselklappe handeln. Eine solche Drosselklappe kommt bei nahezu sämtlichen modernen Brennkraftmaschinen zum Einsatz, unabhängig davon, ob diese nach dem Diesel- oder Otto-Prinzip arbeiten (bei Dieselmotoren werden Drosselklappen auch vielfach als Saugrohrklappen bezeichnet). Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zum Betrieb einer eine Drosselklappe aufweisenden Brennkraftmaschine ist regelmäßig vorgesehen, die Drosselklappe im nicht-befeuerten Betrieb, insbesondere im Schubbetrieb, sowie in bestimmten befeuerten Betriebszuständen, wenn nur eine sehr geringe Leistung von der Brennkraftmaschine erzeugt werden soll (wie beispielsweise im Leerlaufbetrieb), nahezu vollständig zu schließen (wodurch der freie Strömungsquerschnitt durch den Frischgasstrang nahezu verschlossen wird). Erfindungsgemäß kann dagegen vorgesehenen sein, die Drosselklappe in den definierten Betriebsphasen und wenn der Wärmenutzungseinrichtung zusätzliche Wärmeenergie zugeführt werden soll, weniger weit zu schließen oder wieder definiert zu öffnen. Insbesondere kann somit vorgesehen sein, die Drosselklappe nicht bis zum Erreichen ihrer maximal geschlossenen Stellung (in der diese den Strömungsquerschnitt in dem Frischgasstrang vollständig oder weitgehend vollständig verschließt) zu schließen.
  • Die Drosselklappe kann vorzugsweise in ein Saugrohr der Brennkraftmaschine integriert sein. Als Saugrohr wird der sich im direkten Anschluss an einen Zylinderkopf des Verbrennungsmotors vorgesehene Abschnitt des Frischgasstrangs bezeichnet. In dem Saugrohr erfolgt eine Aufteilung der Frischgasströmung auf die einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors, so dass ein Saugrohr eine Eintrittsöffnung und mehrere Austrittsöffnungen für die Frischgasströmung aufweisen kann, wobei die Austrittsöffnungen in Überdeckung mit den Einlasskanälen im Zylinderkopf des Verbrennungsmotors sein können.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, die durch das relativ weite Öffnen des Regelelements zusätzlich aufgenommene Wärmeenergie einer Kreisprozessvorrichtung, die zur Wandlung von Wärmeenergie in einem rechtsläufigen Kreisprozess in mechanische Arbeit einsetzbar ist, zuzuführen. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass bestimmte Betriebsphasen, in denen bei einer gattungsgemäßen Brennkraftmaschine eine Unterbrechung des Kreisprozesses wegen eines nicht ausreichenden Wärmestroms notwendig wäre, überbrückt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit, eine Antriebseinheit, die eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Kreisprozessvorrichtung kombiniert, kontinuierlich oder mit relativ seltenen Unterbrechungen zu betreiben.
  • Bei einem rechtsläufigen Kreisprozess erfolgt grundsätzlich:
    • – ein (direkter oder indirekter) Wärmeübergang von dem (Ab-)Gasstrom auf ein Arbeitsmedium in einer ersten Wärmetauschvorrichtung, wodurch die Temperatur und/oder der Druck eines Arbeitsmediums erhöht wird,
    • – eine Expansion des Arbeitsmediums in einer Expansionsvorrichtung zur Erzeugung der mechanischen Arbeit, und
    • – ein (direkter oder indirekter) Wärmeübergang von dem Arbeitsmedium auf ein Kühlmedium in einer zweiten Wärmetauschvorrichtung.
  • Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Wärmenutzungseinrichtung einen Wärmespeicher umfasst, der zur Speicherung von Wärmeenergie einsetzbar ist (und diese bei Bedarf steuerbar wieder abgeben kann). Dadurch kann gegebenenfalls ein schnelleres und effektiveres Aufladen des Wärmespeichers erreicht werden.
