DE102014219505A1

DE102014219505A1 - Verfahren und Systeme zur Hybridfahrzeugabgaswärmerückgewinnung

Info

Publication number: DE102014219505A1
Application number: DE102014219505.5A
Authority: DE
Inventors: Quazi Ehtesham Hussain; David Richens Brigham; Mark John Jennings
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-10-02
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2015-04-02
Also published as: US9587546B2; CN104514601A; US20150089943A1; CN104514601B

Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors beschrieben, der ein Abgaswärmerückgewinnungssystem aufweist. Das System kann selektiv oder gleichzeitig Energie vom Verbrennungsmotorabgas zuführen, um Elektrizität zu erzeugen oder den Verbrennungsmotor aufzuwärmen. Bei einem Beispiel erhöht die Abgasenergie die Temperatur eines Wärmeübertragungsmediums und wird das Wärmeübertragungsmedium über ein Umgehungsventil zu einem Verbrennungsmotorkühlmittelwärmetauscher oder einem Expander geleitet.

Description

Die vorliegende Beschreibung betrifft ein System und ein Verfahren zum Zurückgewinnen von Abgaswärme eines Hybridfahrzeugs. Das System und die Verfahren, die hier beschrieben werden, sehen das Zurückgewinnen von Wärme aus Abgasen vor, um die Aufwärmzeit eines Verbrennungsmotors zu verringern und elektrische Energie zu erzeugen.
Eine Verbrennungskraftmaschine wandelt einen Teil der chemischen Energie in einem Kraftstoff in Rotationsenergie und Wärme um. Ein Teil der durch den Verbrennungsmotor erzeugten Wärmeenergie kann als Abwärmeenergie betrachtet werden. US-Patent 7 353 661 beschreibt ein System, bei dem Verbrennungsmotorwärme aus einem Verbrennungsmotorkühlmittel oder Abgasen extrahiert wird, um einen Generator anzutreiben. Das gleiche Kühlmittel, das verwendet wird, um Elektrizität zu erzeugen, wird auch verwendet, um den Fahrgastraum eines Fahrzeugs zu kühlen. Die anhand der Verbrennungsmotorwärme erzeugte Elektrizität kann in einer Batterie gespeichert werden oder innerhalb des Fahrzeugs verwendet werden. Es ist jedoch nicht immer vorteilhaft, Wärme aus dem Verbrennungsmotor zu extrahieren, um Elektrizität zu erzeugen. Beispielsweise kann es nicht wünschenswert sein, Wärme aus dem Verbrennungsmotor zu extrahieren, wenn der Verbrennungsmotor aus kalten Bedingungen angelassen wird, weil sich Verbrennungsmotoremissionen und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verschlechtern können. Folglich kann das System nicht betrieben werden, oder falls das System während kalter Verbrennungsmotorbedingungen betrieben wird, kann es eine gewünschte Ausgangsleistung nicht bereitstellen.
Die vorliegenden Erfinder haben die vorstehend erwähnten Nachteile erkannt und ein Verbrennungsmotorsystem entwickelt, welches Folgendes umfasst: einen Verbrennungsmotor mit einem entlang einem Abgassystem angeordneten Verdampfer, einen Expander in Fluidkommunikation mit dem Verdampfer, einen Kondensator in Fluidkommunikation mit dem Verdampfer, einen Verbrennungsmotorkühlmittelwärmetauscher in thermischer Kommunikation mit dem Kondensator, wobei der Verbrennungsmotorkühlmittelwärmetauscher einen Ausgang aufweist, der in Fluidkommunikation mit einem Eingang des Verdampfers steht.
Durch Extrahieren der Verbrennungsmotorabgaswärme ist es möglich, sowohl Elektrizität zu erzeugen als auch das Aufwärmen des Verbrennungsmotors zu verbessern, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Verbrennungsmotors und Emissionen zu verbessern. Insbesondere kann die vom Verbrennungsmotor extrahierte Wärme einem Expander und/oder einem Verbrennungsmotorwärmetauscher zugeführt werden, wo die Verbrennungsmotorabgaswärme auf das Verbrennungsmotorkühlmittel übertragen werden kann, um den Verbrennungsmotor zu erwärmen. Das erwärmte Verbrennungsmotorkühlmittel kann es ermöglichen, dass der Verbrennungsmotor in einem verkürzten Zeitraum eine gewünschte Verbrennungsmotorbetriebstemperatur erreicht, wodurch Verbrennungsmotoremissionen verringert werden und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert wird. Bei einem Beispiel kann ein Umgehungsventil selektiv betätigt werden, um ein Wärmeübertragungsmedium oder ein Arbeitsfluid entweder zu einem Expander oder zu einem Verbrennungsmotorkühlmittelwärmetauscher oder zu beiden zu leiten. Auf diese Weise kann es möglich sein, die Funktionalität eines Abgaswärmerückgewinnungssystems zu verbessern.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere kann der Ansatz Verbrennungsmotoranlassemissionen und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch Verringern der Verbrennungsmotoraufwärmzeit verbessern. Ferner kann der Ansatz Verbrennungsmotorwärme von mehreren Stellen extrahieren, so dass weniger Verbrennungsmotorabgaswärme erforderlich sein kann, um einen Expander zu betreiben, der einen Generator dreht. Überdies kann der Ansatz dem Fahrgastraum eines Fahrzeugs Wärme eher bereitstellen als Systeme, die ausschließlich auf Wärme von einem Verbrennungsmotorblock beruhen, um Fahrgastraumwärme bereitzustellen.
Die vorstehenden und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung allein oder in Zusammenhang mit der anliegenden Zeichnung leicht verständlich werden.
Es ist zu verstehen, dass die vorstehende Zusammenfassung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie soll keine Schlüsselmerkmale oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands identifizieren, dessen Schutzumfang ausschließlich durch die der detaillierten Beschreibung folgenden Ansprüche definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementationen beschränkt, die irgendwelche Nachteile lösen, die vorstehend oder in einem Teil dieser Offenbarung erwähnt sind.
Die hier beschriebenen Vorteile werden beim Lesen eines Beispiels einer Ausführungsform, hier als Detaillierte Beschreibung bezeichnet, für sich oder mit Bezug auf die Zeichnung besser verständlich werden. Es zeigen:
1 ein schematisches Diagramm eines Verbrennungsmotors,
2 eine als Beispiel dienende Fahrzeugantriebsstrangkonfiguration,
3 eine schematische Ansicht eines Abgaswärmerückgewinnungssystems,
4 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Zurückgewinnen und Verwenden von Abgasenergie und
5 eine als Beispiel dienende vorhersehende Verbrennungsmotorbetriebssequenz für ein Hybridfahrzeug.
Die vorliegende Beschreibung betrifft die Rückgewinnung von Energie aus Verbrennungsmotorabgasen und die Verwendung der zurückgewonnenen Energie zum Verbessern des Fahrzeugbetriebs. Abgasenergie kann von einem Verbrennungsmotor des in 1 beschriebenen Typs oder von einem Dieselmotor zurückgewonnen werden. Der Verbrennungsmotor kann Teil eines Hybridfahrzeugs sein, wie in 2 dargestellt ist. Energie kann über ein Abgasenergierückgewinnungssystem, wie in 3 dargestellt ist, aus Verbrennungsmotorabgasen extrahiert werden. Das Abgasenergierückgewinnungssystem kann gemäß dem Verfahren betrieben werden, das anhand des in 4 dargestellten Flussdiagramms beschrieben wird. Der Verbrennungsmotor und das Abgaswärmerückgewinnungssystem können sequenziell betrieben werden, wie in der Sequenz aus 5 dargestellt ist.
Mit Bezug auf 1 sei bemerkt, dass die Verbrennungskraftmaschine 10 mit mehreren Zylindern, von denen einer in 1 dargestellt ist, durch eine elektronische Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 12 gesteuert wird. Der Verbrennungsmotor 10 weist eine Verbrennungskammer 30 und Zylinderwände 32 mit einem Kolben 36 auf, der darin angeordnet und mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Ein Schwungrad 97 und ein Hohlrad 99 sind mit der Kurbelwelle 40 gekoppelt. Ein Anlasser 96 weist eine Ritzelwelle 98 und ein Zahnrad 95 auf. Die Ritzelwelle 98 kann das Zahnrad 95 selektiv vorbewegen, um in das Hohlrad 99 einzugreifen. Der Anlasser 96 kann direkt vor oder hinter dem Verbrennungsmotor montiert sein. Bei einigen Beispielen kann der Anlasser 96 der Kurbelwelle 40 über einen Riemen oder eine Kette selektiv Drehmoment zuführen. Bei einem Beispiel befindet sich der Anlasser 96 in einem Basiszustand, wenn er nicht in die Verbrennungsmotorkurbelwelle eingreift. Die Verbrennungskammer 30 steht wie dargestellt über ein Ansaugventil 52 bzw. ein Abgasventil 54 mit einem Ansaugkrümmer 44 und einem Abgaskrümmer 48 in Verbindung. Jedes Ansaug- und Abgasventil kann durch einen Ansaugnocken 51 und einen Abgasnocken 53 betätigt werden. Die Position des Ansaugnockens 51 kann durch einen Ansaugnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Abgasnockens 53 kann durch einen Abgasnockensensor 57 bestimmt werden. Der Ansaugnocken 51 und der Abgasnocken 53 können in Bezug auf die Kurbelwelle 40 bewegt werden.
