DE102014222391B4 - Verfahren und Fahrzeugsystem zur Auspuffdrosselung für eine Fahrgastraumheizung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Heizen eines Fahrzeugfahrgastraums, umfassend:Schließen einer Auspuffdrossel (164) bei Umleiten mindestens eines Teils des gedrosselten Abgases durch einen vor einer Auspuffdrossel (164) gekoppelten Abgasrückführungskühler (EGR-Kühler 162), wobei die Auspuffdrossel (164) hinter einem Abgaskatalysator (170) gekoppelt ist; und Übertragen von Wärme vom EGR-Kühler (162) auf einen Heizungskern (52), der zum Zuführen von Wärme zum Fahrzeugfahrgastraum ausgelegt ist; undwährend eine Temperatur des Abgaskatalysators (170) unter einer Schwellentemperatur liegt und während die Auspuffdrossel (164) geschlossen ist, Verzögern einer Zündzeitsteuerung, wobei ein Betrag einer Zündverzögerung auf der Grundlage der Temperatur des Abgaskatalysators (170) eingestellt wird.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und ein System zum Heizen eines Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs. Derartige Verfahren und Systeme sind etwa in WO 2008/ 125 762A1 , US 2011 / 0 132 337 A1 , JP 2011 - 7 078 A und DE 101 43 091 A1 offenbart.
  • Eine schnelle Fahrgastraumheizung eines Kraftfahrzeugs ist erwünscht, insbesondere während kalter Umgebungsbedingungen, um Fahrgästen Annehmlichkeit bereitzustellen. Herkömmlicherweise kommt die Fahrgastraumwärme vom Verbrennungsmotorkühlmittel, das indirekt durch eine massive Erhöhung der Abgaswärme erwärmt werden kann. Ein solches Verfahren ist allerdings energieineffizient und verschwendet Kraftstoff, weil nur ein kleiner Bruchteil der Abgaswärme im Verbrennungsmotorkühlmittel erscheint.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass Abgaswärme, deren Weg durch Drosseln des Auspuffs geändert wird, zurückgewonnen und direkt dem Fahrgastraumheizsystem zugeleitet werden kann, statt indirekt über das Verbrennungsmotorkühlsystem zum Fahrgastraumheizsystem geleitet zu werden. Demgemäß wird ein Verfahren zum Heizen eines Fahrzeugfahrgastraums bereitgestellt, das Schließen einer Auspuffdrossel bei Umleiten mindestens eines Teils des gedrosselten Abgases durch einen vor der Drossel gekoppelten Abgasrückführungskühler (EGR-Kühler, EGR - exhaust gas recirculation) und Übertragen von Wärme vom EGR-Kühler auf einen Heizungskern, der zum Zuführen von Wärme zum Fahrzeugfahrgastraum ausgelegt ist, umfasst.
  • Auf diese Weise kann der Auspuff gedrosselt werden, um den Abgasstrom durch einen EGR-Kühler zu leiten, und Abgaswärme kann über den EGR-Kühler zum Fahrgastraumheizsystem übertragen werden. Dadurch kann der Fahrgastraumheizsystem-Heizungskern direkt mit früher Abgaswärme beaufschlagt werden, anstatt dass die frühe Abgaswärme über den Verbrennungsmotor abgeführt wird und Flächen berührt. Somit kann zum Heizen des Fahrzeugfahrgastraums verwendete Energie reduziert werden, wodurch die Kraftstoffökonomie erhöht wird.
  • Somit kann bei dem oben beschriebenen Verfahren Abgaswärme gegenüber Verbrennungsmotorerwärmung für Fahrgastraumheizung priorisiert werden. Das Verbrennungsmotorkühlmittel könnte sogar eiskalt sein, und dieses System würde immer noch vom Abgas abgezogene Fahrgastraumwärme bereitstellen. Dies kann mehrere Vorteile aufweisen. Erstens stellt es eine schnelle Fahrgastraumheizung beim Start bereit. Zweitens stellt es ein effektives Verfahren zum Führen der Abgaswärme zum Fahrgastraumheizungskern bereit, was für Leerlaufbedingungen bei kalten Umgebungstemperaturen wesentlich ist. Wenn genug Kühlmittelwärme für Fahrgastraumheizung zur Verfügung steht, arbeitet das System konventionell. In diesem konventionellen Fall würde die Drosselung des Abgases beendet werden, um es durch den EGR-Kühler zu leiten. Sollte EGR-Kühlung erforderlich sein, hat der Fahrgastraum die Priorität zur Verwendung dieser abgezogenen Wärme. Ist keine Fahrgastraumwärme erforderlich, wird die Wärme dem Kühlmittelsystem zugeführt.
  • In einigen Beispielen kann des Weiteren Abgaskondensation im Abgas zu einem Wasser-Wärmetauscher beabsichtigt sein. Dies ergibt eine verbesserte Wärmeübertragung von dem Abgas zum Wärmetauscher aufgrund der Verdampfungswärme. In einigen Beispielen kann die Steuerung den Betrieb so einstellen, dass nicht gestattet wird, dass der Abgasstrom in das Motoreinlasssystem strömt (EGR), bis die Temperatur des Wärmetauschers (EGR-Kühlertemperatur) hoch genug ist, um Kondensation zu vermeiden. Abgaskondensation im Abgasweg kommt jedoch bei fast allen oder sogar allen Motorstarts vor.
  • Die vorstehenden Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung für sich oder in Zusammenhang mit der anliegenden Zeichnung leicht verstanden werden.
  • Es sei bemerkt, dass die vorstehende Kurzfassung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben werden. Es ist nicht vorgesehen, dass sie Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands identifiziert, dessen Schutzumfang ausschließlich durch die der detaillierten Beschreibung folgenden Ansprüche definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementationen beschränkt, die irgendwelche der vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung dargelegten Nachteile lösen.
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotorsystems.
    • 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Heizen eines Fahrzeugfahrgastraums gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 3 zeigt ein Beispiel einer Einstellung einer Auspuffdrossel und einer Heizungskernumwälzungspumpe zum Beschleunigen des Aufwärmens des Heizungskerns gemäß der vorliegenden Offenbarung.
    • 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Maximieren der Wärmeübertragung auf einen Fahrzeugfahrgastraum gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • Die 5 - 6 zeigen Diagramme, welche Ansätze zum Auswählen einer Flussrate zum Maximieren der Wärmeübertragung auf einen Fahrzeugfahrgastraum gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen.
  • Es werden Verfahren und Systeme zum Beschleunigen des Aufwärmens eines Heizungskerns in einem Fahrzeugverbrennungsmotor in der Art des Verbrennungsmotorsystems aus 1 bereitgestellt. Während eines Kaltstarts und eines Aufwärmens eines Verbrennungsmotors können synergistische Vorteile eines erhöhten Abgasstaudrucks und einer anschließenden Wärmeabfuhr an einem EGR-Kühler vorteilhaft verwendet werden, um die dem Heizungskern bereitgestellte Kühlmitteltemperatur schnell zu erhöhen. Der herkömmliche Ansatz, um Wärme aus dem Auspuff heraus zu befördern und in das Verbrennungsmotorkühlmittel zu übertragen, schließt das Maximieren der Kühlmittelflussrate und das Minimieren des Kühlmittelvolumens (durch Isolieren von Kühlmittelzweigen in der Art des in den Kühler verlaufenden Zweigs) ein.
  • Bei der beanspruchten Konfiguration wird das Kühlmittel jedoch aus dem allgemeinen Kühlmittelsystem des Verbrennungsmotors entnommen, es läuft durch das Wärmeaufnahmeelement (EGR-Kühler) und läuft dann durch den Kühlkörper (Heizungskern) und wird an das allgemeine Kühlmittelsystem des Verbrennungsmotors abgegeben. In diesem Fall gibt es eine gegebene Kühlmittelflussrate, welche eine maximale Wärmeübertragung auf den Heizungskern erreicht. Diese Kühlmittelflussrate ist eine Funktion des Temperaturabfalls des Heizungskerns. Die maximale Wärme wird übertragen, wenn das Produkt aus dem Temperaturabfall über den Heizungskern und der Flussrate maximiert wird.
  • Eine Steuereinrichtung kann dafür ausgelegt sein, ein Verfahren in der Art der als Beispiel dienenden Verfahren aus den 2 und 4 auszuführen, um ein hinter einem EGR-Durchgangsabgriff angeordnetes Auspuffventil zu drosseln, um den Abgasstaudruck zu erhöhen, während auch ein EGR-Ventil geschlossen wird, um zumindest einen Teil des Gases vom gedrosselten Auspuff durch einen EGR-Kühler strömen zu lassen. Durch Drosseln des Auspuffs, statt den Auspuff zu umgehen, erhält das Abgas eine erhöhte Verweilzeit am Wärmetauscher. Es kann einen Tertiäreffekt einer besseren Wärmeübertragung bei einem höheren Druck geben. Der erhöhte Staudruck ermöglicht eine schnelle Erhöhung der Verbrennungsmotortemperatur durch Einsperren heißen Abgases in Verbrennungsmotorzylindern, während der Fluss gedrosselten Abgases durch einen EGR-Kühler eine Erhöhung der Kühlmitteltemperatur durch Abgaswärmeabfuhr am EGR-Kühler ermöglicht. Eine als Beispiel dienende Heizungskernumwälzungspumpe und Auspuffdrosseleinstellungen werden anhand der 3 - 4 beschrieben. Als Beispiel dienende Systemeigenschaften und Flussratenauswahlparameter werden anhand der 5 - 6 beschrieben.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsystems 106. Das Fahrzeugsystem 106 weist ein Verbrennungsmotorsystem 108, einschließlich eines mit einem Emissionssteuersystem 122 gekoppelten Verbrennungsmotors 100, auf. Der Verbrennungsmotor 100 weist mehrere Zylinder 130 auf. Der Verbrennungsmotor 100 weist auch einen Einlass 123 und einen Auspuff 125 auf. Der Einlass 123 kann frische Luft von der Atmosphäre durch einen Ansaugdurchgang 142 aufnehmen. Die in den Ansaugdurchgang 142 eintretende Luft kann durch einen Luftfilter 190 gefiltert werden. Der Ansaugdurchgang 142 kann eine hinter einem Ansaugkompressor 152 angeordnete Luftansaugdrossel 182 und einen Ansaug-Ladeluftkühler 184 aufweisen. Die Ansaugdrossel 182 kann dafür ausgelegt sein, den Fluss von Ansauggas (beispielsweise aufgeladener Ansaugluft), das in einen Verbrennungsmotoransaugkrümmer 144 eintritt, einzustellen. Der Auspuff 125 weist einen Auspuffkrümmer 148 auf, der zu einem Auspuffdurchgang 145 führt, welcher Abgas über ein Auspuffrohr 135 an die Atmosphäre leitet.
  • Der Verbrennungsmotor 100 kann ein aufgeladener Verbrennungsmotor mit einer Aufladevorrichtung in der Art eines Turboladers 150 sein. Der Turbolader 150 kann den Ansaugkompressor 152, der entlang dem Ansaugdurchgang 142 angeordnet ist, und eine Abgasturbine 154, die entlang dem Auspuffdurchgang 145 angeordnet ist, aufweisen. Der Kompressor 152 kann über eine Welle 156 zumindest teilweise durch die Turbine 154 angetrieben werden. Der durch den Turbolader bereitgestellte Aufladungsbetrag kann durch eine Verbrennungsmotorsteuereinrichtung variiert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann ein durch eine Ladedruckregelklappe (nicht dargestellt) gesteuerter Umgehungsdurchgang über die Abgasturbine geschaltet sein, so dass ein Teil der durch den Auspuffdurchgang 145 strömenden Abgase oder alle dadurch strömenden Abgase die Turbine 154 umgehen können. Durch Einstellen der Position der Ladedruckregelklappe kann die Menge des durch die Turbine zugeführten Abgases geändert werden, wodurch der Aufladungsbetrag, der dem Verbrennungsmotoreinlass zugeführt wird, geändert wird.
  • Gemäß weiteren Ausführungsformen kann ein ähnlicher durch ein Umgehungsventil (nicht dargestellt) gesteuerter Umgehungsdurchgang über den Ansaugkompressor geschaltet sein, so dass ein Teil der vom Kompressor 152 komprimierten Ansaugluft oder die gesamte dadurch komprimierte Ansaugluft in den Ansaugdurchgang 142 vor dem Kompressor 152 rückgeführt werden kann. Durch Einstellen der Position des Kompressorumgehungsventils kann während ausgewählter Bedingungen der Druck im Ansaugsystem verringert werden, um die Wirkungen einer Kompressorpumpbelastung zu verringern.