  • Bei dem Wärmespeicher kann es sich vorzugsweise um einen Latentwärmespeicher oder einen thermochemischen Speicher handeln. Latentwärmespeicher sind Vorrichtungen, die thermische Energie mit vielen Wiederholzyklen und über lange Zeit speichern können. Man kann dazu sogenannte Phasenwechselmaterialien (PCM: „phase change materials“) nutzen, deren latente Schmelzwärme, Lösungswärme oder Absorptionswärme wesentlich größer ist als die Wärme, die sie aufgrund ihrer normalen spezifischen Wärmekapazität (ohne den Phasenumwandlungseffekt) speichern können. Thermochemische Speicher nutzen dagegen die Enthalpie reversibler chemischer Reaktionen, z.B. von auf Chemisorption beruhenden Absorptions- und Desorptionsprozessen.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Kreisprozess ein Dampfkreisprozess, insbesondere ein Clausius-Rankine-Prozess, ist, bei dem das Arbeitsmedium im flüssigen Zustand mittels einer Pumpe druckerhöht wird, in der ersten Wärmetauschvorrichtung verdampft und vorzugsweise überhitzt wird und in der zweiten Wärmetauschvorrichtung kondensiert.
  • Die erfindungsgemäße Erhöhung der Abgasströmung durch den Verbrennungsmotor und den Abgasstrang kann mit dem Nachteil verbunden sein, dass weitere, in den Abgasstrang integrierte Komponente von diesem größeren Abgasmassenstrom gekühlt werden. Dies gilt insbesondere für Abgasnachbehandlungseinrichtungen (z.B. ein Katalysator, Partikelfilter, etc.), deren Temperaturen für einen funktionsgemäßen Betrieb regelmäßig in bestimmten Betriebstemperaturbereichen liegen müssen. Vorzugsweise kann daher vorgesehen sein, dass bei einem Unterschreiten einer Grenztemperatur für (mindestens) eine in den Abgasstrang integrierte Abgasnachbehandlungseinrichtung ein relativ weites Öffnen des Regelelements beendet wird und das Regelelement wieder (weiter) geschlossen wird.
  • Um ein Auskühlen des Abgases bis zu einem Erreichen der Wärmenutzungseinrichtung möglichst zu vermeiden, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der zwischen dem Verbrennungsmotor und der Wärmenutzungseinrichtung gelegene Abschnitt des Abgasstrangs zumindest abschnittsweise (vorzugsweise weitgehend vollständig) thermisch isoliert ist. Die thermische Isolierung kann in beliebiger Weise realisiert werden. Insbesondere kann der Abgasstrang in dem entsprechenden Abschnitt doppelwandig mit einem zwischen der Doppelwandung liegenden, thermisch isolierenden Medium (fest, gasförmig und/oder flüssig), insbesondere Luft oder auch einem (weitgehenden) Vakuum, ausgebildet sein. Auch eine vorzugsweise außenseitige Isolierung der Wandung des entsprechenden Abschnitts des Abgasstrangs mittels herkömmlicher (ausreichend temperaturbeständiger) Isolierschichten kann auf einfache Weise realisiert werden. Eine solche Isolierung des Abgasgasstrangs ist auch vorteilhaft bei einer gattungsgemäßen Antriebseinheit einsetzbar und kann somit eine von den kennzeichnenden Merkmalen der beanspruchten Erfindung unabhängige Erfindung darstellen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
  • 1: eine erfindungsgemäße Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug in einer schematischen Darstellung;
  • 2: das Geschwindigkeitsprofil (unterer Kurvenverlauf), die dazugehörigen Schubphasen (vertikale Säulen) sowie einen entsprechenden Verlauf der Abgastemperatur (oberer Kurvenverlauf) bei einem Betriebs eines Kraftfahrzeugs im Rahmen des „Neuen Europäischen Fahrzyklus“ (NEFZ);
  • 3: einen Verlauf der Drosselklappenstellung, wie er sich bei einer konventionellen Antriebseinheit oder der erfindungsgemäßen Antriebseinheit, die nicht gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird, im Rahmen eines NEFZ ergeben würde;
  • 4: einen Verlauf des Abgasmassenstroms, wie er sich bei einer konventionellen Antriebseinheit oder der erfindungsgemäßen Antriebseinheit, die nicht gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird, im Rahmen eines NEFZ ergeben würde.