Ein Kraftstoffeinspritzer 66 ist wie dargestellt positioniert, um Kraftstoff direkt in den Zylinder 30 einzuspritzen, was Fachleuten als Direkteinspritzung bekannt ist. Alternativ kann Kraftstoff in einen Ansaugstutzen eingespritzt werden, was Fachleuten als Saugrohreinspritzung bekannt ist. Der Kraftstoffeinspritzer 66 führt flüssigen Kraftstoff proportional zur Pulsbreite des Signals von der Steuereinrichtung 12 zu. Kraftstoff wird dem Kraftstoffeinspritzer 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht dargestellt) zugeführt, welches einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffzuteiler aufweist (nicht dargestellt). Zusätzlich steht der Ansaugkrümmer 44 wie dargestellt mit einer optionalen elektronischen Drossel 62 in Verbindung, welche eine Position der Drosselplatte 64 einstellt, um den Luftstrom vom Lufteinlass 42 zum Ansaugkrümmer 44 zu steuern. Bei einem Beispiel kann ein zweistufiges Hochdruck-Kraftstoffsystem verwendet werden, um höhere Kraftstoffdrücke zu erzeugen. Bei einigen Beispielen können die Drossel 62 und die Drosselplatte 64 zwischen dem Ansaugventil 52 und dem Ansaugkrümmer 44 positioniert werden, so dass die Drossel 62 eine Saugrohrdrossel ist.
Ein verteilerloses Zündsystem 88 stellt der Verbrennungskammer 30 ansprechend auf die Steuereinrichtung 12 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken bereit. Ein universeller Abgassauerstoff-(UEGO)-Sensor 126 ist wie dargestellt mit dem Abgaskrümmer 48 stromaufwärts eines Katalysators 70 gekoppelt. Alternativ kann ein Zweizustandsabgassauerstoffsensor den UEGO-Sensor 126 ersetzen.
Der Katalysator 70 kann bei einem Beispiel mehrere Katalysatorblöcke aufweisen. Bei einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen, die jeweils mehrere Blöcke aufweisen, verwendet werden. Der Katalysator 70 kann bei einem Beispiel ein Dreiwegekatalysator sein. Das Abgassystem weist auch einen Verdampfer 150 zum Extrahieren von Energie aus Abgasen auf. Der Verdampfer 150 ist wie dargestellt im Abgassystem des Verbrennungsmotors 10 hinter dem Katalysator 70 angeordnet, und er ist Teil des Abgaswärmerückgewinnungssystems 151. Alternativ kann der Verdampfer 150 vor dem Katalysator 70 angeordnet sein.
Die Steuereinrichtung 12 ist in 1 als ein herkömmlicher Mikrocomputer dargestellt, welcher Folgendes aufweist: eine Mikroprozessoreinheit 102, Ein-/Ausgabeports 104, einen Nurlesespeicher 106, einen Direktzugriffsspeicher 108, einen Haltespeicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuereinrichtung 12 empfängt wie dargestellt verschiedene Signale von mit dem Verbrennungsmotor 10 gekoppelten Sensoren zusätzlich zu den vorstehend erörterten Signalen, welche folgende einschließen: die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem mit einem Kühlmantel 114 gekoppelten Temperatursensor 112, einen Positionssensor 134, der mit einem Gaspedal 130 gekoppelt ist, um die durch einen Fuß 132 ausgeübte Kraft zu messen, eine Messung des Verbrennungsmotorkrümmerdrucks (MAP) von einem mit dem Ansaugkrümmer 44 gekoppelten Drucksensor 122, einen Verbrennungsmotorpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 erfasst, eine Messung der in den Verbrennungsmotor eintretenden Luftmasse von einem Sensor 120 und eine Messung der Drosselposition von einem Sensor 58. Es kann auch der barometrische Druck zur Verarbeitung durch die Steuereinrichtung 12 erfasst werden (Sensor nicht dargestellt). Bei einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Verbrennungsmotorpositionssensor 118 eine vorgegebene Anzahl gleich beabstandeter Pulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, anhand derer die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit (RPM) bestimmt werden kann.
Bei einigen Beispielen kann der Verbrennungsmotor mit einem Elektromotor-/Batteriesystem in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein, wie in 2 dargestellt ist. Ferner können bei einigen Beispielen andere Verbrennungsmotorkonfigurationen verwendet werden, beispielsweise ein Dieselmotor.
Während des Betriebs durchläuft jeder Zylinder innerhalb des Verbrennungsmotors 10 typischerweise einen Viertalkzyklus: Der Zyklus weist den Ansaugtakt, den Kompressionstakt, den Arbeitstakt und den Ausstoßtakt auf. Während des Ansaugtakts schließt sich im Allgemeinen das Abgasventil 54 und öffnet sich das Ansaugventil 52. Luft wird über den Ansaugkrümmer 44 in die Verbrennungskammer 30 eingeleitet, und der Kolben 36 bewegt sich zum Boden des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Verbrennungskammer 30 zu erhöhen. Die Position, an der sich der Kolben 36 in der Nähe des Boden des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (beispielsweise wenn sich die Verbrennungskammer 30 bei ihrem größten Volumen befindet), wird von Fachleuten typischerweise als unterer Totpunkt (BDC) bezeichnet. Während des Kompressionstakts werden das Ansaugventil 52 und das Abgasventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich zum Zylinderkopf, um die Luft innerhalb der Verbrennungskammer 30 zu komprimieren. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Hubs und am nächsten beim Zylinderkopf befindet (beispielsweise wenn sich die Verbrennungskammer 30 bei ihrem kleinsten Volumen befindet), wird von Fachleuten typischerweise als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet. Bei einem nachstehend als Einspritzung bezeichneten Prozess wird Kraftstoff in die Verbrennungskammer eingeleitet. Bei einem nachstehend als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch bekannte Zündmittel in der Art der Zündkerze 92 gezündet, was zu einer Verbrennung führt. Während des Arbeitstakts drücken die sich ausdehnenden Gase den Kolben 36 zum BDC zurück. Die Kurbelwelle 40 wandelt die Kolbenbewegung in ein Rotationsdrehmoment der Drehwelle um. Schließlich öffnet sich das Abgasventil 54 während des Ausstoßtakts, um die verbrannte Luft-Kraftstoff-Mischung zum Abgaskrümmer 48 abzulassen, und der Kolben kehrt zum TDC zurück. Es sei bemerkt, dass das vorstehend Erwähnte lediglich als ein Beispiel dargestellt ist und dass sich die Öffnungs- und/oder Schließzeiten des Ansaugventils und des Abgasventils ändern können, um eine positive oder negative Ventilüberlappung, ein spätes Schließen des Ansaugventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
2 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeugantriebsstrangs 200 und eines Fahrzeugs 290. Der Antriebsstrang 200 kann durch den Verbrennungsmotor 10 angetrieben werden. Der Verbrennungsmotor 10 kann mit einem in 1 dargestellten Verbrennungsmotoranlasssystem oder durch einen in den Antriebsstrang integrierten Anlasser/Generator (DISG) oder Elektromotor 240 angelassen werden. Ferner kann der Verbrennungsmotor 10 das Drehmoment durch ein Drehmomentbetätigungselement 204 in der Art eines Kraftstoffeinspritzers, einer Drossel, einer Nockenwelle, eines Ventilhebers usw. erzeugen oder einstellen.
Ein Verbrennungsmotorausgangsdrehmoment kann auf eine Eingangsseite eines Dualmassenschwungrads 232 übertragen werden. Die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit sowie die eingangsseitige Position und Geschwindigkeit des Dualmassenschwungrads können durch einen Verbrennungsmotorpositionssensor 118 bestimmt werden. Das Dualmassenschwungrad 232 kann Federn und getrennte Massen (nicht dargestellt) zum Dämpfen von Antriebsstrangdrehmomentstörungen aufweisen. Die Ausgangsseite des Dualmassenschwungrads 232 ist als mit der Eingangsseite einer Trennkupplung 236 mechanisch gekoppelt dargestellt. Die Trennkupplung 236 kann elektrisch oder hydraulisch betätigt werden. Ein Positionssensor 234 kann auf der Trennkupplungsseite des Dualmassenschwungrads 232 angeordnet sein, um die Ausgangsposition und die Geschwindigkeit des Dualmassenschwungrads 232 zu messen. Die Stromabwärtsseite der Trennkupplung 236 ist als mit der DISG-Eingangswelle 237 mechanisch gekoppelt dargestellt.