  • Ein optionaler Ansaug-Ladeluftkühler 184 kann hinter dem Kompressor 152 im Ansaugdurchgang aufgenommen sein, um die Temperatur der durch den Turbolader komprimierten Ansaugluft zu verringern. Insbesondere kann ein Ansaug-Ladeluftkühler 184 vor der Ansaugdrossel 182 aufgenommen sein oder in den Ansaugkrümmer 144 integriert sein.
  • Das mit dem Auspuffdurchgang 145 gekoppelte Emissionssteuersystem 122 weist einen Katalysator 170 auf. Der Katalysator 170 kann bei einem Beispiel mehrere Katalysatorblöcke aufweisen. Bei einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen verwendet werden, die jeweils mehrere Blöcke aufweisen. Der Katalysator 170 kann bei einem Beispiel ein Dreiwegekatalysator sein. Bei anderen Beispielen kann der Katalysator 170 ein Oxidationskatalysator, eine Mager-NOx-Falle, eine selektive Katalysatorreduktions-(SCR)-Vorrichtung, ein Teilchenfilter oder eine andere Abgasbehandlungsvorrichtung sein. Wenngleich der Katalysator 170 gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen hinter der Turbine 154 angeordnet ist, kann der Katalysator 170 gemäß anderen Ausführungsformen vor einer Turboladerturbine oder an einem anderen Ort im Verbrennungsmotorauspuffdurchgang angeordnet werden, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen.
  • Eine Auspuffdrossel 164 oder ein Staudruckventil kann im Auspuffdurchgang hinter dem Abgaskatalysator 170 angeordnet sein. Gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen kann eine Steuereinrichtung 120 die Position der Auspuffdrossel 164 auf der Grundlage verschiedener Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen und Parameterwerte (beispielsweise Verbrennungsmotorkaltstart, gespeichertes Vakuumniveau, Abschalten usw.) steuern. Gemäß anderen Ausführungsformen können die Auspuffdrossel, der Auspuffdurchgang und andere Komponenten so ausgelegt sein, dass die Auspuffdrossel nach Bedarf während verschiedener Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen, ohne einen Eingriff durch das Steuersystem, mechanisch gesteuert wird. Die Auspuffdrossel 164 kann den Fluss nicht einfach am EGR-Kühler 162 vorbeileiten, sondern das Abgas durch einen den Fluss beschränkenden Weg, der den EGR-Kühler 162, einen Umgehungsdurchgang 165, einen Auspuffdurchgang 168 und das Auspuffrohr 135 aufweist, leiten. Durch derartiges Verringern des Flussbereichs der Auspuffdrossel 164 wird der Auspuff gedrosselt und der Fluss durch den EGR-Kühler 162 erhöht. Wie mit Bezug auf 2 dargelegt, kann die Auspuffdrossel 164 durch die Steuereinrichtung 120 während Verbrennungsmotorkaltstartbedingungen selektiv geschlossen werden, um den Abgasdruck und die Abgastemperatur schnell zu erhöhen. Durch Drosseln des Auspuffventils kann eine größere Menge heißen Abgases in einem Verbrennungsmotorzylinder eingesperrt werden, wodurch die Abgastemperatur weiter erhöht wird und das Erreichen der Aktivationstemperatur durch den stromabwärts gelegenen Abgaskatalysator beschleunigt wird. Das gedrosselte Abgas kann auch einen höheren Druck als das nicht gedrosselte Abgas aufweisen, was zu einer erhöhten Auspufftemperatur und/oder einer erhöhten Verweilzeit in verschiedenen Auspuffkomponenten führt. Ferner kann das heiße Abgas durch einen EGR-Kühler geleitet werden, der in einer EGR-Umgehungsleitung angeordnet ist, welche den Verbrennungsmotorauspuff mit dem Verbrennungsmotoreinlass koppelt. Der EGR-Kühler kann als ein Abgas-zu-Kühlmittel-Wärmetauscher wirken, um Kühlmittel, das dem Heizungskern des Fahrgastraumheizsystems zugeleitet wird, zu erwärmen, um dadurch die Heizung des Fahrgastraums zu beschleunigen. Es sei bemerkt, dass jegliche vom EGR-Kühler extrahierte Wärme zuerst dem Heizungskern des Fahrgastraums zur Verfügung steht, und dass nur dann, wenn überschüssige Wärme vorhanden ist, die Wärme zum Kühlsystem des Verbrennungsmotors übertragen wird.
  • Dabei kann die Verbesserung der Wärmeübertragung auf den Verbrennungsmotor, den Abgaskatalysator und den Heizungskern des Fahrgastraumheizsystems durch Drosseln des Auspuffs auf wenigstens zwei Effekte zurückgeführt werden. Erstens hat jede gegebene Menge des Abgases wegen der erhöhten Abgasmenge im EGR-Kühler 162 infolge ihrer erhöhten Dichte eine höhere Verweilzeit im EGR-Kühler 162. Anders ausgedrückt, verbringt das Hochtemperaturabgas, wenn gedrosselt wird, mehr Zeit in Kontakt mit dem Katalysator und dem EGR-Kühler, den gewünschten Empfängern der Wärme. Ferner lässt die Ausdehnung an die Atmosphäre nach dem Durchlaufen des Katalysators und des EGR-Kühlers die Temperatur möglicherweise bis unter die Umgebungstemperatur abfallen, was ein Beleg für die Wirksamkeit der Wärmeentnahme ist, während der Druck noch hoch ist. Insbesondere werden durch die Verwendung einer hinter dem Katalysator angeordneten Auspuffdrossel die Zeit und die Temperatur erheblich erhöht, während eine gegebene Abgasmenge in Kontakt mit Verbrennungsmotorteilen steht. Dies beschleunigt die Katalysatoraktivierung. Es sei bemerkt, dass, wenngleich die dargestellte Ausführungsform eine Erweiterung des Auspuffs hinter dem Katalysator durch eine Auspuffdrossel erreicht, gemäß alternativen Ausführungsformen das Gleiche durch eine hinter dem Katalysator angeordnete Öffnung im Auspuffdurchgang 168 erreicht werden kann.
  • Die Auspuffdrossel 164 kann während der meisten Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen in einer ganz geöffneten Position (oder in der Position einer weit offenen Drossel) gehalten werden, sie kann jedoch unter bestimmten Bedingungen, wie nachstehend detailliert beschrieben wird, dafür ausgelegt sein, zu schließen, um den Auspuffstaudruck zu erhöhen. Gemäß einer Ausführungsform kann die Auspuffdrossel 164 zwei Beschränkungsniveaus aufweisen, nämlich ganz offen oder ganz geschlossen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die Position der Auspuffdrossel 164 jedoch durch die Steuereinrichtung 120 auf mehrere Beschränkungsniveaus veränderlich einstellbar sein.
  • Wie hier beschrieben, können Einstellungen der Position der Auspuffdrossel den Luftfluss durch den Verbrennungsmotor beeinflussen. Beispielsweise kann eine ganz geschlossene Auspuffdrossel konzeptionell als eine „Kartoffel im Auspuffrohr“ verstanden werden, welche den Abgasfluss beschränkt, wodurch eine Erhöhung des Auspuffstaudrucks vor der geschlossenen Auspuffdrossel hervorgerufen wird. Diese Erhöhung des Auspuffstaudrucks führt zu einer direkten Erhöhung der Abgaswärmeübertragung, was während ausgewählter Bedingungen (beispielsweise während eines Kaltstarts und eines Aufwärmens des Verbrennungsmotors) vorteilhaft verwendet werden kann, um das Aufwärmen des Abgaskatalysators 170 und/oder des Fahrgastraumheizsystems zu beschleunigen. Gemäß einigen Ausführungsformen kann während des Schließens der Auspuffdrossel die Zündzeitsteuerung verzögert werden, um Abgastemperaturen weiter zu erhöhen, wodurch die Katalysatoraktivierung weiter beschleunigt wird.
  • Zum Kompensieren der Wirkungen der Auspuffdrosseleinstellung auf den Verbrennungsmotorluftfluss können eine oder mehrere andere Verbrennungsmotorkomponenten eingestellt werden. Beispielsweise kann, wenn die Auspuffdrossel schließt, der Massenluftfluss anfänglich abnehmen, und es kann dadurch eine Ansaugdrossel (in der Art der Ansaugdrossel 182) geöffnet werden, um mehr Luft in den Verbrennungsmotor einzulassen, um die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit beizubehalten und die Drehmomentschwankung zu verringern. Auf diese Weise kann, während die Auspuffdrossel verwendet wird, um den Staudruck zu steuern, der Luftfluss gesteuert werden, um das Verbrennungsmotorausgangsdrehmoment zu begrenzen. Bei einem weiteren Beispiel kann die Zündzeitsteuerung eingestellt werden (beispielsweise vorgezogen werden), während die Auspuffdrossel geschlossen ist, um die Verbrennungsstabilität zu verbessern. Gemäß einigen Ausführungsformen können Ventilzeiteinstellungen auch in Zusammenhang mit Drosselpositionseinstellungen verwendet werden (beispielsweise Einstellungen an einem Ventilüberlappungsbetrag), um die Verbrennungsstabilität zu verbessern. Beispielsweise können Ansaug- und/oder Auspuffventilzeitsteuerungen eingestellt werden, um die innere Abgasrückführung einzustellen und die Verbrennungsstabilität zu erhöhen.
  • Das Fahrzeugsystem 106 weist ferner ein Niederdruck-EGR-(LP-EGR)-System 161 auf. Das Niederdruck-EGR-(LP-EGR)-System 161 weist einen EGR-Durchgang 163 auf, der den Auspuffdurchgang 145 hinter dem Abgaskatalysator 170 und vor der Auspuffdrossel 164 mit einem Ansaugdurchgang 142 vor dem Kompressor 152 koppelt. Ein EGR-Kühler 162, der im EGR-Durchgang 163 angeordnet ist, kühlt das dadurch strömende Abgas, wie nachstehend detailliert beschrieben wird. Die Position eines EGR-Ventils 159, das sich im EGR-Durchgang 163 auf der Ansaugdurchgangsseite des EGR-Kühlers 162 befindet (beispielsweise hinter dem Ausgang des EGR-Kühlers 162), kann von der Steuereinrichtung 120 eingestellt werden, um die Menge und/oder die Rate des über das LP-EGR-System vom Auspuffdurchgang zum Ansaugdurchgang rückgeführten Abgases zu ändern. Gemäß einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Sensoren innerhalb des EGR-Durchgangs 163 angeordnet werden, um eine Angabe von einem oder mehreren von einem Druck, einer Temperatur und einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durch den LP-EGR-Durchgang rückgeführten Abgases bereitzustellen. Beispielsweise kann ein Temperatursensor 118 mit einem Ausgang (auf der Ansaugdurchgangsseite) des EGR-Kühlers 162 gekoppelt sein und dafür ausgelegt sein, eine Schätzung der Ausgangstemperatur des EGR-Kühlers bereitzustellen. Wie nachstehend dargelegt wird, kann während eines Kaltstarts und eines Aufwärmens des Verbrennungsmotors die Öffnung der Auspuffdrossel 164 auf der Grundlage der EGR-Kühlerausgangstemperatur eingestellt werden, um das Erwärmen auf die Verbrennungsmotortemperatur zu beschleunigen. Das durch den EGR-Durchgang 163 rückgeführte Abgas kann an einem Mischpunkt, der sich an der Verbindungsstelle zwischen dem EGR-Durchgang 163 und dem Ansaugdurchgang 142 befindet, mit frischer Ansaugluft verdünnt werden. Insbesondere kann die Verdünnung des EGR-Flusses durch Einstellen der Position des EGR-Ventils 159 eingestellt werden.