  • 5: einen Verlauf der Drosselklappenstellung, wie er sich bei einem erfindungsgemäßen Betrieb der Antriebseinheit im Rahmen eines NEFZ ergeben würde;
  • 6: einen Verlauf des Abgasmassenstroms, wie er sich bei einem erfindungsgemäßen Betrieb der Antriebseinheit im Rahmen eines NEFZ ergeben würde;
  • 7: einen Vergleich der Verläufe des Abgaswärmekapazitätsstroms im Rahmen eines NEFZ;
  • 8: einen Vergleich der Verläufe der Abgaswärme im Rahmen eines NEFZ;
  • 9: einen Vergleich der Verläufe der Abgastemperatur im Rahmen eines NEFZ;
  • 10: einen Vergleich der Verläufe der (Abwärmenutzungs-)Leistung einer Expansionsvorrichtung der Antriebseinheit im Rahmen eines NEFZ; und
  • 11: einen Vergleich der Verläufe der Arbeit der Expansionsvorrichtung im Rahmen eines NEFZ.
  • Die in der 1 dargestellte Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor 10, der beispielsweise als vierzylindriger Otto-Hubkolbenmotor ausgebildet ist. In dem Verbrennungsmotor 10 sind somit vier Zylinder ausgebildet, in denen jeweils ein Kolben beweglich gelagert ist. Die Kolben bilden mit den Wänden des dazugehörigen Zylinders jeweils einen Brennraum aus, in dem verdichtetes Frischgas (Luft) mit direkt eingespritztem Kraftstoff verbrannt wird.
  • Das Frischgas wird dem Verbrennungsmotor 10 über einen teilweise nicht dargestellten Frischgasstrang zugeführt. Die Verdichtung des Frischgases erfolgt dabei über einen Verdichter 12 eines Abgasturboladers. In ein Saugrohr 14 des Frischgasstrangs ist eine Drosselklappe 16 integriert. Die Drosselklappe 16 dient der Regelung des über den Frischgasstrang dem Verbrennungsmotor 10 zugeführten Frischgases. Bei einem Ottomotor erfolgt mittels der Drosselklappe 16 eine Leistungsregelung, indem die Drosselklappe 16 den entsprechenden Strömungsquerschnitt des Frischgasstrangs in Abhängigkeit von Ihrer Stellung mehr oder weniger verschließt und dadurch die von dem Ottomotor angesaugte Frischgasmenge regelt. Bei Dieselmotoren kommen Drosselklappen dagegen regelmäßig nicht zur Leistungsregelung zum Einsatz. Vielmehr dienen diese beispielsweise der Erzeugung eines definierten Druckgefälles zur Ansaugung von Abgas aus einer Abgasrückführung (beispielsweise einer hier dargestellten Niederdruckabgasrückführung 18) in den Frischgasstrom. Weiterhin kann durch eine Drosselung der Frischgaszufuhr mittels einer Drosselklappe in Verbindung mit verbrennungstechnischen Maßnahmen die Abgastemperatur erhöht werden, um beispielsweise eine Regeneration eines Partikelfilters zu unterstützen.
  • Das bei der Verbrennung des Frischgases mit dem Kraftstoff entstehende Abgas wird über einen Abgasstrang aus dem Verbrennungsmotor 10 abgeführt. Dabei durchströmt das Abgas zunächst eine Turbine 20 des Abgasturboladers, die mit dem Verdichter 12 über eine Welle 22 verbunden ist, und anschließend eine erste Abgasnachbehandlungseinrichtung in Form eines Vorkatalysators 24. Stromab des Vorkatalysators 24 sind eine zweite Abgasnachbehandlungseinrichtung in Form eines Nachkatalysators 26 und weiter stromab ein erster Wärmetauscher 28 einer ersten Wärmetauschvorrichtung einer Kreisprozessvorrichtung in den Abgasstrang integriert. Die Kreisprozessvorrichtung stellt einen Teil einer Wärmenutzungseinrichtung 70 dar.