Der DISG 240 kann betrieben werden, um dem Antriebsstrang 200 Drehmoment bereitzustellen oder um Antriebsstrangdrehmoment in elektrische Energie umzuwandeln, die in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 275 zu speichern ist. Der DISG 240 hat eine höhere Ausgangsdrehmomentkapazität als der in 1 dargestellte Anlasser 96. Ferner treibt der DISG 240 den Antriebsstrang 200 direkt an oder wird durch den Antriebsstrang 200 direkt angetrieben. Die elektrische Energiespeichervorrichtung 275 kann eine Batterie, ein Kondensator oder ein Induktor sein. Die Stromabwärtsseite des DISG 240 ist über eine Welle 241 mechanisch mit dem Pumpenrad 285 des Drehmomentwandlers 206 gekoppelt. Die Stromaufwärtsseite des DISG 240 ist mechanisch mit der Trennkupplung 236 gekoppelt. Der Drehmomentwandler 206 weist eine Turbine 286 zur Ausgabe von Drehmoment an die Eingangswelle 270 auf. Die Eingangswelle 270 koppelt den Drehmomentwandler 206 mechanisch mit einem Automatikgetriebe 208. Der Drehmomentwandler 206 weist auch eine Drehmomentwandlerumgehungs-Überbrückungskupplung 212 (TCC) auf. Drehmoment wird direkt vom Pumpenrad 285 auf die Turbine 286 übertragen, wenn die TCC verriegelt ist. Die TCC wird durch die Steuereinrichtung 12 hydraulisch betätigt, indem sie die Position eines Steuerventils einstellt. Bei einem Beispiel kann der Drehmomentwandler als eine Komponente des Getriebes bezeichnet werden. Die Geschwindigkeit und die Position der Turbine des Drehmomentwandlers können durch einen Positionssensor 239 bestimmt werden. Bei einigen Beispielen können 238 und/oder 239 Drehmomentsensoren oder kombinierte Positions- und Drehmomentsensoren sein.
Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 ganz ausgerückt ist, überträgt der Drehmomentwandler 206 Verbrennungsmotordrehmoment durch Fluidübertragung zwischen der Drehmomentwandlerturbine 286 und dem Drehmomentwandlerpumpenrad 285 (beispielsweise über einen hydraulischen Drehmomentweg) auf das Automatikgetriebe 208, wodurch eine Drehmomentvervielfachung ermöglicht wird. Wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 dagegen ganz eingerückt ist, wird das Verbrennungsmotorabtriebsdrehmoment direkt durch die Drehmomentwandlerkupplung auf eine Eingangswelle (nicht dargestellt) des Getriebes 208 übertragen (beispielsweise über den Reibungsdrehmomentweg). Alternativ kann die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 teilweise eingerückt werden, wodurch ermöglicht wird, dass der direkt auf das Getriebe übertragene Drehmomentbetrag eingestellt wird. Die Steuereinrichtung 12 kann dafür ausgelegt sein, den durch den Drehmomentwandler 212 übertragenen Drehmomentbetrag einzustellen, indem die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung ansprechend auf verschiedene Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen oder auf der Grundlage der fahrerbasierten Verbrennungsmotorbetriebsanforderung eingestellt wird.
Das Automatikgetriebe 208 weist Gangkupplungen (beispielsweise Gänge 1 – N, wobei N eine natürliche Zahl zwischen 4 und 10 ist) 211 und eine Vorwärtskupplung 210 auf. Die Gangkupplungen 211 und die Vorwärtskupplung 210 können selektiv eingerückt werden, um ein Fahrzeug anzutreiben. Das vom Automatikgetriebe 208 ausgegebene Drehmoment kann wiederum auf Räder 216 übertragen werden, um das Fahrzeug über eine Abtriebswelle 260 anzutreiben. Insbesondere kann das Automatikgetriebe 208 ein Eingangsdrehmoment ansprechend auf eine Fahrzeugfahrbedingung auf die Eingangswelle 270 übertragen, bevor es ein Abtriebsdrehmoment auf die Räder 216 überträgt.
Ferner kann eine Reibungskraft durch Anziehen von Radbremsen 218 auf Räder 216 ausgeübt werden. Bei einem Beispiel können die Radbremsen 218 ansprechend darauf angezogen werden, dass der Fahrer seinen Fuß auf ein Bremspedal (nicht dargestellt) drückt. Bei anderen Beispielen kann die Steuereinrichtung 12 oder eine mit der Steuereinrichtung 12 verbundene Steuereinrichtung das Anziehen von Radbremsen steuern. In der gleichen Weise kann eine auf die Räder 216 einwirkende Reibungskraft verringert werden, indem die Radbremsen 218 ansprechend darauf gelöst werden, dass der Fahrer seinen Fuß vom Bremspedal nimmt. Ferner können Fahrzeugbremsen durch die Steuereinrichtung 12 als Teil einer automatisierten Verbrennungsmotoranhalteprozedur eine Reibungskraft auf die Räder 216 ausüben.
Eine mechanische Pumpe 214 kann dem Automatikgetriebe 208 ein unter Druck stehendes Getriebefluid zuführen, wobei Hydraulikdruck für das Einrücken verschiedener Kupplungen in der Art der Vorwärtskupplung 210, der Gangkupplungen 211, der Verbrennungsmotortrennkupplung 236 und/oder der Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 212 bereitgestellt wird. Die mechanische Pumpe 214 kann entsprechend dem Drehmomentwandler 206 betrieben werden und beispielsweise durch die Drehung des Verbrennungsmotors oder des DISG über die Eingangswelle 241 angetrieben werden. Demgemäß kann der in der mechanischen Pumpe 214 erzeugte Hydraulikdruck zunehmen, wenn die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit und/oder die DISG-Geschwindigkeit zunimmt, und abnehmen, wenn die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit und/oder die DISG-Geschwindigkeit abnimmt.
Eine elektrische Pumpe 215 kann auch bereitgestellt werden, um den Getriebeleitungsdruck zu erhöhen, wenn sich der DISG mit Geschwindigkeiten von weniger als beispielsweise 300 U/min dreht. Die elektrische Pumpe 215 kann durch die Steuereinrichtung 12 ansprechend auf die DISG-Geschwindigkeit selektiv betrieben werden. Demgemäß kann die mechanische Pumpe 214 Getriebeleitungsdruck zuführen, wenn die DISG-Geschwindigkeit größer als eine Schwellengeschwindigkeit ist, während die elektrische Pumpe 215 nicht aktiviert ist. Wenn die DISG-Geschwindigkeit jedoch kleiner als die Schwellengeschwindigkeit ist, kann die elektrische Pumpe 215 aktiviert werden, um Getriebeleitungsdruck zuzuführen.
Die Steuereinrichtung 12 kann dafür ausgelegt sein, Eingaben vom Verbrennungsmotor 10 zu empfangen, wie in weiteren Einzelheiten in 1 dargestellt ist, und demgemäß eine Drehmomentausgabe des Verbrennungsmotors und/oder den Betrieb des Drehmomentwandlers, des Getriebes, des DISG, von Kupplungen und/oder von Bremsen steuern. Beispielsweise kann eine Verbrennungsmotordrehmomentausgabe durch Einstellen einer Kombination einer Zündzeitsteuerung, einer Kraftstoffpulsbreite, einer Kraftstoffpulszeitsteuerung und/oder einer Luftladung durch Steuern der Drosselöffnung und/oder der Ventilzeitsteuerung, des Ventilhubs und der Aufladung für turbogeladene oder supergeladene Verbrennungsmotoren gesteuert werden. Im Fall eines Dieselmotors kann die Steuereinrichtung 12 die Verbrennungsmotordrehmomentausgabe durch Steuern einer Kombination der Kraftstoffpulsbreite, der Kraftstoffpulszeitsteuerung und der Luftladung steuern. In allen Fällen kann die Verbrennungsmotorsteuerung auf einer Zylinder-für-Zylinder-Basis ausgeführt werden, um die Verbrennungsmotordrehmomentausgabe zu steuern. Die Steuereinrichtung 12 kann auch die Drehmomentausgabe und die Erzeugung elektrischer Energie vom DISG durch Einstellen des zu und von den Feld- und/oder Ankerwicklungen des DISG fließenden Stroms steuern, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist.
Wenn Verbrennungsmotoranhaltebedingungen erfüllt sind, kann die Steuereinrichtung 12 das Abschalten des Verbrennungsmotors durch Abschalten der Kraftstoffzufuhr und der Zündung für den Verbrennungsmotor einleiten. Der Verbrennungsmotor kann sich bei einigen Beispielen jedoch weiter drehen. Ferner kann die Steuereinrichtung 12 zum Beibehalten eines Torsionsbetrags im Getriebe sich drehende Elemente des Getriebes 208 zu einem Gehäuse 259 des Getriebes und damit zum Rahmen des Fahrzeugs erden. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 12 eine oder mehrere Getriebekupplungen in der Art der Vorwärtskupplung 210 einrücken und die eingerückte Getriebekupplung (die eingerückten Getriebekupplungen) gegen das Getriebegehäuse 259 und das Fahrzeug verriegeln. Ein Getriebekupplungsdruck kann geändert (beispielsweise erhöht) werden, um den Eingriffszustand einer Getriebekupplung einzustellen und einen gewünschten Getriebetorsionsbetrag bereitzustellen. Wenn Neustartbedingungen erfüllt sind und/oder ein Fahrzeugbediener das Fahrzeug anfahren möchte, kann die Steuereinrichtung 12 den Verbrennungsmotor durch Wiederaufnehmen der Zylinderverbrennung reaktivieren.