  • Dabei kann, wenn das EGR-Ventil 159 geschlossen ist, zumindest ein Teil des Abgases durch den EGR-Kühler 162 geleitet werden. Wie mit Bezug auf 2 dargelegt wird, kann die Wärmeabfuhr am EGR-Kühler durch selektives Erhöhen der Menge durch den EGR-Kühler 162 geleiteten (heißen) Abgases erhöht werden. Weil der EGR-Kühler ein Wärmetauscher ist, der dafür ausgelegt ist, Wärme mit dem Kühlmittel auszutauschen, das fluidmäßig mit einem Verbrennungsmotorkühlmittelsystem gekoppelt ist, kann die am EGR-Kühler abgeführte zusätzliche Wärme verwendet werden, um das zum Heizungskern des Fahrgastraumheizsystems gerichtete Kühlmittel zu erwärmen und dadurch den Fahrgastraum zu erwärmen. Nachdem es durch den Heizungskern hindurchgetreten ist, kann das Kühlmittel zum Verbrennungsmotorkühlsystem geleitet werden, wo es durch den Verbrennungsmotor und/oder einen oder mehrere Wärmetauscher hindurchtreten kann. Durch die Verwendung dieser Wärmeabfuhr zum Erhöhen der Temperatur des Heizungskerns während ausgewählter Betriebsbedingungen in der Art eines Kaltstarts und eines Aufwärmens des Verbrennungsmotors kann die Abgaskatalysatoraktivierung beschleunigt werden, während auch eine Fahrgastraumheizung während eines Kaltstarts bereitgestellt wird. Dabei stellt dies eine wirksamere Art zum Zurückgewinnen latenter Wärme vom Wasser im Abgas bereit. Während das Abgas kondensierend ist, kann es durch den Wärmetauscher geleitet und zum Auspuffrohr zurückgeführt werden. Während das Abgas nicht kondensierend ist, steht es für die LP-EGR zur Verfügung. (Dies ist typischerweise erwünscht, um Flüssigkeit aus Luftleitungen des Verbrennungsmotors herauszuhalten.) Während das EGR-Ventil 159 offen ist, kann es erforderlich sein, eine Pumpe 54 mit einer berechneten Flussrate laufen zu lassen, um zu verhindern, dass das Kühlmittel im EGR-Kühler 162 kocht.
  • Ein Umgehungsdurchgang 165 kann in das Fahrzeugsystem 106 aufgenommen sein, um den EGR -Durchgang 163 fluidmäßig mit dem Auspuffdurchgang 145 zu koppeln. Insbesondere kann der Umgehungsdurchgang 165 den EGR-Durchgang 163 auf der Ansaugdurchgangsseite des EGR-Kühlers 162 mit dem Auspuffdurchgang 145 hinter der Auspuffdrossel 164 (im Wesentlichen im Auspuffrohr 135) koppeln. Der Umgehungsdurchgang 165 ermöglicht es, dass zumindest ein Teil des Abgases nach dem Durchgang durch den EGR-Kühler 162 an die Atmosphäre abgegeben wird. Insbesondere kann Abgas (in der Art nach dem Schließen der Auspuffdrossel 164 erzeugten gedrosselten Abgases) während Bedingungen, bei denen das EGR-Ventil 159 geschlossen ist, in den EGR-Durchgang 163 und dann in den EGR-Kühler 162 und dann über den Umgehungsdurchgang 165 zum Auspuffrohr 135 geleitet werden. Durch Ablassen einigen Abgases durch den Umgehungsdurchgang 165, wenn das EGR-Ventil 159 geschlossen ist, kann der Auspuffdruck im EGR-Durchgang 163 (vor und bei dem EGR-Kühler 162) in Grenzen gehalten werden. Dies verringert dabei die Beschädigung von Komponenten des LP-EGR-Systems. Im Vergleich damit kann während Bedingungen, bei denen das EGR-Ventil 159 offen ist, auf der Grundlage des Öffnungsgrads des EGR-Ventils 159 und der Auspuffdrossel 164 und weiter auf der Grundlage eines angeforderten EGR-Betrags und eines Verhältnisses zwischen dem Ansaug- und dem Auspuffkrümmerdruck das Abgas über den EGR-Kühler 162 und den Umgehungsdurchgang 165 von einer Stelle vor der Auspuffdrossel 164 zu einer Stelle hinter der Auspuffdrossel 164 fließen oder von einer Stelle hinter der Auspuffdrossel 164 über den Umgehungsdurchgang 165 zur Auspuffdurchgangsseite des EGR-Kühlers 162 fließen. Weil die EGR zur Verdünnung bei höheren Abgasflüssen strömen gelassen werden kann, kann die Tatsache, dass ein Teil des Abgases die Auspuffdrossel 164 durch den Auspuffdurchgang 168 umgeht, einen minimalen Einfluss haben.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen (wie dargestellt) kann ein Auspuffdurchgang 168 im Umgehungsdurchgang 165 angeordnet sein. Ein angetriebener Fluss des Abgases durch den Auspuffdurchgang 168 kann genutzt werden, um an einem Ansaugstutzen des Auspuffdurchgangs 168 ein Vakuum zu erzeugen. Der Ansaugstutzen des Auspuffdurchgang 168 kann mit einem Vakuumvorratsbehälter 177 gekoppelt sein und darin aufgenommen sein. Das gespeicherte Vakuum kann dann einem oder mehreren Vakuumverbrauchern des Fahrzeugsystems in der Art eines Bremsverstärkers, vakuumbetätigter Ventile usw. zugeführt werden. Ein Vakuumsensor 192 kann mit dem Vakuumvorratsbehälter 177 gekoppelt sein, um eine Schätzung des verfügbaren Vakuums bereitzustellen. Bei einigen Beispielen kann das Abgas von einem Einlass des Auspuffdurchgangs 168 (auf der Ansaugdurchgangsseite des Auspuffdurchgangs) zu einem Ausgang des Auspuffdurchgangs 168 (auf der Auspuffdurchgangsseite des Auspuffdurchgangs) fließen. Zusätzlich zum Vakuum vom Auspuffdurchgang 168 kann der Vakuumvorratsbehälter 177 mit einer oder mehreren zusätzlichen Vakuumquellen in der Art anderer Ausstoßer, die innerhalb des Fahrzeugsystems 106 angeordnet sind, elektrisch angetriebener Vakuumpumpen, vom Verbrennungsmotor angetriebener Vakuumpumpen usw. gekoppelt sein. Ein Rückschlagventil kann zwischen dem Vakuumvorratsbehälter 177 und dem Auspuffdurchgang 168 angeordnet sein, um einen Vakuumverlust im Vakuumvorratsbehälter 177 zu verhindern.
  • Abhängig von der Position der Auspuffdrossel 164 und des EGR-Ventils 159 kann ein Teil des aus dem Katalysator 170 austretenden Abgases oder das gesamte daraus austretende Abgas das Auspuffstaudruckventil umgehen, in den EGR-Durchgang eintreten und durch den Umgehungsdurchgang 165 fließen und dabei einen durch den Auspuffdurchgang 168 angetriebenen Fluss bereitstellen. Wenn die Auspuffdrossel 164 beispielsweise offen ist und das EGR-Ventil 159 geschlossen ist, beschränkt die Auspuffdrossel nicht den Abgasfluss durch den Auspuffdurchgang 145, und nur wenig von dem im Auspuffdurchgang 145 hinter dem Katalysator 170 strömenden Abgas oder gar kein darin strömendes Abgas umgeht die Auspuffdrossel über den Umgehungsdurchgang 165 (abhängig von der Stärke des Abgasflusses und von den relativen Durchmessern der Durchgänge Auspuffdurchgang 145 und Umgehungsdurchgang 165). Wenn die Auspuffdrossel teilweise offen ist und das EGR-Ventil geschlossen ist, kann, abhängig von der Stärke des Abgasflusses und von den relativen Durchmessern der Durchgänge Auspuffdurchgang 145 und Umgehungsdurchgang 165 etwas Abgas um die Auspuffdrossel strömen, während der Rest des Abgases durch den Auspuffdurchgang 168 über den Umgehungsdurchgang 165 umgeleitet wird, wobei die Auspuffdrossel umgangen wird. Wenn die Auspuffdrossel ganz geschlossen ist und das EGR-Ventil geschlossen ist, wird der gesamte Abgasfluss in den Umgehungsdurchgang 165 geleitet. Wenn das EGR-Ventil offen ist, kann auf der Grundlage der Öffnung des EGR-Ventils zumindest ein Teil des aus dem Katalysator 170 austretenden Abgases das Auspuffstaudruckventil umgehen, in den EGR-Durchgang eintreten und in den Ansaugdurchgang 142 zurückgeführt werden. Die Position der Auspuffdrossel und des EGR-Ventils kann eingestellt werden, um das Verbrennungsmotorsystem in einem von mehreren Betriebsmodi zu betreiben. Dabei können EGR- und Verbrennungsmotorerwärmungsanforderungen erfüllt werden, während vorteilhafterweise auch ein Vakuum am Auspuffdurchgang 168 erzeugt wird.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen (wie dargestellt) weist das Fahrzeugsystem 106 ferner ein Hochdruck-EGR-(HP-EGR)-System 171 auf. Das Hochdruck-EGR-(HP-EGR)-System 171 weist einen EGR-Durchgang 173 auf, der den Auspuffdurchgang 145 vor der Turbine 154 mit dem Ansaugdurchgang 142 hinter dem Kompressor 152 und vor dem Ansaug-Ladeluftkühler 184 und der Ansaugdrossel 182 koppelt. Ein EGR-Kühler 172, der im EGR-Durchgang 173 angeordnet ist, kühlt das dadurch strömende Abgas. Die Position des EGR-Ventils 179, das sich im EGR-Durchgang 173 auf der Ansaugdurchgangsseite des EGR-Kühlers 172 befindet, kann durch die Steuereinrichtung 120 eingestellt werden, um die Menge und/oder die Rate des über das HP-EGR-System vom Auspuffdurchgang zum Ansaugdurchgang zurückgeführten Abgases zu ändern. Gemäß einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Sensoren innerhalb des EGR-Durchgangs 173 angeordnet werden, um eine Angabe von einem oder mehreren vom Druck, von der Temperatur und vom Luft-Kraftstoff-Verhältnis des durch den EGR-Durchgang 173 zurückgeführten Abgases bereitzustellen.
  • Das Fahrzeugsystem 106 weist ferner einen Fahrgastraumheizkreis 50 auf. Wie dargestellt, weist der Fahrgastraumheizkreis 50 einen Heizungskern 52, eine Umwälzpumpe 54, eine Kühlmittelleitung 56 und einen Kühlmittelvorratsbehälter auf. Der Kühlmittelvorratsbehälter kann ein verhältnismäßig großes Kühlmittelvolumen aufweisen und bei einem Beispiel der Verbrennungsmotor 100 sein. Bei einem anderen Beispiel kann der Vorratsbehälter ein getrennter Tank oder ein getrennter Vorratsbehälter in der Art eines Kühlmittelvorratsbehälters 60 sein (beispielsweise kann der Kühlmittelvorratsbehälter ein Entgasungstank oder ein Kühlmittelspeichertank sein). Der Heizungskern 52 empfängt Kühlmittel über die Kühlmittelleitung 56 vom EGR-Kühler 162. Die Umwälzpumpe 54 ist dafür ausgelegt, Kühlmittel von einem Kühlmittelvorratsbehälter zum EGR-Kühler 162 und zum Heizungskern 52 zu pumpen. Die Umwälzpumpe 54 kann an irgendeiner Stelle in Reihe mit dem EGR-Kühler und dem Heizungskern angeordnet sein. Die Umwälzpumpe 54 kann einen Motor aufweisen, der beispielsweise durch ein Signal von der Steuereinrichtung 120 aktiviert wird. Bei einigen Beispielen kann die Umwälzpumpe 54 dafür ausgelegt sein, die Flussrate des vom EGR-Kühler 162 zum Heizungskern 52 gepumpten Kühlmittels beispielsweise auf der Grundlage einer Rückkopplung vom am Eingang des Heizungskerns 52 angeordneten Temperatursensor 58a und/oder einer Rückkopplung vom am Ausgang des Heizungskerns 52 angeordneten Temperatursensor 58b einzustellen. Ein Gebläse oder ein Lüfter (nicht dargestellt) kann Luft über den Heizungskern 52 und in den Fahrzeugfahrgastraum blasen, um den Fahrzeugfahrgastraum zu erwärmen. Wie dargestellt ist, wird das Kühlmittel nach dem Austreten aus dem Heizungskern 52 zu einem oder mehreren vom Verbrennungsmotor 100 und vom Kühlmittelvorratsbehälter 60 geleitet. Bei einigen Beispielen, wie durch eine gepunktete Linie 59 gezeigt ist, kann das Kühlmittel durch den Verbrennungsmotor 100 und den Kühlmittelvorratsbehälter 60 geleitet werden. Das durch den Verbrennungsmotor 100 geleitete Kühlmittel kann beispielsweise durch einen oder mehrere Kühlmittelmäntel oder -hülsen, die im Verbrennungsmotorblock angeordnet sind, geleitet werden. Zusätzliche Kühlmittelleitungen, Pumpen, Kühler, Thermostate usw. können vorhanden sein und dafür ausgelegt sein, Kühlmittel auf der Grundlage der Verbrennungsmotortemperatur durch den Verbrennungsmotor und/oder den Kühler zu leiten.