  • Der erste Wärmetauscher 28 wird zum einen von dem Abgas und zum anderen von einem flüssigen Transfermedium eines Zwischenkreises 30 der Kreisprozessvorrichtung durchströmt, wobei ein Wärmeübergang von dem Abgas auf das Transfermedium erfolgen kann. Mittels einer Medienpumpe 32 des Zwischenkreises 30 wird das Transfermedium gefördert. Dadurch gelangt das von dem Abgas erwärmte Transfermedium zum einen in einen als Verdampfer ausgebildeten zweiten Wärmetauscher 34 der ersten Wärmetauschvorrichtung. Der Verdampfer wird zum einen von dem Transfermedium und zum anderen von einem Arbeitsmedium eines Arbeitskreises 36 der Kreisprozessvorrichtung durchströmt. Dabei kann ein Wärmeübergang von dem Transfermedium auf das Arbeitsmedium erfolgen. Dieser Wärmeübergang kann zu einem Verdampfen und Überhitzen des Arbeitsmediums in dem Verdampfer führen. In einem rechtsläufigen Kreisprozess der Kreisprozessvorrichtung kann der überhitzte Dampf dann in einer Expansionsvorrichtung 38 expandiert werden, wobei mechanische Leistung erzeugt wird, die zur Erzeugung von elektrischer Energie und/oder zum direkten mechanischen Antrieb des Kraftfahrzeugs oder von Nebenaggregaten der Brennkraftmaschine genutzt werden kann. In einer zweiten Wärmetauschvorrichtung der Kreisprozessvorrichtung, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel lediglich einen als Kondensator ausgebildeten Wärmetauscher 40 umfasst, wird das Arbeitsmedium dann abgekühlt und wieder in die flüssige Phase überführt (kondensiert). Eine Medienpumpe 42 des Arbeitskreises 36 sorgt dann für das erneute Zuführen des flüssigen Arbeitsmediums zu dem Verdampfer.
  • Der Kondensator wird neben dem Arbeitsmedium auch von dem flüssigen Kühlmittel eines Motorkühlkreises 44 durchströmt, wobei während des rechtsläufigen Kreisprozesses ein Wärmeübergang von dem Arbeitsmedium auf das Kühlmittel erfolgt. Die Abwärme des rechtsläufigen Kreisprozesses kann somit insbesondere über einen Hauptkühler 46 der Antriebseinheit an die Umgebungsluft abgegeben werden. Dabei kann die Menge der durch den Hauptkühler 46 strömenden Umgebungsluft mittels verstellbarer Kühlerlamellen 48 automatisch gesteuert werden.
  • Zusätzlich dazu kann die Abwärme des rechtsläufigen Kreisprozesses in dem Motorkühlkreis 44 auch dazu genutzt werden, das Kühlmittel nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine schneller auf Betriebstemperatur zu bringen oder die Betriebstemperatur in Betriebsphasen des Verbrennungsmotors 10 mit geringen Lasten möglichst zu halten. Dadurch kann ein Abfall der Temperatur des Verbrennungsmotors 10 sowie auch weiterer Komponenten, wie beispielsweise eines Motorölkühlers 50 (und damit des Motoröls) und eines Getriebeölkühlers 52 (und damit des Getriebeöls) vermieden werden. Auch kann die Abwärme des rechtsläufigen Kreisprozesses zur Verbesserung einer Heizwirkung einer Heizungsanlage für einen Innenraum des Kraftfahrzeugs genutzt werden. Hierzu ist ein Wärmetauscher 54 der Heizungsanlage in den Motorkühlkreis 44 integriert.
  • Über eine entsprechende Ansteuerung von zwei in den Motorkühlkreis 44 integrierten Kühlmittelpumpen 56 sowie von nicht dargestellten Absperrventilen kann bedarfsangepasst der Durchfluss von Kühlmittel durch einzelne Komponenten des Motorkühlkreises 44 geregelt werden. Insbesondere kann während der Warmlaufphase nach einem Kaltstart und bei einem anhaltenden Betrieb des Verbrennungsmotors 10 mit sehr geringen Lasten eine Kühlung des Kühlmittels im Hauptkühler 46 unterbunden werden, wodurch die Betriebstemperatur des Kühlmittels möglichst schnell erreicht oder beibehalten werden kann.