Ein Radbremsdruck kann auch während des Abschaltens des Verbrennungsmotors auf der Grundlage des Getriebekupplungsdrucks eingestellt werden, um das Feststellen des Getriebes zu unterstützen, während das durch die Räder übertragene Drehmoment verringert wird. Insbesondere können durch Anziehen der Radbremsen 218, während eine oder mehrere eingerückte Getriebekupplungen verriegelt werden, entgegengesetzte Kräfte auf das Getriebe und folglich auf die Antriebswelle ausgeübt werden, wodurch die Getriebegänge in aktivem Eingriff gehalten werden und potentielle Torsionsenergie im Getriebezug gehalten wird, ohne dass die Räder bewegt werden. Bei einem Beispiel kann der Radbremsdruck eingestellt werden, um das Anziehen der Radbremsen mit dem Verriegeln der eingerückten Getriebekupplung während des Abschaltens des Verbrennungsmotors zu koordinieren. Dabei kann durch Einstellen des Radbremsdrucks und des Kupplungsdrucks der im Getriebe gehaltene Torsionsbetrag, wenn der Verbrennungsmotor abgeschaltet wird, eingestellt werden.
3 zeigt eine detaillierte schematische Darstellung eines Abgaswärmerückgewinnungssystems 151. Das Abgaswärmerückgewinnungssystem 151 ist in das System aus den 1 und 2 aufgenommen. Das Abgaswärmerückgewinnungssystem 151 kann durch das Verfahren aus 4 gesteuert werden.
Der Verdampfer 150 überträgt Wärmeenergie von Verbrennungsmotorabgasen auf ein Arbeitsfluid, das durch den Verdampfer 150 strömt. Das Arbeitsfluid kann aus einer Glykol/Wasser-Mischung, Kohlehydriden oder einem anderen Wärmeübertragungsmedium bestehen. Das Arbeitsfluid tritt in einer flüssigen Phase in den Verdampfer 150 ein und tritt in einer gasförmigen Phase aus, wenn die Temperatur des Verbrennungsmotorabgases ausreicht, um eine Phasenänderung im Arbeitsfluid einzuleiten. Falls die Temperatur des Verbrennungsmotorabgases zu niedrig ist, um eine Phasenänderung zu unterstützen, kann erwärmtes Arbeitsfluid in der flüssigen Phase aus dem Verdampfer 150 austreten. Das Verbrennungsmotorabgas tritt an einem Abgaseinlass 324 in den Verdampfer 150 ein und tritt an einem Abgasauslass 330 daraus aus. Das Wärmeübertragungsmedium (beispielsweise flüssig) tritt an einem Wärmeübertragungsmediumeingang 323 in den Verdampfer 150 ein und tritt an einem Wärmeübertragungsmediumauslass 327 aus dem Verdampfer 150 aus.
Ein Ventil 304 leitet Arbeitsfluid in der gasförmigen Phase oder der flüssigen Phase entweder zu einem Expander 302 oder zu einer Abgaswärmerückgewinnungssystempumpe 308 oder zu beiden. Alternativ leitet das Ventil 304 Arbeitsfluid in der gasförmigen Phase oder der flüssigen Phase entweder zum Expander 302 oder zum Wärmetauscher 310 oder zu beiden, falls die Pumpe 308 an einer Stelle zwischen dem Wärmetauscher 310 und dem Verdampfer 150 in dem Kreis angeordnet ist, der das Abgaswärmerückgewinnungssystem 151 bildet. Das Wärmeübertragungsmedium oder das Arbeitsfluid tritt an einem Einlass 325 in den Expander 302 ein und tritt an einem Auslass 326 daraus aus. In einem ersten Betriebszustand leitet ein erster Auslass 388 des Ventils 304 Arbeitsfluid vom Verdampfer 150 ausschließlich zum Expander 302. In einem zweiten Betriebszustand leitet ein zweiter Auslass 389 des Ventils 304 Arbeitsfluid vom Verdampfer 150 ausschließlich zu einem Einlass 357 der Abgaswärmerückgewinnungssystempumpe 308 oder alternativ zu einem Einlass 321 des Verbrennungsmotorkühlmittelwärmetauschers 310. In einem dritten Betriebszustand leitet das Ventil 304 Arbeitsfluid vom Verdampfer 150 zum Einlass 357 der Abgaswärmerückgewinnungssystempumpe 308 und zum Expander 302 oder zum Einlass 321 des Verbrennungsmotorkühlmittelwärmetauschers 310.
Durch Zuführen von Arbeitsfluid direkt zum Einlass der Abgaswärmerückgewinnungssystempumpe 308 oder zum Wärmetauscher 310 kann Wärmeenergie von Abgasen über den Wärmetauscher 310 auf das Kühlmittel des Verbrennungsmotors 10 übertragen werden. Das Wärmeübertragungsmedium oder das Arbeitsfluid tritt am Einlass 321 ein und am Auslass 322 aus. Zusätzlich kann Wärmeenergie von Abgasen über einen Heizungskern 333 zum Fahrgastraum 337 des Fahrzeugs übertragen werden. Alternativ kann der Heizungskern 333 in einen Verbrennungsmotorkühlkreis 367 aufgenommen sein, um erwärmtes Verbrennungsmotorkühlmittel vom Wärmetauscher 310 zu empfangen. Durch das Erwärmen des Verbrennungsmotorkühlmittels durch den Wärmetauscher 310 kann es ermöglicht werden, dass sich der Verbrennungsmotor schneller aufwärmt, so dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Verbrennungsmotors erhöht werden kann und Verbrennungsmotoremissionen verringert werden können. Durch das Bereitstellen von Wärme für den Fahrgastraum 337 des Fahrzeugs kann die Notwendigkeit verringert werden, eine elektrische Heizung für das Heizen des Fahrgastraums zu betreiben, wenn der Verbrennungsmotor während eines kurzen Zeitraums angehalten wird, und kann die elektrische Energie zum Heizen des Fahrgastraums, falls eine elektrische Heizung bereitgestellt ist, verringert werden.
Während Zeiträumen, zu denen die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur niedrig ist (beispielsweise während Verbrennungsmotorkaltstarts), kann Abgaswärmeenergie auch durch erwärmtes Kühlmittel, das durch den Wärmetauscher 310 strömt, zum Getriebe und/oder zu einer Achse 355 übertragen werden. Alternativ kann das Getriebe und/oder die Achse 355 Teil eines Kühlkreises sein, der ein vom Kühlkreis, der den Wärmetauscher 310 aufweist, getrennter Kühlkreis ist. Die Kühlmitteltemperatur des Verbrennungsmotors 10 kann durch einen Fahrzeugkühler 359 verringert werden, der Wärme vom Verbrennungsmotorkühlmittel auf die Umgebungsluft überträgt. Ein Verbrennungsmotorkühlmittelumgehungsventil 391 ermöglicht es, dass das Verbrennungsmotorkühlmittel in den Kühlern 359 eintritt oder diesen umgeht. Das Abgaswärmerückgewinnungssystemventil 304 ist positioniert, um Arbeitsfluid während Zeiträumen, während derer die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur niedriger als die Temperatur des warmen Verbrennungsmotorkühlmittels (beispielsweise 88 °C) ist, direkt vom Verdampfer 150 zum Einlass der Abgaswärmerückgewinnungssystempumpe 308 zu leiten. Die Position des Abgaswärmerückgewinnungssystemventils 304 kann auf der Ausgabe eines Temperatursensors 351 beruhen, der sich am Wärmeübertragungsmediumauslass 327 des Abgaswärmerückgewinnungssystemverdampfers 150 befindet.
Das Abgaswärmerückgewinnungssystemventil 304 leitet im ersten und im dritten Modus Arbeitsfluid in der gasförmigen Phase zum Expander 302. Das Gas dehnt sich im Expander 302 aus und versetzt einen Generator 312 dadurch in Drehung. Elektrische Energie kann vom Generator 312 ausgegeben werden, wenn sich der Generator 312 dreht. Elektrische Energie kann in einer Speichervorrichtung 275 für elektrische Energie gespeichert werden, um den Motor oder den DISG 240 mit Energie zu versorgen. Ferner kann elektrische Energie zu Fahrzeugzusatzgeräten 335 geleitet werden. Zu Fahrzeugzusatzgeräten 335 geleitete elektrische Energie versorgt die Fahrzeugzusatzgeräte 335. Die Fahrzeugzusatzgeräte können eine elektrische Fahrgastraumheizung, eine Verbrennungsmotorwasserpumpe und einen Klimaanlagenkompressor einschließen, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Expandierte Arbeitsfluidgase treten aus dem Expander 302 aus und werden zu einem Wärmeübertragungsmedium- oder Arbeitsfluideinlass 328 eines Kondensators 306 geleitet, wo Umgebungsluft über den Kondensator 306 geleitet wird, um Arbeitsfluidgase in den flüssigen Zustand zurückzuführen, bevor das Arbeitsfluid aus einem Auslass 329 austritt. Das Arbeitsfluid tritt aus dem Kondensator 306 in der flüssigen Phase aus und tritt in die Abgaswärmerückgewinnungssystempumpe 308 ein.