  • Während Verbrennungsmotoraufwärmbedingungen, bei denen der Verbrennungsmotor unter einer Schwellentemperatur liegt (beispielsweise unter einer Anspringtemperatur eines Katalysators im Abgassystem), können der Verbrennungsmotor 100 und/oder der Kühlmittelvorratsbehälter 60 bewirken, dass ein verhältnismäßig großes Volumen kalten Kühlmittels gespeichert wird, weil das Kühlmittel nach dem Hindurchlaufen durch den Heizungskern abgekühlt ist und durch den Verbrennungsmotor nicht aufgewärmt wird (weil der Verbrennungsmotor noch kalt ist). Auf diese Weise kann zum Maximieren der Wärmeübertragung auf den Fahrgastraum die Flussrate des in den Heizungskern eintretenden Kühlmittels (nachdem es durch den EGR-Kühler erwärmt wurde) auf der Grundlage des Temperaturabfalls über den Heizungskern und einer Beziehung zwischen dem Temperaturabfall über den Heizungskern und der Flussrate des Kühlmittels (die auf verschiedenen Systemparametern beruhen kann, wie dem Fahrgastraumheizungsbedarf, der Gebläsegeschwindigkeit usw.) eingestellt werden, um eine Flussrate bereitzustellen, welche die Wärmeübertragung auf den Fahrzeugfahrgastraum maximiert. Die Kühlmittelflussrate, welche die Wärmeübertragung auf den Fahrzeugfahrgastraum während Verbrennungsmotoraufwärmbedingungen maximiert, kann unter einigen Bedingungen nicht die maximale Flussrate sein.
  • Auf diese Weise bietet das dargestellte System sowohl eine Abgaswärmerückgewinnung auf Anforderung als auch eine Vakuumerzeugung auf Anforderung auf Kosten eines erhöhten Abgasstaudrucks (nur während der Anforderung). Wenngleich eine Abgaswärmerückgewinnung bekannt ist, dient die vorstehend beschriebene Anordnung zur Abgaswärmerückgewinnung erst der Fahrgastraumheizung und führt eine Erwärmung des Verbrennungsmotors nur mit niedrigerer Priorität aus. Dabei gibt es drei Funktionen, die auf dem Auspuffdruck beruhen. Die erste Funktion ist die EGR.
  • Insbesondere beruht die EGR auf einem minimalen Staudruck, um bei der gegebenen Verbrennungsmotorbedingung und der EGR-Flussratenanforderung zu fließen. Zweitens beruht die Abgaswärmerückgewinnung auf einem bestimmten Staudruck, um ihr Wärmeübertragungsziel zu erreichen. Schließlich beruht der Ausstoßer auf einem gegebenen Auspuffstaudruck, um eine gegebene Abpumprate zu erreichen. Die Steuereinrichtung verwendet eine Abwägungsstrategie, welche einen Auspuffstaudruck auf der Grundlage der Prioritäten und Beschränkungen des Gesamtsystems wählt, um es zu ermöglichen, dass die verschiedenen Anforderungen erfüllt werden.
  • Der Verbrennungsmotor 100 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem 140, das die Steuereinrichtung 120 aufweist, und durch eine Eingabe von einem Fahrzeugbediener über eine Eingabevorrichtung (nicht dargestellt) gesteuert werden. Das Steuersystem 140 ist dafür ausgelegt, Informationen von mehreren Sensoren 160 (von denen hier verschiedene Beispiele beschrieben sind) zu empfangen und Steuersignale zu mehreren Betätigungselementen 180 zu senden. Beispielsweise können die Sensoren 160 einen Abgassauerstoffsensor 126, der mit dem Auspuffkrümmer 148 gekoppelt ist, einen MAP-Sensor 121, der mit dem Ansaugkrümmer 144 gekoppelt ist, einen Abgaskatalysatortemperatursensor 117, einen Auspuffdrucksensor 119, der sich vor dem Katalysator 170 im Auspuffrohr 135 befindet, einen Abgastemperatursensor 128 und einen Auspuffdrucksensor 129, der sich hinter dem Katalysator 170 im Auspuffrohr 135 befindet, einen Temperatursensor 58a, einen Temperatursensor 58b und einen im Vakuumvorratsbehälter 177 angeordneten Vakuumsensor 192 einschließen. Verschiedene Abgassensoren können auch in den Auspuffdurchgang 145 hinter dem Katalysator 170 aufgenommen werden, wie Sensoren für teilchenförmige Materie (PM-Sensoren), NOx-Sensoren, Sauerstoffsensoren, Ammoniaksensoren, Kohlenwasserstoffsensoren usw. Andere Sensoren, wie zusätzliche Druck-, Temperatur-, Luft-Kraftstoff-Verhältnis- und Zusammensetzungssensoren, können mit verschiedenen Orten im Fahrzeugsystem 106 gekoppelt werden. Bei einem weiteren Beispiel können Betätigungselemente 180 einen Kraftstoffeinspritzer 166, die Auspuffdrossel 164, das EGR-Ventil 159, die Umwälzpumpe 54 (beispielsweise einen Motor der Umwälzpumpe) und die Ansaugdrossel 182 einschließen. Andere Betätigungselemente, wie eine Vielzahl zusätzlicher Ventile und Drosseln, können mit verschiedenen Orten im Fahrzeugsystem 106 gekoppelt werden. Die Steuereinrichtung 120 kann Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren empfangen, die Eingangsdaten verarbeiten und die Betätigungselemente ansprechend auf die verarbeiteten Eingangsdaten auf der Grundlage darin programmierter Befehle oder darin programmierten Codes, entsprechend einer oder mehreren Routinen, auslösen. Als Beispiel dienende Steuerroutinen werden hier mit Bezug auf die 2 - 4 beschrieben. Die Umwälzpumpe 54 kann bei einigen Beispielen durch eine mit einer konstanten Leistung angetriebene Pumpe ersetzt werden, die jedoch gedrosselt ist, um die Flussrate zu begrenzen.
  • Wenngleich 1 eine Auspuffdrossel zum Drosseln eines weniger beschränkenden Wegs (beispielsweise des Auspuffdurchgangs) und zum Drücken des Abgases in einen stärker beschränkenden Weg (beispielsweise den EGR-Durchgang) aufweist, sind auch andere Konfigurationen zum Leiten des Abgases durch den EGR-Kühler möglich. Beispielsweise kann ein Ablenkventil das Abgas direkt durch den EGR-Durchgang und in den EGR-Kühler leiten.
  • Demgemäß sieht das System aus 1 ein Fahrzeugsystem vor, welches Folgendes umfasst: einen Verbrennungsmotor mit einem Einlass und einem Auspuff, einen Abgasrückführungs-(EGR)-Durchgang, welcher den Auspuff mit dem Einlass koppelt, wobei der EGR-Durchgang einen EGR-Kühler und ein EGR-Ventil aufweist, eine EGR-Umgehungsleitung, die über den EGR-Kühler geschaltet ist, ein Fahrgastraumheizsystem mit einem Heizungskern und einer Umwälzpumpe, die dafür ausgelegt ist, Kühlmittel vom EGR-Kühler zum Heizungskern zu pumpen, und eine Auspuffdrossel, die im Auspuff hinter einem Eingang des EGR-Durchgangs und vor einem Ausgang des EGR-Durchgangs angeordnet ist.
  • Das System umfasst ferner eine Steuereinrichtung, welche Befehle aufweist, um während eines Fahrgastraumheizungsmodus die Auspuffdrossel und das EGR-Ventil zu schließen, um gedrosseltes Abgas durch den EGR-Kühler und über die EGR-Umgehungsleitung zurück zum Auspuff zu drücken, um den EGR-Kühler zu erwärmen. Der Fahrgastraumheizungsmodus kann ansprechend auf eine oder mehrere von einer unter einem Schwellenwert liegenden Verbrennungsmotortemperatur, einer unter einem Schwellenwert liegenden Umgebungstemperatur, einer unter einem Schwellenwert liegenden Heizungskerntemperatur und einer über einem Schwellenwert liegenden Fahrgastraumheizungsanforderung, die beispielsweise auf der Grundlage einer Heizanforderung von einem Fahrzeugbediener oder Fahrgast bereitgestellt wird, eingeleitet werden.
  • Die Steuereinrichtung weist ferner Befehle zum Einstellen der Flussrate des Kühlmittels auf der Grundlage der Einlasstemperatur des Heizungskerns auf. Dies kann das Deaktivieren der Umwälzpumpe, wenn die Einlasstemperatur des Heizungskerns unter einer Schwellentemperatur liegt, und das Aktivieren der Umwälzpumpe, wenn die Einlasstemperatur des Heizungskerns oberhalb der Schwellentemperatur liegt, einschließen.
  • 2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 200 zum Bereitstellen von Wärme für einen Fahrzeugfahrgastraum. Das Verfahren 200 kann durch eine Steuereinrichtung in der Art der Steuereinrichtung 120 gemäß darin gespeicherten Befehlen ausgeführt werden, um Abgaswärme über einen EGR-Kühler (in der Art des EGR-Kühlers 162) zurückzugewinnen und die Wärme einem Heizungskern des Fahrgastraumheizsystems (in der Art des Heizungskerns 52) bereitzustellen.
  • Bei 202 schätzt das Verfahren Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen. Dies kann das Messen und/oder Ableiten von Bedingungen in der Art der Verbrennungsmotortemperatur, der Abgastemperatur und des Abgasdrucks, des barometrischen Drucks, der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit, des Aufladeniveaus, des Krümmerdrucks, des Krümmerluftflusses, der Fahrgastraumwärmeanforderung usw. einschließen. Bei 204 kann auf der Grundlage der geschätzten Betriebsbedingungen eine EGR-Anforderung des Verbrennungsmotors bestimmt werden. Beispielsweise kann der Betrag der Verbrennungsmotorverdünnung oder von Resten, die erforderlich sind, um die Leistung und die Verbrennungsstabilität des Verbrennungsmotors zu verbessern, bestimmt werden. Auf der Grundlage der bestimmten EGR-Anforderung kann die EGR-Ventilposition bestimmt werden. Insbesondere kann ein Öffnen des EGR-Ventils auf der Grundlage der EGR-Anforderung bestimmt werden, wobei die Öffnung des EGR-Ventils zunimmt (d.h. das EGR-Ventil wird zu einer weiter geöffneten Position verschoben), wenn die EGR-Anforderung zunimmt.
  • Bei 206 wird bestimmt, ob ein Betrieb in einem Abgaswärmerückführungsmodus angezeigt ist. Während des Abgaswärmerückführungsmodus kann die Abgastemperatur, wie nachstehend in weiteren Einzelheiten erklärt wird, durch Schließen einer Auspuffdrossel (beispielsweise der Auspuffdrossel 164) hinter einem EGR-Durchgang (in der Art des EGR-Durchgangs 163) erhöht werden. Das Abgas wird dann durch einen im EGR-Durchgang angeordneten EGR-Kühler geleitet und, abhängig von der Position eines EGR-Ventils hinter dem EGR-Kühler, entweder zum Verbrennungsmotoreinlass oder über eine EGR-Umgehungsleitung zum Verbrennungsmotorauspuff geleitet. Durch Drosseln des Auspuffs nimmt die Temperatur des Abgases zu, was bewirken kann, dass die Temperatur eines Katalysators vor der Auspuffdrossel zunimmt und die Wärmemenge zunimmt, die am EGR-Kühler an das Kühlmittel abgeführt werden kann. Weil der EGR-Kühler in thermischem Kontakt mit dem Heizungskern des Fahrgastraumsystems und dem Verbrennungsmotorkühlmittelsystem steht, kann die Temperatur des Heizungskerns und des Verbrennungsmotors erhöht werden, wenn die Auspuffdrossel geschlossen wird.