  • Das Kühlmittel des Motorkühlkreises 44 durchströmt weiterhin einen Kühler 58 der Niederdruckabgasrückführung 18. Die Niederdruckabgasrückführung 18 zweigt stromab des ersten Wärmetauschers 28 der ersten Wärmetauschvorrichtung aus dem Abgasstrang ab. Mittels Abschaltventilen ist es möglich, die Durchströmung des Kühlers 28 der Niederdruckabgasrückführung 18 zu unterbinden, wobei das gesamte Kühlmittel dann über den Kondensator (Wärmetauscher 40) der Kreisprozessvorrichtung geführt wird.
  • Die Antriebseinheit umfasst weiterhin einen Wärmespeicher 60 als einen weiteren Teil der Wärmenutzungseinrichtung 70. Dieser ist in einen Bypass 62 des Zwischenkreises 30 zur möglichen Umgehung des ersten Wärmetauschers 28 integriert. Der als Latentwärmespeicher ausgebildete Wärmespeicher 60 kann Wärmeenergie aus dem Transfermedium aufnehmen, über einen langen Zeitraum speichern und bei Bedarf wieder an das Transfermedium abgegeben. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Wärmespeicher 60 Wärmeenergie aus dem Transfermedium aufnimmt, wenn der Verbrennungsmotor 10 nach dem Erreichen des Betriebstemperaturbereichs mit hohen Lasten betrieben wird. Die dann in dem ersten Wärmetauscher 28 von dem Abgas auf das Transfermedium übertragbare Wärmeenergie kann dann größer sein, als die in dem rechtsläufigen Kreisprozess maximal umsetzbare Wärmeenergie. Die überschüssige Wärmeenergie kann vorteilhaft zum „Aufladen“ des Wärmespeichers 60 eingesetzt werden.
  • Wird der Verbrennungsmotor 10 dagegen in der Warmlaufphase oder mit niedrigen Lasten betrieben, kann die in dem ersten Wärmetauscher 28 auf das Transfermedium übertragene Wärmeenergie geringer sein, als die im rechtsläufigen Kreisprozess umsetzbare Wärmeenergie. Insbesondere kann diese Wärmeenergie so gering sein, dass diese für das Verdampfen und Überhitzen des Arbeitsmediums im Verdampfer nicht ausreicht. Dann kann durch eine entsprechende Ansteuerung des Wärmespeichers 60 die darin gespeicherte Wärmeenergie zunächst an das Transfermedium und dann im Verdampfer an das Arbeitsmedium übertragen werden. Dadurch kann der rechtsläufige Kreisprozess unterstützt oder dessen Ablauf sogar erst ermöglicht werden.
  • Ein solches Unterstützen des rechtsläufigen Kreisprozesses kann aber nur bei einem ausreichenden Beladungszustand des Wärmespeichers 60 erfolgen. Wird der Wärmespeicher 60 beispielsweise direkt nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine genutzt, um den Zwischenkreis 30 aufzuheizen und die Kreisprozessvorrichtung möglichst schnell zu starten, und wurde dieser dabei im Wesentlichen entladen, so kann in einer sich an den Kaltstart anschließenden Warmlaufphase der Brennkraftmaschine die Aufrechthaltung des rechtsläufigen Kreisprozesses somit ausschließlich von der über den Abgasstrom zugeführten Wärmeleistung abhängen. Diese Wärmeleistung schwankt jedoch vielfach stark im Betrieb eines mit der Antriebseinheit versehenen Kraftfahrzeugs, so dass ein Betrieb der Brennkraftmaschine während der Warmlaufphase mit vielen Schubbetriebsphasen und/oder Betriebsphasen mit niedrigen Lasten dazu führen kann, dass die dem Abgasstrom entnommene Wärmeleistung nicht ausreichend ist, um den Kreisprozess aufrechtzuhalten.
  • Die 2 zeigt beispielsweise in einem Diagramm das Geschwindigkeitsprofil (unterer Kurvenverlauf), die dazugehörigen Schubphasen (vertikale Säulen) der Brennkraftmaschine sowie einen entsprechenden Verlauf der Abgastemperatur (direkt hinter dem Verbrennungsmotor; oberer Kurvenverlauf) im Rahmen des zur Kraftstoffverbrauchsbestimmung genutzten „Neuen Europäischen Fahrzyklus“ (NEFZ). Die 3 und 4 zeigen dazu noch entsprechende Verläufe der Drosselklappenstellung α (3; in %, d.h. relativer Öffnung bzw. Freigabe des Gesamtströmungsquerschnitts des Frischgasstrangs in demjenigen Abschnitt, in dem die Drosselklappe angeordnet ist) sowie des Abgasmassenstroms ṁAbgas (4), wie sie sich bei einer konventionellen Antriebseinheit oder einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit, die nicht gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird, einstellen würde.