Die Steuereinrichtung 12 kann die Flussratenausgabe der Abgaswärmerückgewinnungssystempumpe 308 durch Einstellen der Spannung/des Stroms, die/der der Abgaswärmerückgewinnungssystempumpe 308 zugeführt wird, einstellen. Zusätzlich kann die Steuereinrichtung 12 eine Eingabe vom Temperatursensor 351 empfangen. Ferner kann die Steuereinrichtung 12 die Position des Abgaswärmerückgewinnungssystemventils 304 einstellen.
Demgemäß sieht das System aus den 1–3 ein Verbrennungsmotorsystem vor, welches Folgendes umfasst: einen Verbrennungsmotor mit einem entlang einem Abgassystem angeordneten Verdampfer, einen Expander in Fluidkommunikation mit dem Verdampfer, einen Kondensator in Fluidkommunikation mit dem Verdampfer, einen Verbrennungsmotorkühlmittelwärmetauscher in thermischer Kommunikation mit dem Kondensator, wobei der Verbrennungsmotorkühlmittelwärmetauscher einen Ausgang aufweist, der in Fluidkommunikation mit einem Eingang des Verdampfers steht. Das Verbrennungsmotorsystem umfasst ferner ein Umgehungsventil mit einem ersten Auslass, der in direkter Fluidkommunikation mit dem Expander steht, und einem zweiten Auslass, der in direkter Fluidkommunikation mit einer Pumpe oder mit dem Verbrennungsmotorkühlmittelwärmetauscher steht.
Bei einigen Beispielen schließt das Verbrennungsmotorsystem einen Fall ein, wobei ein Einlass des Umgehungsventils in direkter Fluidkommunikation mit einem Auslass des Expanders steht. Das Verbrennungsmotorsystem umfasst ferner eine Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung in einem nicht flüchtigen Speicher gespeicherte Befehle zum Betreiben des Umgehungsventils aufweist. Das Verbrennungsmotorsystem schließt einen Fall ein, wobei die Befehle den Betriebszustand des Umgehungsventils ansprechend auf eine Verbrennungsmotorbetriebsbedingung einstellen. Das Verbrennungsmotorsystem schließt einen Fall ein, wobei der Betriebszustand des Verbrennungsmotors darauf beruht, ob sich der Verbrennungsmotor dreht und Luft und Kraftstoff verbrennt. Das Verbrennungsmotorsystem schließt einen Fall ein, wobei der Betriebszustand des Verbrennungsmotors auf der Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur beruht.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Zurückgewinnen und Verwenden von Abgasenergie in einem Fahrzeug. Das Verfahren aus 4 kann als ausführbare Befehle in einem nicht flüchtigen Speicher des in den 1–3 dargestellten Systems gespeichert werden. Ferner kann das Verfahren aus 4 die in 5 dargestellte vorhersehende Betriebssequenz vorsehen.
Bei 402 bestimmt das Verfahren 400 Betriebsbedingungen. Betriebsbedingungen können die Abgastemperatur, die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur, die Getriebekühlmitteltemperatur und die Abgaswärmerückgewinnungsarbeitsfluidtemperatur auf einer Ausgangsseite des Verdampfers 150 einschließen. Das Verfahren 400 wird bei 404 fortgesetzt, nachdem die Betriebsbedingungen bestimmt wurden.
Bei 404 stellt das Verfahren 400 fest, ob das Arbeitsmedium (beispielsweise das Material, das Wärme innerhalb des Abgaswärmerückgewinnungssystems überträgt) in einem flüssigen oder einem gasförmigen Zustand aus dem Verdampfer 150 austritt. Das Arbeitsmedium kann in einem flüssigen Zustand aus dem Verdampfer 150 austreten, wenn die Abgastemperatur nicht ausreicht, um eine Temperaturerhöhung im Arbeitsmedium bereitzustellen, die das Arbeitsmedium veranlasst, den Zustand von einem flüssigen zu einem gasförmigen Zustand zu ändern. Bei einem Beispiel bestimmt das Verfahren 400 auf der Grundlage der Temperatur an einem Auslass des Verdampfers 150, ob das Arbeitsmedium in einem flüssigen oder einem gasförmigen Zustand aus dem Verdampfer 150 austritt. Falls das Verfahren 400 feststellt, dass das Arbeitsmedium in einem Gaszustand aus dem Verdampfer 150 austritt, ist die Antwort Ja, und das Verfahren 400 wird bei 408 fortgesetzt. Andernfalls ist die Antwort Nein, und das Verfahren 400 wird bei 406 fortgesetzt.
Bei 406 stellt das Verfahren 400 das Abgaswärmerückgewinnungssystemventil 304 in einen zweiten Zustand ein, wobei die Ausgabe vom Verdampfer 150 ausschließlich und direkt zu einem Einlass 357 der Pumpe 308 geleitet wird. Auf diese Weise umgeht das Ventil 304 den Expander 302 und den Kondensator 306, so dass Wärmeenergie von Verbrennungsmotorabgasen dem durch den Wärmetauscher 310 und/oder das Getriebe/die Achse 355 strömenden Verbrennungsmotorkühlmittel bereitgestellt wird. Auf diese Weise kann ermöglicht werden, dass der Verbrennungsmotor 10 schneller erwärmt wird, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Verbrennungsmotors und die Emissionen zu verbessern. Das Verfahren 400 wird beendet, nachdem das Ventil 304 auf den zweiten Betriebszustand eingestellt wurde.
Bei 408 stellt das Verfahren 400 fest, ob der Batterieladezustand größer als (G.T.) ein erster Schwellenladezustand ist. Der erste Schwellenladezustand ist niedriger als ein zweiter Ladezustand (SOC). Bei einem Beispiel wird der Batterie-SOC auf der Grundlage der Batteriespannung oder alternativ durch Coulomb-Zählung geschätzt. Falls das Verfahren 400 feststellt, dass der Batterieladezustand größer als ein Schwellenwert ist, ist die Antwort Ja, und das Verfahren 400 wird bei 412 fortgesetzt. Andernfalls ist die Antwort Nein, und das Verfahren 400 wird bei 410 fortgesetzt.
Bei 410 stellt das Verfahren 400 das Abgaswärmerückgewinnungssystemventil 304 auf einen ersten Zustand ein, bei dem die Ausgabe vom Verdampfer 150 ausschließlich und direkt zum Expander 302 geleitet wird. Demgemäß wird das erwärmte Arbeitsmedium im gasförmigen Zustand zum Expander 302 geleitet, wo es den Expander 302 in Drehung versetzt und den Generator 314 dreht. Der Generator 314 wandelt die Rotationsenergie in elektrische Energie um, die von Fahrzeugzusatzgeräten verbraucht werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, Fahrzeugzusatzgeräte unter Verwendung der Ausgabe des Generators 314 zu versorgen. Ferner wird das Arbeitsmedium von einem Gaszustand zu einem flüssigen Zustand geändert, nachdem es durch den Kondensator 306 hindurchgetreten ist. Das Arbeitsmedium in der flüssigen Phase wird am Wärmetauscher 310 vorgewärmt, wenn die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur größer ist als die Temperatur des Arbeitsmediums. Das Verfahren 400 wird beendet, nachdem das Ventil 304 in den zweiten Betriebszustand eingestellt wurde.
Bei 412 stellt das Verfahren 400 fest, ob die Verbrennungsmotortemperatur größer als eine erste Schwellentemperatur ist. Die erste Schwellentemperatur kann bei 414 eine niedrigere Temperatur als die zweite Schwellentemperatur sein. Falls das Verfahren 400 feststellt, dass die Verbrennungsmotortemperatur größer als die erste Schwellentemperatur ist, ist die Antwort Ja, und das Verfahren 400 wird bei 416 fortgesetzt. Andernfalls ist die Antwort Nein, und das Verfahren 400 wird bei 414 fortgesetzt.
Bei 414 stellt das Verfahren 400 die Position des Ventils 304 ein, um die Ausgabe vom Verdampfer 150 direkt zu einem Einlass der Pumpe 308 zu leiten. Mit anderen Worten werden der Expander 302 und der Kondensator 306 umgangen. Durch Einstellen des Ventils 304 in eine zweite Position kann das Verbrennungsmotorkühlmittel erwärmt werden, während der Verbrennungsmotor aufgewärmt wird. Ferner können das Getriebe und/oder die Achse 355 auch mit Wärme vom Verbrennungsmotorabgas erwärmt werden, so dass Reibungs- und Viskositätsverluste verringert werden können. Das Verfahren 400 wird beendet, nachdem die Position des Ventils 304 eingestellt wurde.
Bei 416 stellt das Verfahren 400 fest, ob die Verbrennungsmotortemperatur größer als eine zweite Schwellentemperatur ist. Die zweite Schwellentemperatur kann eine größere Temperatur als die zweite Schwellentemperatur bei 412 sein. Falls das Verfahren 400 feststellt, dass die Verbrennungsmotortemperatur größer als die zweite Schwellentemperatur ist, ist die Antwort Ja, und das Verfahren 400 wird bei 424 fortgesetzt. Andernfalls ist die Antwort Nein, und das Verfahren 400 wird bei 418 fortgesetzt.