  • Auf diese Weise kann der Betrieb im Abgaswärmerückführungsmodus auf der Grundlage eines oder mehrerer Betriebsparameter angezeigt sein. Bei einem Beispiel kann der Verbrennungsmotor im Abgaswärmerückführungsmodus betrieben werden, wenn die Verbrennungsmotortemperatur unter einem Schwellenwert liegt und/oder wenn die Fahrzeugfahrgastraumwärmeanforderung über einem Schwellenwert liegt. Während dieser Bedingungen kann ein schnelles Aufheizen des Fahrzeugfahrgastraums erwünscht sein, so dass Abgaswärme für das Erwärmen des Heizungskerns zurückgewonnen werden kann. Bei einem anderen Beispiel kann der Abgaswärmerückführungsmodus angezeigt sein, wenn die Einlasstemperatur des Heizungskerns des Fahrgastraumheizsystems unter einer Schwellentemperatur liegt. Bei anderen Beispielen kann der Abgaswärmerückführungsmodus angezeigt sein, wenn die Umgebungstemperatur unter einer Schwellentemperatur liegt, die Katalysatortemperatur unter einem Schwellenwert liegt (beispielsweise der Katalysatoranspringtemperatur) und/oder wenn die Ausgangstemperatur des EGR-Kühlers unter einem Schwellenwert liegt.
  • Falls ein Abgaswärmerückführungsmodus nicht angezeigt ist, wird das Verfahren 200 bei 208 fortgesetzt, um die Auspuffdrossel und das EGR-Ventil auf der Grundlage von EGR-Anforderungen einzustellen. Beispielsweise kann die Auspuffdrossel eingestellt werden, um einen gewünschten Betrag des Auspuffstaudrucks bereitzustellen, der erforderlich ist, um die EGR in den Verbrennungsmotoreinlass zu treiben. Das Verfahren 200 springt dann zurück.
  • Falls der Abgaswärmerückführungsmodus angezeigt ist, wird das Verfahren 200 bei 210 fortgesetzt, um die Auspuffdrossel in eine geschlossene Position zu bewegen und zumindest einen Teil des Abgases zum EGR-Kühler zu leiten. Bei einem Beispiel schließt das Schließen der Auspuffdrossel das vollständige Schließen der Auspuffdrossel ein. Bei einem anderen Beispiel schließt das Schließen der Auspuffdrossel das Bewegen der Auspuffdrossel von der aktuellen Position zu einer stärker geschlossenen Position ein. Durch Schließen der Auspuffdrossel kann der Auspuffstaudruck erhöht werden, wodurch die Abgastemperatur erhöht wird, was dabei hilft, das Erwärmen des Abgaskatalysators und des EGR-Kühlers zu beschleunigen. Zusätzlich kann das Verfahren 200 während des Abgaswärmerückführungsmodus und während die Auspuffdrossel geschlossen ist, das Verzögern der Funkenzündzeitsteuerung bei 212 aufweisen. Durch Verzögern der Zündzeitsteuerung kann die Abgastemperatur weiter erhöht werden, wodurch das Beschleunigen der Abgaserwärmung weiter unterstützt wird. Ein angewendeter Zündverzögerungsbetrag kann beispielsweise auf der Grundlage der Temperatur des Abgaskatalysators oder auf der Grundlage der Temperatur des Heizungskerns eingestellt werden. Beispielsweise kann, wenn die Differenz zwischen der Temperatur des Abgaskatalysators und der Schwellentemperatur zunimmt, eine stärkere Zündverzögerung angewendet werden (solange die Verbrennungsstabilität nicht beeinträchtigt wird).
  • Der Abgaswärmerückführungsmodus kann bei 214 das Bewegen des EGR-Ventils in eine geschlossene Position und das Leiten von Abgas durch die EGR-Umgehungsleitung nach dem Hindurchtreten durch den EGR-Kühler aufweisen. Bei einigen Beispielen kann das EGR-Ventil ganz geschlossen werden, während das EGR-Ventil bei anderen Beispielen in eine teilweise geschlossene Position bewegt werden kann. Durch Schließen des EGR-Ventils wird das Abgas, das andernfalls zum Verbrennungsmotoreinlass geleitet werden würde, durch die EGR-Umgehungsleitung zum Auspuff zurück geleitet. Auf diese Weise wird nur die angeforderte EGR-Menge (welche, insbesondere während eines Kaltstarts des Verbrennungsmotors, keine EGR einschließen kann) dem Verbrennungsmotoreinlass zugeführt, während noch gedrosseltes Abgas durch den EGR-Kühler geleitet wird, um den EGR-Kühler zu erwärmen.
  • Wenn aufgenommen, kann ein Vakuum durch einen in der EGR-Umgehungsleitung angeordneten Auspuffdurchgang erzeugt werden.
  • Bei 216 stellt das Verfahren 200 die Kühlmittelflussrate einer Heizungskernumwälzungspumpe ein. Bei einem Beispiel kann die Kühlmittelflussrate auf der Grundlage der Temperatur des Heizungskerns eingestellt werden, wie bei 217 angegeben ist. Um die Erwärmung des Fahrgastraums zu beschleunigen, wird der Heizungskern des Fahrgastraumheizsystems mit Wärme versorgt, die durch Kühlmittel, das durch die Umwälzpumpe vom EGR-Kühler zum Heizungskern gepumpt wird, aus dem Abgas in den EGR-Kühler abgeführt wird. Während dieses Modus hat die Erwärmung des Heizungskerns Priorität gegenüber der EGR-Kühlung, so dass die Kühlmittelflussrate eingestellt werden kann, um den Heizungskern mit heißem Kühlmittel vom EGR-Kühler zu versorgen und den Heizungskern bei einer Zieltemperatur zu halten. Demgemäß kann die Heizungskernumwälzungspumpe bei einigen Beispielen nur dann aktiviert werden, wenn das aus dem EGR-Kühler austretende Kühlmittel oberhalb einer Schwellentemperatur liegt, wie bei 218 angegeben ist. Ferner wird das Kühlmittel, wie bei 220 angegeben ist, vom EGR-Kühler zum Heizungskern des Fahrzeugfahrgastraumheizsystems geleitet, wenn die Umwälzpumpe aktiviert wird. Das Einstellen der Flussrate der Umwälzpumpe kann das Erhöhen der Flussrate einschließen, wenn die Temperatur des Heizungskerns (beispielsweise die Heizungskerneingangstemperatur) unterhalb einer Schwellentemperatur liegt. Das Einstellen der Flussrate kann auch das Erhöhen der Flussrate, wenn die Temperatur des aus dem EGR-Kühler austretenden Kühlmittels größer als eine Schwellentemperatur ist, und das Verringern der Flussrate, wenn die Kühlmitteltemperatur unterhalb der Schwellentemperatur liegt, einschließen. Auf diese Weise wird dem Heizungskern nur erwärmtes Kühlmittel zugeführt, wodurch die Erwärmung des Heizungskerns maximiert wird. Die Schwellentemperatur des Kühlmittels kann eine geeignete Temperatur sein, die beispielsweise größer ist als die Temperatur des Heizungskerns, größer oder gleich der Zieltemperatur des Heizungskerns oder eine andere Schwellentemperatur ist.
  • Bei einigen Beispielen wird die Umwälzpumpe nicht mit einer Flussrate betrieben, die höher ist als dass Wärme am Heizungskern aus dem Kühlmittel extrahiert werden kann. Falls die Pumpe zu langsam läuft, kann nur eine geringe oder keine Wärmeübertragung auftreten. Ähnlich tritt eine geringe Wärmeübertragung auf, falls die Pumpe zu schnell läuft. Bei einer optimalen Geschwindigkeit bewegt sie am meisten Wärme vom Auspuff zum Fahrgastraum. Wenn der Delta-T-Wert über den Heizungskern, multipliziert mit der Flussrate, maximal ist, ist die Kühlmittelflussrate optimal. Demgemäß kann die Kühlmittelflussrate gemäß einigen Ausführungsformen auf der Grundlage des Temperaturabfalls über den Heizungskern und auf der Grundlage der Flussrate des Kühlmittels eingestellt werden, wie bei 221 angegeben ist und wie nachstehend in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf 4 beschrieben wird.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann ein Thermostat vor oder hinter der Heizungskernumwälzungspumpe bereitgestellt werden. Der Thermostat kann den Kühlmittelfluss zum Heizungskern blockieren, bis das Kühlmittel eine Schwellentemperatur erreicht. Falls ein Thermostat bereitgestellt ist, kann, statt die Flussrate der Umwälzpumpe einzustellen, die Pumpe mit der maximalen Flussrate betrieben werden. Weil ein Thermostat nicht den Temperaturabfall über den Heizungskern erfasst, kann er die optimale Flussrate nicht festlegen. Er könnte jedoch ein unzureichendes Pumpen warmen Kühlmittels zum Heizungskern ausschließen.
  • Bei 222 bestimmt das Verfahren 200, ob eine Temperaturbedingung erfüllt wurde. Die Temperaturbedingung kann auf den Betriebsbedingungen beruhen, die angezeigt haben, dass der Verbrennungsmotor im Abgaswärmerückführungsmodus betrieben werden sollte. Falls der Abgaswärmerückführungsmodus beispielsweise angezeigt war, weil die Verbrennungsmotortemperatur unter einer Schwellentemperatur lag und eine Fahrgastraumwärmeanforderung größer als eine Schwellenanforderung war, kann die Temperaturbedingung eine oder mehrere der folgenden einschließen: Die Verbrennungsmotortemperatur erreicht die Schwellentemperatur, und der Heizungskern des Fahrgastraumheizsystems erreicht eine Zieltemperatur (die Zieltemperatur auf der Grundlage der Fahrgastraumheizanforderung). Bei einem anderen Beispiel kann die Temperaturbedingung einschließen, dass der Abgaskatalysator die Anspringtemperatur erreicht. Falls die Temperaturbedingung nicht erfüllt wurde, kehrt das Verfahren 200 zu 210 zurück, um den Auspuff weiter zu drosseln und erwärmtes Kühlmittel vom EGR-Kühler zum Heizungskern zu leiten.
  • Falls die Temperaturbedingung erfüllt wurde, wird das Verfahren 200 bei 224 fortgesetzt, um die Auspuffdrossel zu einer offenen Position zu bewegen. Bei einem Beispiel kann die Auspuffdrossel ganz geöffnet werden. Bei einem alternativen Beispiel kann die Auspuffdrossel, nachdem die Temperatur der Temperaturbedingung erfüllt wurde, auf der Grundlage der Katalysatortemperatur, der Ausgangstemperatur des EGR-Kühlers und/oder der Heizungskerntemperatur eingestellt werden, wobei die Auspuffdrossel aus einer stärker geschlossenen Position in eine weiter offene Position verschoben wird, wenn die Temperatur des Katalysators, des EGR-Kühlers oder des Heizungskerns ansteigt.
  • Bei 226 kann auch das EGR-Ventil geöffnet werden (oder zu einer weiter offenen Position bewegt werden), falls die EGR erforderlich ist. Insbesondere kann die Öffnung des EGR-Ventils auf der Grundlage der EGR-(und Verbrennungsmotorverdünnungs)-Anforderung des Verbrennungsmotors eingestellt werden. Ferner kann bei 228 die Zündzeitsteuerung vorgezogen werden, falls die Zündzeitsteuerung bei 212 verzögert wurde.
  • Auf diese Weise wird eine hohe Abgaswärmerate beispielsweise durch Verzögern der Zündzeitsteuerung vorgeschrieben. Dann kann der Auspuff gedrosselt werden, um Abgas durch den EGR-Kühler zu drücken, was dazu führt, dass der EGR-Kühler als ein Abgas-zu-Kühlmittel-Wärmetauscher dient. Schließlich kann der Umwälzmotor des Heizungskerns gesteuert werden, um dem Heizungskern Kühlmittel oberhalb einer Schwellentemperatur zuzuführen. Auf diese Weise kann der Heizungskern des Fahrgastraumsystems schnell erwärmt werden, ohne die Abgaswärme auf das gesamte Kühlmittelsystem und die Kontaktflächen zu verteilen.
  • Die Koordination der Einstellungen der Auspuffdrosselung und der Heizungskernumwälzungspumpe zum Beschleunigen der Erwärmung des Heizungskerns wird nun mit Bezug auf das Beispiel aus 3 gezeigt. Insbesondere zeigt ein Kennfeld 300 Auspuffdrosseleinstellungen bei einem Graphen 302, eine EGR-Kühler-Auslasstemperatur bei einem Graphen 304, eine Heizungskerntemperatur bei einem Graphen 306 und einen Heizungskernumwälzpumpenstatus bei einem Graphen 308. Alle Graphen sind gegen die Zeit aufgetragen (entlang der x-Achse).