  • Zu erkennen ist, dass es im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine zu einem starken Einbrechen des Abgasmassenstroms ṁAbgas kommt. Dadurch wird die Wärmeleistung, die mittels der ersten Wärmetauschvorrichtung aus dem Abgas entnommen wird, trotz eines grundsätzlich ausreichend heißen Temperaturniveaus des Abgases (vgl. 2) zu gering, um den rechtsläufigen Kreisprozess über einen längeren Zeitraum aufrecht zu erhalten. Bei länger andauernden Schubphasen (und entladenem Wärmespeicher) kann es somit dazu kommen, dass ein Verdampfen des Arbeitsmediums nicht mehr möglich ist und der rechtsläufige Kreisprozess unterbrochen wird. Dann besteht zwar noch die Möglichkeit, den Arbeitskreis 36 als Transferkreis zu nutzen, wobei dann zwar kein rechtsläufiger Kreisprozess durchgeführt wird und dementsprechend von der Expansionsvorrichtung 38 auch keine mechanische Leistung erzeugt wird, jedoch weiterhin ein Übergang von Wärmeenergie von dem Abgas und/oder dem Wärmespeicher 60 auf das Kühlmittel des Motorkühlkreises 44 erfolgen kann. Dazu kann die dann ungenutzte Expansionsvorrichtung 38 mittels eines nicht dargestellten Bypasses von dem als Transfermedium dienenden Arbeitsmedium umgangen werden.
  • Erfindungsgemäß ist jedoch vorgesehen, ein Unterbrechen des rechtsläufigen Kreisprozesses in oder kurz nach Schubbetriebsphasen der Brennkraftmaschine möglichst zu vermeiden. Dazu wird in den Schubbetriebsphasen (und somit bei nicht-befeuertem Betrieb des Verbrennungsmotors 10) die Drosselklappe 16 relativ weit (ca. 20% relative Öffnung) geöffnet (vgl. 5), was zu einem entsprechend hohen (keine Verbrennungsgase umfassenden) Abgasmassenstrom durch den Verbrennungsmotors 10 und den Abgasstrang führt (vgl. 6). Dieser relativ große Abgasmassenstrom führt zu einer relevanten Kühlung der stromauf des ersten Wärmetauschers 28 der ersten Wärmetauschvorrichtung gelegenen, durchströmten Komponenten der Brennkraftmaschine, wobei sich der Abgasstrom erwärmt. Diese Wärmeenergie wird teilweise von dem Abgasstrom in dem ersten Wärmetauscher 28 der ersten Wärmetauschvorrichtung an das Transfermedium des Zwischenkreises 30 abgegeben, wodurch eine Aufrechterhaltung des rechtsläufigen Kreisprozesses, zumindest jedoch ein zusätzliches Aufladen des Wärmespeichers 60 ermöglicht wird.
  • Der Vorteil hinsichtlich des erhöhten Abgaswärmeangebots ergibt sich dabei aus folgenden physikalischen Randbedingungen:
    Der theoretisch maximal nutzbare Abgaswärmestrom Q .Abgas,max hängt vom Abgasmassenstrom ṁAbgas der Wärmekapazität cp,Abgas und der Abgaseintrittstemperatur TAbgas,ein sowie der Eintrittstemperatur
    Figure DE102014202089A1_0002
    des Arbeitsmediums beim Eintritt in den Verdampfer ab: Q .Abgas,max = ṁAbgas·cp,Abgas·(TAbgas,ein – TCRP-Medium,ein
  • Der Abgaswärmekapazitätsstrom ist wie folgt definiert: c .Abgas = ṁAbgas·cp,Abgas
  • Für die Beschreibung von Wärmetauschern hat es sich etabliert, die Eintrittstemperaturdifferenz ETD zu definieren: ETD = (TAbgas,ein – TCRP-Medium,ein).