Bei 418 stellt das Verfahren 400 fest, ob die Verbrennungsmotortemperatur zunimmt. Es wird festgestellt, dass die Verbrennungsmotortemperatur zunimmt, wenn die Verbrennungsmotortemperatur über ein spezifiziertes Zeitintervall höher ist. Falls das Verfahren 400 feststellt, dass die Verbrennungsmotortemperatur zunimmt, ist die Antwort Ja, und das Verfahren 400 wird bei 422 fortgesetzt. Andernfalls ist die Antwort Nein, und das Verfahren 400 wird bei 420 fortgesetzt.
Bei 420 stellt das Verfahren 400 die Position des Ventils 304 ein, um die Ausgabe vom Verdampfer 150 direkt zu einem Einlass der Pumpe 308 und zum Expander 302 zu leiten. Mit anderen Worten wird ein Teil des erwärmten Mediums in elektrische Energie umgewandelt, während ein zweiter Teil einen Hauptzweck hat, die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur zu erhöhen, um den Verbrennungsmotor zu erwärmen. Falls die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur bei seiner Betriebstemperatur liegt und die Temperatur des Wärmeübertragungsmediums im Abgaswärmerückgewinnungssystem größer als die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur ist, wird Abgaswärme über einen Fahrzeugkühler an die Umgebungsluft abgegeben. Falls die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur ferner bei einem aufgewärmten Niveau liegt und das Wärmeübertragungsmedium bei einer niedrigeren Temperatur liegt, bewirkt der Wärmetauscher 310 das Vorheizen des Wärmeübertragungsmediums im Abgaswärmerückgewinnungssystem, so dass weniger Abgasenergie erforderlich ist, um das Wärmeübertragungsmedium zu verdampfen. Das Verfahren 400 wird beendet, nachdem die Position des Ventils 304 eingestellt wurde.
Bei 422 stellt das Verfahren 400 die Position des Ventils 304 ein, um die Ausgabe vom Verdampfer 150 direkt zu einem Einlass der Pumpe 308 zu leiten. Demgemäß werden der Expander 302 und der Kondensator 306 umgangen. Durch Einstellen des Ventils 304 in eine zweite Position kann das Verbrennungsmotorkühlmittel erwärmt werden, während der Verbrennungsmotor aufgewärmt wird. Ferner können das Getriebe und/oder die Achse 355 auch mit Wärme vom Verbrennungsmotorabgas erwärmt werden, so dass Reibungs- und Viskositätsverluste verringert werden können. Falls die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur größer als die Temperatur des Wärmeübertragungsmediums im Abgaswärmerückgewinnungssystem ist, kann alternativ Wärme von Abgasen über den Kühler 359 an die Atmosphäre abgegeben werden. Das Verfahren 400 wird beendet, nachdem die Position des Ventils 304 eingestellt wurde.
Bei 424 stellt das Verfahren 400 das Abgaswärmerückgewinnungssystemventil 304 auf einen ersten Zustand ein, bei dem die Ausgabe vom Verdampfer 150 ausschließlich und direkt zum Expander 302 geleitet wird. Auf diese Weise wird das erwärmte Arbeitsmedium im gasförmigen Zustand zum Expander 302 geleitet, wo es den Expander 302 in Drehung versetzt und den Generator 314 dreht. Der Generator 314 wandelt die Rotationsenergie in elektrische Energie um, die von Fahrzeugzusatzgeräten verbraucht werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, Fahrzeugzusatzgeräte unter Verwendung der Ausgabe des Generators 314 zu versorgen. Ferner wird das Arbeitsmedium von einem Gaszustand zu einem flüssigen Zustand geändert, nachdem es durch den Kondensator 306 hindurchgetreten ist. Das Arbeitsmedium in der flüssigen Phase wird am Wärmetauscher 310 vorgewärmt, wenn die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur größer ist als die Temperatur des Arbeitsmediums. Das Verfahren 400 wird beendet, nachdem das Ventil 304 in den zweiten Betriebszustand eingestellt wurde.
Das Verfahren aus 4 sieht ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors vor, welches folgende Schritte umfasst: Betreiben eines Verbrennungsmotors, Extrahieren von Verbrennungsmotorabgaswärme über einen Verdampfer und Umwandeln der Verbrennungsmotorabgaswärme in elektrische Energie durch einen Expander in einem ersten Betriebsmodus, und Extrahieren von Verbrennungsmotorabgaswärme durch den Verdampfer und Übertragen der Verbrennungsmotorabgaswärme auf das Verbrennungsmotorkühlmittel durch einen Wärmetauscher in einem zweiten Betriebsmodus. Das Verfahren schließt einen Fall ein, wobei der zweite Betriebsmodus ansprechend darauf aktiviert wird, dass die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur kleiner als eine erste Schwellentemperatur ist. Das Verfahren schließt einen Fall ein, wobei der erste Betriebsmodus ansprechend darauf aktiviert wird, dass die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur größer als eine zweite Schwellentemperatur ist, wobei die zweite Schwellentemperatur größer als die erste Schwellentemperatur ist.
Bei einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner das Einstellen der Position eines Umgehungsventils zum Schalten zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus. Das Verfahren umfasst ferner das Einstellen der Position eines Umgehungsventils ansprechend auf eine Temperatur eines aus dem Verdampfer austretenden Wärmeübertragungsmediums zum Schalten zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus. Das Verfahren umfasst ferner das Erhöhen der Temperatur einer Achse während des zweiten Betriebsmodus. Das Verfahren umfasst ferner das Vorheizen eines Wärmeübertragungsmediums im ersten Betriebsmodus vor dem Erwärmen des Wärmeübertragungsmediums durch Verbrennungsmotorabgas.
Das Verfahren aus 4 sieht auch ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors vor, welches folgende Schritte umfasst: Betreiben eines Verbrennungsmotors, der ein Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrennt, gleichzeitiges Erhöhen der Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur und der elektrischen Ausgabe eines Generators durch Einstellen eines Umgehungsventils, das ein Wärmeübertragungsmedium von einem Verdampfer zu einem Expander und einem Verbrennungsmotorkühlmittelwärmetauscher leitet, während eines dritten Betriebsmodus. Das Verfahren umfasst ferner das Leiten des Wärmeübertragungsmediums vom Verdampfer ausschließlich zum Expander über das Umgehungsventil in einem ersten Betriebsmodus. Das Verfahren umfasst ferner das Leiten des Wärmeübertragungsmediums vom Verdampfer ausschließlich zum Wärmetauscher durch das Umgehungsventil in einem zweiten Betriebsmodus.
Bei einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner das Einstellen der Position des Umgehungsventils ansprechend auf eine Verbrennungsmotortemperatur. Das Verfahren umfasst ferner das Einstellen der Position des Umgehungsventils ansprechend auf eine Temperatur des Wärmeübertragungsmediums. Das Verfahren umfasst ferner das Leiten des Wärmeübertragungsmediums vom Verbrennungsmotorkühlmittelwärmetauscher zu einem Heizungskern in einem Fahrgastraum.
5 zeigt eine als Beispiel dienende vorhersehende Verbrennungsmotorbetriebssequenz für ein Hybridfahrzeug. Die Sequenz aus 5 kann durch das im System aus den 1–3 arbeitende Verfahren aus 4 bereitgestellt werden. Vertikale Linien T0–T11 repräsentieren interessierende Zeiten in der Sequenz. Jede der Auftragungen geschieht zur gleichen Zeit wie die anderen Auftragungen.
Die erste Auftragung vom oberen Teil von 5 ist eine Auftragung der Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur gegen die Zeit. Die X-Achse repräsentiert die Zeit, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 5 zur rechten Seite von 5 zu. Die Y-Achse repräsentiert die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur, und die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die horizontale Linie 504 repräsentiert eine erste Verbrennungsmotorschwellentemperatur. Die horizontale Linie 502 repräsentiert eine zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur.
Die zweite Auftragung vom oberen Teil von 5 ist eine Auftragung des Zustands des Umgehungsventils (beispielsweise Betriebszustand des Ventils 304) gegen die Zeit. Die X-Achse repräsentiert die Zeit, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 5 zur rechten Seite von 5 zu. Die Y-Achse repräsentiert den Zustand des Umgehungsventils. Drei Umgehungsventilzustände sind entlang der Y-Achse numerisch angegeben. Das Umgehungsventil 304 leitet das Arbeitsmedium (beispielsweise Wasser/Glykol, Kühlmittel usw.) vom Auslass des Verdampfers 150 zum Expander 302, wenn es im bei der Zahl 1 angegebenen ersten Zustand positioniert ist. Das Umgehungsventil 304 leitet das Arbeitsmedium vom Auslass des Verdampfers 150 zum Einlass der Pumpe 308, wenn es in einem bei der Zahl 2 angegebenen zweiten Zustand positioniert ist. Das Umgehungsventil 304 leitet das Arbeitsmedium vom Auslass des Verdampfers 150 zum Einlass der Pumpe 308 und zum Expander 302, wenn es in einem bei einer Zahl 3 angegebenen dritten Zustand positioniert ist.