  • Bei t1 kann ein Verbrennungsmotor angelassen und aufgewärmt werden. Insbesondere kann bei t1 ansprechend darauf, dass die Temperatur unterhalb eines Schwellenwerts liegt (in der Art einer Verbrennungsmotortemperatur oder einer Heizungskerntemperatur), ein Kaltstart des Verbrennungsmotors eingeleitet werden. Während des Kaltstarts des Verbrennungsmotors kann der Verbrennungsmotor betrieben werden, während sowohl eine Auspuffdrossel (302) als auch ein EGR-Ventil geschlossen sind. Beim dargestellten Beispiel sind die Auspuffdrossel und das EGR-Ventil ganz geschlossen, es ist jedoch zu verstehen, dass bei einem anderen Beispiel die Auspuffdrossel und das EGR-Ventil in eine weiter geschlossene Position bewegt werden können. Das Schließen der Auspuffdrossel bewirkt, dass der vor (beispielsweise unmittelbar vor) der Auspuffdrossel geschätzte Auspuffstaudruck zunimmt und dass auch die Abgastemperatur zunimmt.
  • Wenn die Auspuffdrossel geschlossen ist, wird zumindest ein Teil des geschlossenen Abgases in einen EGR-Durchgang (oder eine EGR-Abzweigung), einschließlich des EGR-Ventils und eines vor dem EGR-Ventil angeordneten EGR-Kühlers, umgeleitet wird. Beim vorliegenden Beispiel können sowohl das EGR-Ventil als auch der EGR-Kühler in einem Niederdruck-EGR-Durchgang angeordnet sein, wobei der EGR-Durchgang einen Verbrennungsmotorauspuff vor der Auspuffdrossel und hinter dem Katalysator fluidmäßig mit einem Verbrennungsmotoreinlass vor einem Ansaugkompressor koppelt. Der erhöhte Fluss erwärmten Abgases durch den EGR-Kühler bewirkt eine Temperaturerhöhung am EGR-Kühler (wie durch eine Erhöhung der Auslasstemperatur des EGR-Kühlers gezeigt ist, 304). Dies bewirkt wiederum eine erhöhte Wärmeabfuhr am EGR-Kühler, wobei die abgeführte Wärme auf das Kühlmittel des EGR-Kühlers übertragen wird.
  • Bevor die Ausgangstemperatur des EGR-Kühlers (beispielsweise die Kühlmitteltemperatur) eine Schwellentemperatur (T_KÜHLMITTEL) erreicht, wird die Umwälzpumpe deaktiviert (308). Auf diese Weise kann das Kühlmittel im EGR-Kühler gehalten werden, statt zum Heizungskern gepumpt zu werden. Dabei kann das Kühlmittel schnell durch den EGR-Kühler erwärmt werden. Sobald das Kühlmittel zur Zeit t2 die Schwellentemperatur erreicht, wird die Umwälzpumpe aktiviert und mit der maximalen Flussrate betrieben. Das erwärmte Kühlmittel wird zum Heizungskern gepumpt, und die Temperatur des Heizungskerns beginnt anzusteigen (306).
  • Die Flussrate der Umwälzpumpe kann auf der Grundlage der Temperatur des Kühlmittels am EGR-Kühler eingestellt werden. Wenn die Laufzeit des Verbrennungsmotors zunimmt und mehr Abgas verfügbar wird, würde erwartet werden, dass die Kühlmittelrate zunimmt. Wenn demgemäß etwas Wärme ausgegeben wird, ist eine niedrige Flussrate erforderlich, wenn viel Wärme ausgegeben wird, wäre die Kühlmittelflussrate hoch. (Falls sich im Wasser nicht viel Wärme befindet, wirkt dies gegen das Ziel, Wasser mit einer hohen Rate zu pumpen.) Zur Zeit t3 wird eine Temperaturbedingung erfüllt. Beim dargestellten Beispiel schließt die Temperaturbedingung ein, dass der Heizungskern eine Zieltemperatur (T_KERN) erreicht. Die Auspuffdrossel wird zu einer offenen Position (beispielsweise ganz offen) bewegt. Es sei bemerkt, dass, wenngleich das dargestellte Beispiel zeigt, dass die Auspuffdrossel nach t2 allmählich zu einer weiter geöffneten Position bewegt wird, gemäß alternativen Ausführungsformen die Auspuffdrossel zur Zeit t2 ganz geöffnet werden kann. Dadurch nimmt die Abgastemperatur ab und nimmt auch die Auslasstemperatur des EGR-Kühlers ab. Die Flussrate der Heizungskernumwälzpumpe kann auf der Grundlage davon eingestellt (beispielsweise verringert) werden, dass sich der Heizungskern bei der Zieltemperatur befindet und/oder die Auslasstemperatur des EGR-Kühlers abnimmt. Die Flussrate der Umwälzpumpe kann weiter eingestellt werden (beispielsweise erhöht oder verringert werden), um die Zieltemperatur des Heizungskerns aufrechtzuerhalten.
  • Optional kann das EGR-Ventil (nicht dargestellt) geöffnet werden, nachdem die Auspuffdrossel geöffnet wurde, um einen gewünschten Abgasrückführungsbetrag bereitzustellen. Dabei kann der erforderliche EGR-Betrag auf der Grundlage von Verbrennungsmotorbetriebsbedingungen und Verbrennungsmotorverdünnungsanforderungen bestimmt werden. Falls beispielsweise eine größere Verbrennungsmotorverdünnung erforderlich ist, kann das EGR-Ventil zu einer weiter geöffneten Position bewegt werden.
  • Das erwärmte Kühlmittel führt dann zu einer Erhöhung der Heizungskerntemperatur, was dabei hilft, den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors beim Kaltstart zu erhöhen, während auch das Erwärmen des Abgaskatalysators unterstützt wird. Wenn das EGR-Ventil auch geschlossen ist, wird das durch den EGR-Kühler umgeleitete erwärmte Abgas dann vom Ausgang des EGR-Kühlers in einen Umgehungdurchgang strömen gelassen, der mit dem Verbrennungsmotorauspuff hinter der Auspuffdrossel zurück verbindet. Von dort aus wird das Abgas an die Atmosphäre abgelassen. Dabei beschleunigt die Kombination des Schließens der Auspuffdrossel und des EGR-Ventils (zur Erhöhung des Auspuffstaudrucks und der Abgastemperatur und zur Wärmeabfuhr am EGR-Kühler) die Erwärmung des Heizungskerns. Insbesondere ermöglicht der Ansatz, wie dargestellt, dass die Heizungskerntemperatur das Ziel (T_KERN) in einem kleineren Zeitraum erreicht als es ohne Schließen beider Ventile möglich wäre.
  • Vorhergehende Systeme wurden typischerweise so ausgelegt, dass das Kühlmittel gepumpt wird (beispielsweise mit der maximalen Flussrate), wenn es heiß ist. Dies erfolgt entweder mit Thermostaten oder temperaturgeregelten Pumpen oder Ventilen. Beim hier beschriebenen System wird jedoch eine Pumprate ausgewählt, welche die Wärmeübertragung optimiert. Zur Berechnung der optimalen Flussrate für eine maximale Wärmeübertragung wird die Temperaturänderung über den Wärmetauscher bestimmt. Diese Rate kann bei einigen Beispielen nicht die maximale oder minimale Flussrate sein. Das heißt, dass kein Pumpen erforderlich sein kann, wenn der Heizungskern über einer Schwellentemperatur liegt. Sobald die Ausgangstemperatur des Heizungskerns in der Nähe einer Zieltemperatur liegt, kann die Pumprate verringert werden. Mit anderen Worten kann das Pumpen unterbrochen werden, falls die Ausgangstemperatur genügend hoch ist.
  • Demgemäß sieht das vorstehend mit Bezug auf die 2 und 3 beschriebene Verfahren vor: ein Verfahren zum Erwärmen eines Fahrzeugfahrgastraums mit folgenden Schritten: Schließen einer Auspuffdrossel, während zumindest ein Teil des gedrosselten Abgases durch einen Abgasrückführungs-(EGR)-Kühler umgeleitet wird, der vor die Drossel geschaltet ist, und Übertragen von Wärme vom EGR-Kühler auf einen Heizungskern, der dafür ausgelegt ist, dem Fahrzeugfahrgastraum Wärme bereitzustellen.
  • Das Verfahren kann auch einschließen, dass beim Übertragen von Wärme vom EGR-Kühler auf den Heizungskern eine Heizungskernumwälzungspumpe betrieben wird, um das Kühlmittel vom EGR-Kühler durch den Heizungskern zu pumpen. Das Verfahren kann ferner folgende Schritte umfassen: Einstellen der Flussrate der Heizungskernumwälzungspumpe auf der Grundlage einer Eingangstemperatur des Heizungskerns und Leiten des Kühlmittels vom Heizungskern zum Verbrennungsmotor, bevor das Kühlmittel zum EGR-Kühler zurückgeführt wird.
  • Das Umleiten des Teils des gedrosselten Abgases durch den EGR-Kühler kann Folgendes einschließen: Umleiten eines Teils des gedrosselten Abgases durch den EGR-Kühler, der sich innerhalb eines EGR-Durchgangs befindet, während ein EGR-Ventil im EGR-Durchgang bei einer weiter geschlossenen Position gehalten wird, wobei der EGR-Durchgang einen Verbrennungsmotorauspuff von einem Ort vor der Auspuffdrossel fluidmäßig mit einem Verbrennungsmotoreinlass vor einem Ansaugkompressor koppelt. Bei einem Beispiel ist der EGR-Durchgang ein Niederdruck-EGR-Durchgang.
  • Das Umleiten kann ferner einschließen: Leiten des Teils des gedrosselten Abgases von einem Ausgang des EGR-Kühlers zum Verbrennungsmotorauspuff hinter der Auspuffdrossel über einen Umgehungsdurchgang. Die Auspuffdrossel kann hinter einen Abgaskatalysator geschaltet sein, und das Verfahren kann ferner folgenden Schritt umfassen: während die Temperatur des Abgaskatalysators unter einer Schwellentemperatur liegt und während die Auspuffdrossel geschlossen ist, Verzögern der Zündzeitsteuerung, wobei der Betrag der Zündzeitsteuerung auf der Grundlage der Temperatur des Abgaskatalysators eingestellt wird.
  • Das Verfahren kann ferner folgenden Schritt umfassen: nachdem die Temperatur des Abgaskatalysators über die Schwellentemperatur angestiegen ist, Geschlossenhalten der Auspuffdrossel, während die Zündzeitsteuerung vorgezogen wird. Bei einem anderen Beispiel kann das Verfahren ferner folgenden Schritt umfassen: nachdem die Temperatur des Abgaskatalysators über die Schwellentemperatur angestiegen ist, Einstellen der Auspuffdrossel auf der Grundlage der Einlasstemperatur des Heizungskerns. Das Einstellen kann Folgendes einschließen: wenn die Einlasstemperatur des Heizungskerns ansteigt, Verschieben der Auspuffdrossel aus einer weiter geschlossenen Position in eine weiter offene Position.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren folgende Schritte: Einstellen der Flussrate des von einem Abgasrückführungs-(EGR)-Kühler zu einem Heizungskern des Fahrgastraumheizsystems gepumpten Pumpmittels auf der Grundlage der Eingangstemperatur des Heizungskerns und, während ausgewählter Bedingungen, Drosseln des Abgases, um den Auspuffdruck zu erhöhen und das Abgas durch den EGR-Kühler zu leiten, um Wärme vom Abgas über den EGR-Kühler auf den Heizungskern zu übertragen. Die ausgewählten Bedingungen können eine oder mehrere von nur dann, wenn eine Abgaskatalysatortemperatur unterhalb einer ersten Schwellentemperatur liegt, und dann, wenn die Eingangstemperatur des Heizungskerns unter einer zweiten Schwellentemperatur liegt, umfassen.
  • Das Drosseln des Abgases kann das Schließen einer im Verbrennungsmotorauspuff angeordneten Auspuffdrossel umfassen, und das Verfahren kann ferner folgenden Schritt umfassen: wenn ein EGR-Ventil hinter dem EGR-Kühler geschlossen wird, Leiten des gedrosselten Abgases vom EGR-Kühler über eine EGR-Umgehungsleitung zum Verbrennungsmotorauspuff hinter der Auspuffdrossel zurück.