  • Damit ergibt sich die folgende Beziehung: Q .Abgas,max = c .Abgas·ETD
  • Die relativ weite Öffnung der Drosselklappe 16 während der Schubphasen führt somit einerseits zu einer Erhöhung des Abgasmassenstroms, d.h. des Abgaswärmekapazitätsstroms und andererseits zu einer Erhöhung der Abgastemperatur, d.h. der Eintrittstemperaturdifferenz in den Verdampfer. Damit haben beide Größen einen positiven Effekt auf den Wärmestrom, der dem Abgas maximal entzogen werden kann.
  • Der Wärmestrom Q .CRP-Medium, der dem Arbeitsmedium zugeführt werden kann, hängt noch von dem Verdampferwirkungsgrad ηVerdampfer ab:
  • Figure DE102014202089A1_0003
  • Für den Verampferwirkungsgrad gilt ebenfalls, dass eine Erhöhung der Abgaseintrittstemperatur zu einer Verbesserung führt.
  • Die 7 bis 11 verdeutlichen nochmals die erfindungsgemäß erzielbare Verbesserung der Abgaswärmenutzung. Dabei stellt die gestrichelte Kurve jeweils einen konventionellen Betrieb einer gattungsgemäßen Antriebseinheit oder einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit, die nicht gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird, dar, während die durchgezogene Kurve einen erfindungsgemäßen Betrieb einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit darstellt (jeweils im Rahmen eines NEFZ). Der 7 ist insbesondere der erfindungsgemäß erhöhte Wärmekapazitätsstrom während C .Abgas der Schubphasen und der 8 die insgesamt erhöhte, vom Abgas zur Verfügung gestellte Wärmeenergie QAbgas zu entnehmen. Die 9 verdeutlicht, dass es in den Schubphasen zu einem verstärkten Auskühlen (vgl. Pfeile) des Abgasstrangs kommt, wobei die Abgastemperatur TAbgas dennoch dauerhaft oberhalb einer üblichen Light-Off Temperatur von ca. 300°C eines Katalysators verbleiben kann. Die 10 und 11 zeigen dagegen die höhere Leistungsausbeute (10: PExp) und Energieausbeute (11: WExp) der Expansionsvorrichtung der Kreisprozessvorrichtung. Bis zur Beendigung eines NEFZ kann beispielsweise eine um ca. 13% erhöhte Energieausbeute durch einen erfindungsgemäßen Betrieb der Antriebsvorrichtung erreicht werden.
  • Damit der erfindungsgemäße Betrieb der Antriebseinheit nicht zu einer Verschlechterung der Schadstoffemissionen führt, ist vorgesehen, das relativ weite Öffnen der Drosselklappe 16 in Schubbetriebsphasen erst durchzuführen, wenn zumindest der Vorkatalysator 24, vorzugsweise auch der Nachkatalysator 26, bereits seinen Betriebstemperaturbereich, d.h. seine sogenannte Light-Off-Temperatur erreicht hat. Zudem wird der erfindungsgemäße Betrieb unterbrochen, wenn durch die verstärkte Kühlung des Vorkatalysators 24 und/oder des Nachkatalysators 26 infolge des größeren Abgasmassenstroms die Gefahr besteht, dass deren Betriebstemperaturbereiche unterschritten werden. Dann kann vorgesehen sein, dass mittels einer Motorsteuerung 64 die Drosselklappe 16 wieder in konventioneller Weise entsprechend der 3 angesteuert wird.
  • Der Abgasstrang umfasst noch eine Abgasklappe 66, die stromauf des ersten Wärmetauschers 20 in den Abgasstrang integriert ist. Mittels der Abgasklappe 66 ist es möglich, den Abgasstrom bei Bedarf über einen Bypass 68 an dem ersten Wärmetauscher 28 vorbei zu leiten. Dies kann beispielsweise erfolgen, wenn der teilweise erhebliche Abgasgegendruck, den der erste Wärmetauscher 28 bewirken kann, temporär vermieden werden soll.