Die dritte Auftragung vom oberen Teil von 5 ist eine Auftragung des Batterieladezustands gegen die Zeit. Die X-Achse repräsentiert die Zeit, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 5 zur rechten Seite von 5 zu. Die Y-Achse repräsentiert den Batterieladezustand, und der Batterieladezustand nimmt in Richtung des Pfeils der Y-Achse zu. Die horizontale Linie 506 repräsentiert einen ersten Schwellenbatterieladezustand.
Die vierte Auftragung vom oberen Teil von 5 ist eine Auftragung des Verbrennungsmotorbetriebszustands gegen die Zeit. Die X-Achse repräsentiert die Zeit, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 5 zur rechten Seite von 5 zu. Die Y-Achse repräsentiert den Verbrennungsmotorbetriebszustand. Der Verbrennungsmotor ist in Betrieb, wenn die Spur des Verbrennungsmotorbetriebszustands bei einem höheren Niveau liegt. Die Drehung des Verbrennungsmotors ist unterbrochen, wenn die Spur des Verbrennungsmotorbetriebszustands bei einem niedrigeren Niveau liegt.
Die fünfte Auftragung vom oberen Teil von 5 ist eine Auftragung des Zustands des Elektromotors (beispielsweise DISG) gegen die Zeit. Die X-Achse repräsentiert die Zeit, und die Zeit nimmt von der linken Seite von 5 zur rechten Seite von 5 zu. Die Y-Achse repräsentiert den Zustand des Elektromotors. Drei Elektromotorzustände sind entlang der Y-Achse numerisch angegeben. Der Elektromotor oder DISG 240 arbeitet im durch die Zahl drei angegebenen dritten Betriebszustand als ein Motor (wobei er beispielsweise dem Antriebsstrang positives Drehmoment bereitstellt). Der Elektromotor arbeitet im durch die Zahl zwei angegebenen zweiten Betriebszustand in einem Ausschaltzustand. Der Elektromotor arbeitet im durch die Zahl eins angegebenen ersten Betriebszustand in einem Generatorzustand (wobei er mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt und dem Antriebsstrang ein negatives Drehmoment bereitstellt).
Zur Zeit T0 liegt die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur bei einem niedrigen Niveau, ist das Umgehungsventil auf den zweiten Betriebszustand vorpositioniert und ist der Verbrennungsmotor abgeschaltet, wie dadurch angegeben wird, dass die Spur des Verbrennungsmotorzustands bei einem niedrigeren Niveau liegt. Der Batterie-SOC liegt bei einem höheren Niveau, und der Elektromotor befindet sich bei einem Ausschaltzustand. Demgemäß kann das Fahrzeug angehalten sein und können die Temperaturen unterhalb normaler Fahrzeugbetriebstemperaturen liegen.
Zur Zeit T1 geht der Verbrennungsmotorzustand zu einem höheren Niveau über, um anzugeben, dass der Verbrennungsmotor angelassen wurde. Der Verbrennungsmotor kann ansprechend auf eine Verbrennungsmotoranlassanforderung durch den Fahrer oder die Steuereinrichtung angelassen werden. Eine Fahrerverbrennungsmotoranlassanforderung kann durch einen Tastenschalter oder eine Drucktaste erfolgen. Der Zustand des Elektromotors geht ansprechend auf die Verbrennungsmotoranlassanforderung (nicht dargestellt) von einem Ausschaltzustand zu einem Motorzustand über. Der Elektromotor kann den Verbrennungsmotor zur Zeit T1 in Drehung versetzen, um ihn anzulassen. Der Batterieladezustand beginnt abzunehmen, wenn der Motor dem Antriebsstrang Drehmoment bereitstellt. Das Umgehungsventil befindet sich im zweiten Zustand, wodurch angegeben wird, dass das Arbeitsmedium vom Verdampfer direkt zur Pumpe 308 oder zum Wärmetauscher 310 geleitet wird. Auf diese Weise kann Abgasenergie zum Verbrennungsmotorkühlmittel geleitet werden, um den Verbrennungsmotor schneller aufzuwärmen. Die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur ist kleiner als der erste Schwellenwert 504, sie beginnt jedoch anzusteigen.
Zur Zeit T2 steigt die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur an und erreicht die zweite Verbrennungsmotorschwellentemperatur 502. Das Umgehungsventil ändert den Zustand ansprechend darauf, dass die Verbrennungsmotortemperatur die Schwellentemperatur 502 erreicht. Der Batterie-SOC wurde verringert, er liegt jedoch weiter beständig bei einem Wert, der größer als der Schwellenwert 506 ist. Der Motor wird vor der Zeit T2 angehalten, und er verbraucht keine elektrische Energie von der Batterie, wenn er angehalten ist.
Durch Ändern des Betriebszustands des Umgehungsventils wird Abgasenergie ausschließlich zum Generator statt ausschließlich zum Wärmetauscher übertragen. Dabei wird Abgasenergie zu einer Vorrichtung übertragen, welche die Energie besser verwenden kann als wenn die Abgasenergie zum Wärmetauscher geleitet wird, nachdem der Verbrennungsmotor die Betriebstemperatur erreicht hat. Der Expander kann den Generator drehen, so dass elektrische Energie gespeichert werden kann, während der Verbrennungsmotor warm ist.
Zwischen der Zeit T2 und der Zeit T3 arbeitet der Verbrennungsmotor weiter, während der Elektromotor abgeschaltet ist. Der Batterie-SOC bleibt verhältnismäßig hoch, und das Umgehungsventil bleibt im ersten Betriebszustand, so dass Abgasenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur bleibt bei einem höheren Niveau.
Zur Zeit T3 geht der Verbrennungsmotorzustand zu einem Verbrennungsmotorausschaltzustand über. Der Verbrennungsmotor kann angehalten werden, wenn das vom Fahrer geforderte Drehmoment niedrig ist, um Kraftstoff zu sparen. Der Zustand des Elektromotors geht ansprechend auf das Unterbrechen der Drehung des Verbrennungsmotors von einem Ausschaltzustand zu einem Motorbetrieb über. Der Batterie-SOC beginnt verringert zu werden, wenn der Elektromotor aktiviert wird. Das Umgehungsventil arbeitet weiter im Zustand Nummer eins, nachdem der Verbrennungsmotor angehalten wurde, um weiter Energie aus dem Abgassystem zu extrahieren. Die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur beginnt zu einem niedrigeren Niveau überzugehen, nachdem der Verbrennungsmotor angehalten wurde.
Zur Zeit T4 fällt die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur ansprechend darauf, dass der Verbrennungsmotor angehalten wurde, bis unter das zweite Schwellenniveau 502. Der Verbrennungsmotor bleibt angehalten, und der Batterie-SOC wird weiter verringert, weil der Elektromotor Energie von der Batterie verbraucht.
Zur Zeit T5 wird der Batterie-SOC auf weniger als den Schwellenwert 506 verringert. Der Verbrennungsmotor wird ansprechend auf den niedrigen SOC neu angelassen, was dadurch angegeben wird, dass der Zustand des Verbrennungsmotors auf ein höheres Niveau übergeht. Der Elektromotor wird kurz nach dem Wiederanlassen des Verbrennungsmotors von einem Motormodus (beispielsweise Zustand 3) zu einem Generatormodus (beispielsweise Zustand 1) umgeschaltet. Das Umgehungsventil bleibt im dritten Zustand, wo es das Arbeitsmedium zum Expander 302 und zur Pumpe 308 leitet.
Zur Zeit T6 nimmt die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur auf ein Niveau oberhalb der zweiten Schwellentemperatur 502 zu, weil der Verbrennungsmotor arbeitet. Das Umgehungsventil ändert den Zustand ansprechend darauf, dass die Verbrennungsmotortemperatur größer als die Schwellentemperatur 502 ist. Insbesondere ändert das Umgehungsventil den Zustand zu einem Zustand Nummer eins, in dem die gesamte Ausgabe vom Verdampfer zum Expander geleitet wird. Das Abgaswärmerückgewinnungssystem gibt die maximale elektrische Ausgangsleistung aus, wenn sich das Umgehungsventil in diesem Zustand befindet. Der Batterie-SOC nimmt weiter zu, und der Elektromotor bleibt im ersten Zustand, wobei er als ein Generator wirkt und die Batterie lädt.
Zur Zeit T7 erreicht der Batterie-SOC ein Niveau, an dem der Elektromotor ansprechend auf ein höheres SOC-Niveau ausgeschaltet wird. Der Verbrennungsmotor arbeitet weiter, und die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur bleibt bei einem höheren Niveau. Das Umgehungsventil bleibt in einem Zustand Nummer eins.