  • Das Verfahren kann ferner folgenden Schritt umfassen: wenn das EGR-Ventil zumindest teilweise offen ist, Leiten von Abgas vom EGR-Kühler zu einem Verbrennungsmotoreinlass. Das Einstellen der Flussrate des Kühlmittels auf der Grundlage der Eingangstemperatur des Heizungskerns kann ferner Folgendes umfassen: Betreiben einer Heizungskernumwälzpumpe zum Leiten von Kühlmittel zum Heizungskern nur dann, wenn die Temperatur des Kühlmittels an einem Ausgang des EGR-Kühlers oberhalb einer Schwellentemperatur liegt.
  • Mit Bezug auf 4 wird nun ein Verfahren 400 zum Einstellen der Flussrate eines Kühlmittels in einen Wärmetauscher vorgestellt. Das Verfahren 400 kann während der Ausführung des Verfahrens 200 aus 2, wie vorstehend beschrieben, ausgeführt werden, um Wärme von einem Abgassystem über einen Heizungskern (beispielsweise den Heizungskern 52) auf einen Fahrzeugfahrgastraum zu übertragen, oder das Verfahren 400 kann unabhängig vom Verfahren 200 ausgeführt werden. Wenngleich beschrieben wird, dass das Verfahren 400 mit dem EGR-Kühler (beispielsweise dem EGR-Kühler 162) und dem Abgaswärmeabfuhrsystem, wie vorstehend beschrieben, ausgeführt wird, ist zu verstehen, dass das Verfahren 400 auch mit anderen Wärmetauschern in der Art eines EGR-Kühlers, eines Ladeluftkühlers usw. ausgeführt werden kann. Wenn es unabhängig vom Verfahren 200 ausgeführt wird, kann das Verfahren 400 ansprechend auf eine Angabe ausgeführt werden, dass ein Fahrzeugfahrgastraum Wärme fordert.
  • Bei 402 schätzt und/oder misst das Verfahren 400 Betriebsbedingungen. Die Betriebsbedingungen können die Kühlmitteltemperatur (vor und/oder hinter dem Heizungskern beispielsweise über den Temperatursensor 58a und den Temperatursensor 58b gemessen), die Verbrennungsmotortemperatur, die Kühlmittelpumpenleistung (in der Art der Leistung der Umwälzpumpe 54) und andere Bedingungen einschließen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Bei 404 bestimmt das Verfahren 400, ob das System unter Gleichgewichtsbedingungen arbeitet. Bei einem Beispiel können Gleichgewichtsbedingungen eine konstante Temperatur des in den Heizungskern eintretenden Kühlmittels (beispielsweise ändert sich die Kühlmitteltemperatur um weniger als einen Schwellenbetrag, wie 10 °C) und/oder eine konstante Wärmeanforderung vom Fahrzeugfahrgastraum einschließen. Ferner können Gleichgewichtsbedingungen einschließen, dass der Verbrennungsmotor eine stabile Betriebstemperatur erreicht. Auf diese Weise können Nicht-Gleichgewichtsbedingungen eine Aufwärmperiode einschließen, bei der sich die Temperatur des Kühlmittels um mehr als den Schwellenbetrag ändert, und/oder eine Verbrennungsmotoraufwärmperiode einschließen, bei der die Verbrennungsmotortemperatur kleiner als eine Schwellentemperatur ist (in der Art der Anspringtemperatur des Katalysators oder einer Standardverbrennungsmotorbetriebstemperatur).
  • Falls das System unter Gleichgewichtsbedingungen arbeitet, wird das Verfahren 400 bei 406 fortgesetzt, um die Kühlmittelpumpe bei der maximalen Flussrate zu betreiben. Während Gleichgewichtsbedingungen, bei denen sich die Eigenschaften des Fahrgastraumheizsystems und/oder des Verbrennungsmotorkühlmittel- und des Auspuffsystems nicht ändern, kann eine maximale Wärmeübertragung über den Heizungskern auf den Fahrzeugfahrgastraum bereitgestellt werden, indem das Kühlmittel bei der maximalen Flussrate durch den Heizungskern strömen gelassen wird. Demgemäß kann die Kühlmittelpumpe während Gleichgewichtsbedingungen (beispielsweise wenn sich der Verbrennungsmotor nicht in einer Aufwärmphase befindet) betrieben werden, um das Kühlmittel mit der maximalen Flussrate strömen zu lassen, und das Verfahren 400 springt dann zurück.
  • Während Nicht-Gleichgewichtsbedingungen ist die Flussrate des Kühlmittels, welche die Wärmeübertragung auf den Fahrgastraum maximiert, jedoch nicht notwendigerweise die maximale Flussrate. Falls die Temperatur hinter dem Heizungskern in der Nähe der Temperatur vor dem Heizungskern liegt, kann die Flussrate verringert werden, weil wenig Wärme zum Fahrgastraum geleitet wird. Demgemäß kann die Flussrate entsprechend den Systemeigenschaften optimiert werden, um eine maximale Wärmeübertragung auf den Fahrgastraum bereitzustellen.
  • Falls demgemäß bei 404 bestimmt wird, dass das System nicht unter Gleichgewichtsbedingungen arbeitet, wird das Verfahren 400 bei 408 fortgesetzt, um die Kühlmittelpumpleistung und den Temperaturabfall über den Heizungskern zu bestimmen. Die Pumpleistung kann bestimmt werden, um die Flussrate des Kühlmittels zu bestimmen (der Fluss wird als Funktion der Pumpleistung bestimmt). Die Steuereinrichtung schreibt die Pumpleistung vor und kennt sie demgemäß. Zum Bestimmen des Temperaturabfalls kann die Temperatur des Kühlmittels an zwei Punkten (vor und hinter dem Heizungskern) direkt gemessen werden, und die Temperaturdifferenz kann berechnet werden. Bei einigen Beispielen kann die Temperatur weiter hinten auf der Grundlage eines anderen Temperaturmesswerts in der Art eines Messwerts von Temperatursensoren in der Heizungsleitung geschätzt werden.
  • Bei 410 bestimmt das Verfahren 400 eine Systemkennlinie. Die Systemkennlinie kann die Beziehung zwischen dem Temperaturabfall über den Heizungskern und der Flussrate des Kühlmittels in den Heizungskern sein. Das heißt, dass die über den Heizungskern übertragene Wärmemenge (die durch den Temperaturabfall über den Heizungskern bestimmt werden kann) eine Funktion der Flussrate des Kühlmittels in den Heizungskern ist. Verschiedene Systemparameter können jedoch die Beziehung zwischen dem Temperaturabfall und der Flussrate beeinflussen. Beispielsweise können die Einstellung des Fahrgastraumheizgebläses, die Temperatur im Fahrgastraum und/oder die anfängliche Kühlmitteltemperatur alle beeinflussen, wie viel Wärme bei einer gegebenen Flussrate durch den Heizungskern extrahiert wird. Statt alle Variablen zu messen, welche die Beziehung zwischen der Flussrate und dem Temperaturabfall beeinflussen können, können die Systemeigenschaften bestimmt werden.
  • Sobald die Systemkennlinie bestimmt wurde, kann die Flussrate für eine maximale Wärmeübertragung zum Fahrgastraum für diese gegebene Kennlinie ausgewählt werden, wie bei 412 angegeben ist. Zum Bestimmen der Flussrate für eine maximale Wärmeübertragung (auch als Fahrgastraumleistung bezeichnet) für eine gegebene Systemkennlinie, unter der das System gegenwärtig arbeitet, können verschiedene Steueransätze verwendet werden. Zuerst kann ein Suchalgorithmus entwickelt werden, der die Leistungsmaxima (beispielsweise die maximale Wärmeübertragung auf den Fahrgastraum) in Echtzeit findet, während sich die Systemkennlinie ändert. Ein Beispiel dieses Ansatzes ist in 5 dargestellt, worin ein Diagramm 500 dargestellt ist, welches Hyperbeltangenten einer konstanten Fahrgastraumleistung zu Systemkennlinien zeigt. Die Systemkennlinien (in der Art einer Linie 504) zeigen die Beziehung zwischen dem Temperaturabfall (auf der vertikalen Achse aufgetragen) und der Flussrate (auf der horizontalen Achse aufgetragen), und die Kurven der konstanten Fahrgastraumleistung (in der Art einer Kurve 502) sind tangential zu einer jeweiligen Linie aufgetragen.
  • Ein nicht rekursiver Ansatz weist das Abbilden der Systemkennlinie durch Ändern der Flussrate (stückweise linear) und das anschließende Finden, welche dieser Flussraten den höchsten Fahrgastraumwärmefluss (d.h. Leistung) bietet, und das Auswählen dieses Betriebspunkts (bis die Systemkennlinie wieder abgebildet wird) auf. Ein Beispiel dieses Ansatzes ist in 6 dargestellt, worin ein Diagramm 600 gezeigt ist, welches Verschiebungen der optimalen Flussrate bei einer Verschiebung von Systemkennlinien zeigt. Dieser Ansatz erkennt an, dass, wenn sich die Systemkennlinie ändert, sich die optimale Flussrate ändert, und steuert die Flussrate auf der Grundlage eines groben Kennfelds der Systemkennlinie. Zum groben Abbilden der Systemkennlinie kann der Temperaturabfall bei der maximalen Flussrate und beispielsweise bei einer Flussrate von 15 % gemessen und aufgetragen werden, um eine Systemkennlinie (in der Art einer Linie 602) zu erhalten. Leistungskurven (in der Art einer Leistungskurve 604) können dann berechnet werden, und es können jeweilige Maxima gefunden werden.
  • Demgemäß kann, um zum Verfahren 400 aus 4 zurückzukehren, die Flussrate für eine maximale Wärmeübertragung für eine gegebene Systemeigenschaft ausgewählt werden. Wenngleich mehrere Eingaben die Beziehung zwischen der Flussrate und der Wärmeübertragung beeinflussen können, braucht das Verfahren, weil das System in einem bestimmten Moment in seiner thermischen Geschichte abgebildet wird, nichts anderes zu wissen als die Flussrate und den Temperaturabfall. Sobald ΔT * Fluss_rate maximal ist, wird die maximale Wärmeübertragung auf den Fahrgastraum erreicht.
  • Ferner kann die Flussrate, wie vorstehend erklärt und bei 414 angegeben ist, eingestellt werden, wenn sich die Systemkennlinie ändert. Bei einem Beispiel kann, wenn der Temperaturabfall über den Heizungskern ansteigt, die Flussrate zunehmen und kann, wenn der Temperaturabfall über den Heizungskern abnimmt, die Flussrate verringert werden.
  • Zum Steuern der Flussrate kann die Eingangsleistung der Umwälzpumpe gesteuert werden, selbst wenn eine für maximale Leistung eingestellte Pumpe gedrosselt wird, würde sie jedoch eine maximale Wärmeübertragung auf einen bestimmten Wärmetauscher erreichen. In diesem Fall ist dieser Wärmetauscher ein Heizungskern, er könnte jedoch auch durch andere Wärmetauscher gegeben sein, wie Kühler, EGR-Kühler, Ölkühler, Getriebeheizer, Ladeluftkühler usw.
  • Demgemäß umfasst gemäß einer Ausführungsform ein Verfahren für einen Verbrennungsmotor folgende Schritte: Pumpen von Kühlmittel von einem Kühlmittelvorratsbehälter zu einer Auspuffkomponente und dann zu einem Heizungskern, wobei das Kühlmittel durch die Auspuffkomponente erwärmt wird, und während Verbrennungsmotoraufwärmbedingungen, Einstellen der Flussrate des in einen Heizungskern eintretenden Kühlmittels, um die Wärmeübertragung auf einen Fahrzeugfahrgastraum zu maximieren. Das Einstellen der Flussrate des in den Heizungskern eintretenden Kühlmittels zum Maximieren der Wärmeübertragung auf den Fahrzeugfahrgastraum kann das Strömenlassen des Kühlmittels mit einer weniger als maximalen Flussrate, selbst dann, wenn die Wärmeanforderung des Fahrzeugfahrgastraums bei einer maximalen Wärmeanforderung liegt, umfassen.