  • Sämtliche ansteuerbare Komponenten der Antriebseinheit, einschließlich der Drosselklappe 16, werden von der Motorsteuerung 64 angesteuert. Diese sind somit vorzugsweise elektrisch ansteuer- und betätigbar ausgestaltet, können aber auch pneumatisch oder hydraulisch betätigt sein, wozu elektrisch ansteuerbare, pneumatisch oder hydraulisch wirkende Aktoren vorgesehen sein können.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Verbrennungsmotor
    12
    Verdichter des Abgasturboladers
    14
    Saugrohr
    16
    Drosselklappe
    18
    Niederdruckabgasrückführung
    20
    Turbine des Abgasturboladers
    22
    Welle des Abgasturboladers
    24
    Vorkatalysator
    26
    Nachkatalysator
    28
    erster Wärmetauscher der ersten Wärmetauschvorrichtung
    30
    Zwischenkreis
    32
    Medienpumpe des Zwischenkreises
    34
    zweiter Wärmetauscher der ersten Wärmetauschvorrichtung
    36
    Arbeitskreis
    38
    Expansionsvorrichtung
    40
    Wärmetauscher der zweiten Wärmetauschvorrichtung
    42
    Medienpumpe des Arbeitskreises
    44
    Motorkühlkreis
    46
    Hauptkühler
    48
    Kühlerlamellen
    50
    Motorölkühler
    52
    Getriebeölkühler
    54
    Wärmetauscher der Heizungsanlage
    56
    Kühlmittelpumpe
    58
    Kühler der Niederdruckabgasrückführung
    60
    Wärmespeicher
    62
    Bypass des Zwischenkreises
    64
    Motorsteuerung
    66
    Abgasklappe
    68
    Bypass des Abgasstrangs
    70
    Wärmenutzungseinrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008013650 A1 [0004]
    • DE 102008028467 A1 [0005, 0006]
    • DE 102008041874 A1 [0007, 0007, 0008]

Claims (7)

  1. Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug mit – einer Brennkraftmaschine, die – einen Verbrennungsmotor (10), – einen Frischgasstrang, über den dem Verbrennungsmotor (10) Frischgas zuführbar ist, wobei die Menge des zugeführten Frischgases über ein in den Frischgasstrang integriertes Regelelement (16) steuerbar ist, und – einen Abgasstrang, über den Abgas aus dem Verbrennungsmotor (10) abführbar ist, umfasst, – einer Wärmenutzungseinrichtung (70), die zur Speicherung und/oder Wandlung der in dem Abgas enthaltenen Wärmeenergie einsetzbar ist, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (64), durch die das Regelelement (16) in Abhängigkeit von dem Wärmeenergiebedarf der Wärmenutzungseinrichtung (70) steuerbar ist.
  2. Antriebseinheit gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelelement eine Drosselklappe (16) umfasst.
  3. Antriebseinheit gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmenutzungseinrichtung (70) eine Kreisprozessvorrichtung, die zur Wandlung von Wärmeenergie in einem rechtsläufigen Kreisprozess in mechanische Arbeit einsetzbar ist, und/oder einen Wärmespeicher (60), der zur Speicherung von Wärmeenergie einsetzbar ist, umfasst.
  4. Antriebseinheit gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen dem Verbrennungsmotor (10) und der Wärmenutzungseinrichtung (70) gelegene Abschnitt des Abgasstrangs zumindest abschnittsweise thermisch isoliert ist.
  5. Verfahren zum Betrieb einer Antriebseinheit gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem definierten Betrieb des Verbrennungsmotors (10) das Regelelement (16) relativ weit geöffnet wird, wenn die Wärmenutzungseinrichtung (70) mittels der so erzeugten, definierten Gasströmung mit zusätzlicher Wärmeenergie beaufschlagt werden soll.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelelement (16) nur dann relativ weit geöffnet wird, wenn der Verbrennungsmotor (10) seinen Betriebstemperaturbereich erreicht hat.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Unterschreiten einer Grenztemperatur für eine in den Abgasstrang integrierte Komponente während des definierten Betriebs des Verbrennungsmotors (10) das Regelelement (16) nicht relativ weit geöffnet oder wieder weiter geschlossen wird.
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