Zur Zeit T8 wird der Verbrennungsmotor angehalten und der Elektromotor in einem Motorbetriebszustand aktiviert, wie dadurch angegeben ist, dass die Spur des Verbrennungsmotorzustands auf ein niedrigeres Niveau übergeht. Der Verbrennungsmotor kann ansprechend auf ein niedrigeres vom Fahrer gefordertes Drehmoment oder andere Betriebsbedingungen (nicht dargestellt) angehalten werden. Der Elektromotor wird ansprechend auf das Deaktivieren des Verbrennungsmotors aktiviert. Der Batterieladezustand beginnt abzunehmen, nachdem der Elektromotor aktiviert wurde. Das Umgehungsventil leitet das Arbeitsmedium ansprechend darauf, dass die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur oberhalb des Schwellenwerts 502 bleibt, weiter zum Expander 302. Bei einigen Beispielen kann das Umgehungsventil ansprechend darauf, dass der Verbrennungsmotor angehalten wurde, vom Zustand eins zum Zustand zwei oder drei umgeschaltet werden, so dass Abgasenergie zur Pumpe/zum Wärmetauscher statt ausschließlich zum Expander geleitet wird, um die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur zu erhöhen.
Zur Zeit T9 wird die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur auf ein Niveau unterhalb des Schwellenwerts 502 verringert. Dadurch geht der Zustand des Umgehungsventils vom Zustand Nummer eins zum Zustand Nummer drei über. Der Batterieladezustand wird weiter verringert, weil der Elektromotor weiter arbeitet. Der Verbrennungsmotor bleibt angehalten, und der Elektromotor arbeitet.
Zur Zeit T10 geht der Zustand des Umgehungsventils des Abgaswärmerückgewinnungssystems ansprechend darauf, dass die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur auf weniger als das Schwellenniveau 504 verringert wird, vom Zustand Nummer drei, wo das Wärmeübertragungsmedium dem Expander und der Pumpe zugeführt wird, auf den Zustand Nummer zwei über, wo das Wärmeübertragungsmedium ausschließlich der Pumpe/dem Wärmetauscher zugeführt wird. Der Verbrennungsmotor wird auch ansprechend darauf reaktiviert, dass die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur bei einem niedrigeren Niveau liegt. Der Elektromotor arbeitet während eines Zeitraums nach der Zeit T10 weiter in einem Motormodus.
Zur Zeit T11 nimmt die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur auf ein Niveau oberhalb des Schwellenniveaus 502 zu. Das Umgehungsventil des Abgaswärmerückgewinnungssystems ändert den Zustand vom Zustand Nummer zwei zum Zustand Nummer eins ansprechend darauf, dass die Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur das Schwellenniveau 502 übersteigt. Der Batterieladezustand beginnt zuzunehmen, wenn der Betriebszustand des Umgehungsventils vom Zustand Nummer zwei zum Zustand Nummer eins geändert wird. Der Verbrennungsmotor arbeitet weiter, und der Elektromotor befindet sich in einem angehaltenen Zustand.
Demgemäß kann der Zustand des Umgehungsventils des Abgaswärmerückgewinnungssystems eingestellt werden, um vorzuschreiben, wohin die Abgasenergie verteilt wird. Insbesondere kann die Abgasenergie zum Verbrennungsmotorkühlmittel geleitet werden, um die Verbrennungsmotortemperatur zu erhöhen, oder zu einem Expander geleitet werden, der einen Generator dreht, um elektrische Energie bereitzustellen. Falls der Verbrennungsmotor warm ist, kann Verbrennungsmotorkühlmittelenergie auf das Wärmeübertragungsmedium übertragen werden, um das Wärmeübertragungsmedium vorzuheizen, bevor es in den Verdampfer eintritt, so dass weniger Abgaswärme erforderlich sein kann, um das Wärmeübertragungsmedium zu verdampfen.
Wie Durchschnittsfachleute verstehen werden, kann das in 4 beschriebene Verfahren eine oder mehrere von einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien in der Art ereignisgetriebener, interruptgetriebener, Multitasking-, Multithreading- und ähnlicher Verarbeitungsstrategien repräsentieren. Dabei können verschiedene erläuterte Schritte oder Funktionen in der erläuterten Sequenz oder parallel ausgeführt werden oder in manchen Fällen fortgelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt erforderlich, um die hier beschriebenen Aufgaben, Merkmale und Vorteile zu erreichen, sondern sie ist im Interesse einer einfachen Erläuterung und Beschreibung vorgesehen. Wenngleich dies nicht explizit erläutert wurde, werden Durchschnittsfachleute verstehen, dass einer oder mehrere der erläuterte Schritte oder Funktionen, abhängig von der bestimmten verwendeten Strategie, wiederholt ausgeführt werden können. Ferner können die beschriebenen Tätigkeiten, Operationen, Verfahren und/oder Funktionen graphisch einen in einen nicht flüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Verbrennungsmotorsteuersystem zu programmierbaren Code darstellen.
Dies schließt die Beschreibung. Während Fachleute sie lesen, werden ihnen zahlreiche Abänderungen und Modifikationen einfallen, ohne vom Gedanken und vom Schutzumfang der Beschreibung abzuweichen. Beispielsweise können I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Verbrennungsmotoren, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen arbeiten, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft verwenden.
Bezugszeichenliste
Fig. 4ANFANG

402: BESTIMMEN VON BETRIEBSBEDINGUNGEN
404: ARBEITSMEDIUM AM ABGASWÄRMERÜCKGEWINNUNGSVENTIL IN EINER GASPHASE?
N: NEIN
406: POSITIONIEREN DES ABGASWÄRMERÜCKGEWINNUNGSVENTILS ZUM LEITEN DES WÄRMEÜBERTRAGUNGSMEDIUMS VOM ABGASVERDAMPFER ZUM PUMPENEINLASS
408: BATTERIELADEZUSTAND GRÖSSER ALS SCHWELLENWERT?
410: POSITIONIEREN DES ABGASWÄRMERÜCKGEWINNUNGSVENTILS ZUM LEITEN DES WÄRMEÜBERTRAGUNGSMEDIUMS VOM ABGASVERDAMPFER ZUM EXPANDER
414: POSITIONIEREN DES ABGASWÄRMERÜCKGEWINNUNGSVENTILS ZUM LEITEN DES WÄRMEÜBERTRAGUNGSMEDIUMS VOM ABGASVERDAMPFER ZUM PUMPENEINLASS
418: NIMMT VERBRENNUNGSMOTORTEMPERATUR ZU?
412: VERBRENNUNGSMOTORTEMPERATUR GRÖSSER ALS ERSTE SCHWELLENTEMPERATUR?
416: VERBRENNUNGSMOTORTEMPERATUR GRÖSSER ALS ZWEITE SCHWELLENTEMPERATUR?
422: POSITIONIEREN DES ABGASWÄRMERÜCKGEWINNUNGSVENTILS ZUM LEITEN DES WÄRMEÜBERTRAGUNGSMEDIUMS VOM ABGASVERDAMPFER ZUM PUMPENEINLASS
424: POSITIONIEREN DES ABGASWÄRMERÜCKGEWINNUNGSVENTILS ZUM LEITEN DES WÄRMEÜBERTRAGUNGSMEDIUMS VOM ABGASVERDAMPFER ZUM EXPANDER
420: POSITIONIEREN DES ABGASWÄRMERÜCKGEWINNUNGSVENTILS ZUM LEITEN DES WÄRMEÜBERTRAGUNGSMEDIUMS VOM ABGASVERDAMPFER ZUM PUMPENEINLASS UND ZUM EXPANDER ENDE

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7353661 [0002]

Claims

Verbrennungsmotorsystem, welches Folgendes umfasst: einen Verbrennungsmotor mit einem entlang einem Abgassystem angeordneten Verdampfer, einen Expander in Fluidkommunikation mit dem Verdampfer, einen Kondensator in Fluidkommunikation mit dem Verdampfer, einen Verbrennungsmotorkühlmittelwärmetauscher in thermischer Kommunikation mit dem Kondensator, wobei der Verbrennungsmotorkühlmittelwärmetauscher einen Ausgang aufweist, der in Fluidkommunikation mit einem Eingang des Verdampfers steht.
Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 1, welches ferner Folgendes umfasst: ein Umgehungsventil mit einem ersten Auslass, der in direkter Fluidkommunikation mit dem Expander steht, und einem zweiten Auslass, der in direkter Fluidkommunikation mit einer Pumpe oder dem Verbrennungsmotorkühlmittelwärmetauscher steht.
Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 2, wobei ein Einlass des Umgehungsventils in direkter Fluidkommunikation mit einem Auslass des Expanders steht.
Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 2, welches ferner eine Steuereinrichtung umfasst, wobei die Steuereinrichtung in einem nicht flüchtigen Speicher gespeicherte Befehle zum Betätigen des Umgehungsventils aufweist.
Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 4, wobei die Befehle den Betriebszustand des Umgehungsventils ansprechend auf eine Verbrennungsmotorbetriebsbedingung einstellen.
Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 5, wobei der Betriebszustand des Verbrennungsmotors darauf beruht, ob sich der Verbrennungsmotor dreht und ob er Luft und Kraftstoff verbrennt.
Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 5, wobei der Betriebszustand des Verbrennungsmotors auf der Verbrennungsmotorkühlmitteltemperatur beruht.