  • Das Einstellen der Flussrate des Kühlmittels in den Heizungskern kann das Einstellen der Flussrate auf eine gewünschte Flussrate des Kühlmittels in Zusammenhang mit einer gegebenen Betriebsbedingung umfassen. Bei einem Beispiel umfasst das Einstellen der Flussrate das Einstellen einer Flussrate der Umwälzpumpe. Die Verbrennungsmotoraufwärmbedingungen können umfassen, dass die Temperatur des Verbrennungsmotors unterhalb einer Schwellentemperatur liegt, und das Verfahren kann ferner Folgendes umfassen: wenn die Temperatur des Verbrennungsmotors oberhalb der Schwellentemperatur liegt, Beibehalten einer konstanten Flussrate des Kühlmittels in den Heizungskern.
  • Das Verfahren kann ferner Folgendes umfassen: Bestimmen der gegebenen Betriebsbedingung auf der Grundlage einer Beziehung zwischen einem gemessenen Temperaturabfall über den Heizungskern und einer vorgeschriebenen Flussrate des Kühlmittels in den Heizungskern. Die gewünschte Flussrate kann eine maximale Wärmeübertragung auf den Fahrzeugfahrgastraum für eine gegebene Betriebsbedingung bereitstellen. Die Auspuffkomponente kann ein Abgasrückführungs-(EGR)-Kühler sein, der Vorratsbehälter kann der Verbrennungsmotor sein, und das Verfahren kann ferner das Leiten des Kühlmittels in den Heizungskern vom EGR-Kühler über eine Umwälzpumpe umfassen, wobei das Kühlmittel vom Heizungskern durch den Verbrennungsmotor geleitet wird, bevor es zum EGR-Kühler zurückkehrt.
  • Das Verfahren kann ferner folgenden Schritt umfassen: Schließen einer Auspuffdrossel, während zumindest ein Teil des gedrosselten Abgases durch den EGR-Kühler umgeleitet wird, der vor die Drossel geschaltet ist, um den EGR-Kühler zu erwärmen, wobei Wärme vom EGR-Kühler auf das Kühlmittel übertragen wird. Das Umleiten des Teils des gedrosselten Abgases durch den EGR-Kühler kann Folgendes einschließen: Umleiten eines Teils des gedrosselten Abgases durch den EGR-Kühler, der sich innerhalb eines EGR-Durchgangs befindet, während ein EGR-Ventil im EGR-Durchgang bei einer weiter geschlossenen Position gehalten wird, wobei der EGR-Durchgang einen Verbrennungsmotorauspuff von einem Ort vor der Auspuffdrossel fluidmäßig mit einem Verbrennungsmotoreinlass vor einem Ansaugkompressor koppelt.
  • Eine weitere Ausführungsform weist ein Fahrzeugsystem auf, welches Folgendes umfasst: einen Verbrennungsmotor mit einem Einlass und einem Auspuff, einen Abgasrückführungs-(EGR)-Durchgang, welcher den Auspuff mit dem Einlass koppelt, wobei der EGR-Durchgang einen EGR-Kühler und ein EGR-Ventil aufweist, ein Fahrgastraumheizsystem mit einem Heizungskern und einer Umwälzpumpe, die dafür ausgelegt ist, Kühlmittel vom EGR-Kühler zum Heizungskern zu pumpen, und eine Steuereinrichtung, die Befehle aufweist, um Folgendes auszuführen: während eines Fahrgastraumheizungsmodus, Einstellen der Flussrate des Kühlmittels in einen Heizungskern auf der Grundlage eines Temperaturabfalls über den Heizungskern und einer Flussrate von Kühlmittel in den Heizungskern.
  • Die Steuereinrichtung kann Folgendes aufweisen: Befehle zum Einstellen der Flussrate eines Kühlmittels auf eine gewünschte Flussrate, welche eine maximale Fahrgastraumleistung bereitstellt, wobei die maximale Fahrgastraumleistung eine Funktion des Temperaturabfalls über den Heizungskern und der gewünschten Flussrate ist. Die Flussrate kann durch die Steuereinrichtung auf der Grundlage der Leistung der Umwälzpumpe bestimmt werden.
  • Das System kann ferner Folgendes umfassen: eine EGR-Umgehungsleitung, die über den EGR-Kühler geschaltet ist, und eine Auspuffdrossel, die hinter einem Eingang des EGR-Durchgangs und vor einem Ausgang des EGR-Durchgangs im Auspuff angeordnet ist. Die Steuereinrichtung kann Befehle aufweisen, um während des Fahrgastraumheizungsmodus die Auspuffdrossel und das EGR-Ventil zu schließen, um gedrosseltes Abgas durch den EGR-Kühler und über die EGR-Umgehungsleitung zum Auspuff zurück zu drücken, um den EGR-Kühler zu erwärmen.
  • Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren, welches folgende Schritte umfasst: Pumpen eines Kühlmittels durch einen Fahrgastraumheizkreis, der einen EGR-Kühler, einen Heizungskern des Fahrgastraumheizsystems und einen Verbrennungsmotor umfasst, während Gleichgewichtsbedingungen, bei denen die Temperatur des in den Heizungskern strömenden Kühlmittels oberhalb einer Schwellentemperatur liegt, Betreiben der Umwälzpumpe bei der maximalen Leistung, um Kühlmittel bei einer maximalen Flussrate in den Heizungskern strömen zu lassen, und während Nicht-Gleichgewichtsbedingungen, bei denen die Temperatur des in den Heizungskern strömenden Kühlmittels unter der Schwellentemperatur ist, Einstellen der Umwälzpumpe, um Kühlmittel bei einer weniger als maximalen Flussrate in den Heizungskern strömen zu lassen, wobei die weniger als maximale Flussrate ausgewählt wird, um eine maximale Fahrgastraumerwärmung bereitzustellen.
  • Das Einstellen der Leistung der Umwälzpumpe kann das Einstellen der Leistung der Umwälzpumpe auf der Grundlage des Temperaturabfalls über den Heizungskern und der Flussrate des Kühlmittels in den Heizungskern umfassen. Das Verfahren kann ferner Folgendes umfassen: wenn der Temperaturabfall zunimmt, Einstellen der Umwälzpumpe, um die Flussrate zu erhöhen, und, wenn der Temperaturabfall abnimmt, Einstellen der Umwälzpumpe, um die Flussrate zu verringern.
  • Das Verfahren kann ferner während der Nicht-Gleichgewichtsbedingungen Folgendes aufweisen: Drosseln des Abgases, um den Auspuffdruck zu erhöhen, und Leiten des Abgases durch den EGR-Kühler, um den EGR-Kühler zu erwärmen. Das Drosseln des Abgases kann das Schließen einer im Verbrennungsmotorauspuff angeordneten Auspuffdrossel umfassen, und das Verfahren kann ferner Folgendes umfassen: ansprechend darauf, dass ein EGR-Ventil hinter dem EGR-Kühler geschlossen wird, Leiten des gedrosselten Abgases vom EGR-Kühler über eine EGR-Umgehungsleitung zurück zum Verbrennungsmotorauspuff hinter der Auspuffdrossel. Das Verfahren kann ferner Folgendes umfassen: ansprechend darauf, dass das EGR-Ventil zumindest teilweise offen ist, Leiten von Abgas vom EGR-Kühler zu einem Verbrennungsmotoreinlass.
  • Falls alles Kühlmittel heiß ist (beispielsweise oberhalb der Schwellentemperatur liegt), wird die Umwälzpumpe dann demgemäß bei der maximalen Flussrate betrieben, es sei denn, dass es erwünscht ist, Pumpenergie zu sparen, in welchem Fall die Pumpe schnell genug betätigt werden kann, um die Ausgangstemperatur des Heizungskerns bei einer gewünschten Temperatur zu halten. Falls das Kühlmittel kalt ist, kann die Pumpe so schnell wie möglich betrieben werden, jedoch nicht so schnell, dass die Temperatur, die in den Heizungskern gelangt, abkühlt. Mit anderen Worten wird die Pumpe, falls die Quellenwärme unendlich ist, gerade ausreichend betätigt, um den Ausgang des Heizungskerns in der Nähe der Systemtemperatur zu halten. Falls die Quellenwärme begrenzt ist, wird die Pumpe bei einer Flussrate betrieben, die begrenzt ist, um die Heizungskerneingangstemperatur hoch zu halten.
  • Bei einigen Beispielen können die Gleichgewichtsbedingungen einschließen, dass sich die Temperatur des in den Heizungskern strömenden Kühlmittels um wenigstens einen Schwellenbetrag ändert (beispielsweise zunimmt oder abnimmt), wobei die Nicht-Gleichgewichtsbedingungen einschließen, dass sich die Temperatur des in den Heizungskern strömenden Kühlmittels um weniger als den Schwellenbetrag ändert.
  • Es sei bemerkt, dass die hier aufgenommenen als Beispiel dienenden Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Verbrennungsmotor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere von einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien in der Art ereignisgetriebener, interruptgetriebener, Multitasking-, Multithreading-Verarbeitungsstrategien und dergleichen darstellen. Dabei können verschiedene der erläuterten Tätigkeiten, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Abfolge oder parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen fortgelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen als Beispiel dienenden Ausführungsformen zu erreichen, sondern sie dient einer einfachen Erläuterung und Beschreibung. Eine oder mehrere der erläuterten Tätigkeiten, Operationen und/oder Funktionen können, abhängig von der jeweiligen verwendeten Strategie, wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Tätigkeiten, Operationen und/oder Funktionen graphisch einen Code darstellen, der in einen nicht flüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Verbrennungsmotorsteuersystem zu programmieren ist.
  • Es sei bemerkt, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht als einschränkend anzusehen sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technologie auf V-6-, 1-4-, 1-6-, V-12-, Vierzylinder-Boxermotoren und andere Typen von Verbrennungsmotoren angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderer hier offenbarter Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften ein. Die folgenden Ansprüche legen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neu und nicht offensichtlich angesehen werden, speziell dar. Diese Ansprüche können „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder die Entsprechung davon betreffen. Diese Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Aufnahme eines oder mehrerer solcher Elemente einschließen, wobei zwei oder mehr solche Elemente weder gefordert noch ausgeschlossen werden. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Präsentation neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Diese Ansprüche, ob sie in Bezug auf den Schutzumfang der ursprünglichen Ansprüche breiter, enger, gleich oder verschieden sind, werden auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten angesehen.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Heizen eines Fahrzeugfahrgastraums, umfassend: Schließen einer Auspuffdrossel (164) bei Umleiten mindestens eines Teils des gedrosselten Abgases durch einen vor einer Auspuffdrossel (164) gekoppelten Abgasrückführungskühler (EGR-Kühler 162), wobei die Auspuffdrossel (164) hinter einem Abgaskatalysator (170) gekoppelt ist; und Übertragen von Wärme vom EGR-Kühler (162) auf einen Heizungskern (52), der zum Zuführen von Wärme zum Fahrzeugfahrgastraum ausgelegt ist; und während eine Temperatur des Abgaskatalysators (170) unter einer Schwellentemperatur liegt und während die Auspuffdrossel (164) geschlossen ist, Verzögern einer Zündzeitsteuerung, wobei ein Betrag einer Zündverzögerung auf der Grundlage der Temperatur des Abgaskatalysators (170) eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Übertragen von Wärme vom EGR-Kühler (162) auf den Heizungskern (52) Betreiben einer Heizungskernumwälzpumpe (54) zum Pumpen von Kühlmittel vom EGR-Kühler (162) durch den Heizungskern (52) umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend Einstellen einer Flussrate der Heizungskernumwälzpumpe (54) auf der Grundlage einer Einlasstemperatur des Heizungskerns (52).
  4. Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend: Leiten von Kühlmittel vom Heizungskern (52) zu einem Verbrennungsmotor (100), bevor das Kühlmittel zum EGR-Kühler (162) zurückgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Umleiten des Teils des gedrosselten Abgases durch den EGR-Kühler (162) Folgendes einschließt: Umleiten eines Teils des gedrosselten Abgases durch den EGR-Kühler (162), der sich innerhalb eines EGR-Durchgangs (163) befindet, während ein EGR-Ventil (159) im EGR-Durchgang (163) bei einer weiter geschlossenen Position gehalten wird, wobei der EGR-Durchgang (163) einen Verbrennungsmotorauspuff (135) von einem Ort vor der Auspuffdrossel (164) fluidmäßig mit einem Verbrennungsmotoreinlass vor einem Ansaugkompressor (152) koppelt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der EGR-Durchgang (163) ein Niederdruck-EGR-Durchgang ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Umleiten ferner Leiten des Teils des gedrosselten Abgases von einem Ausgang des EGR-Kühlers (162) zu dem Verbrennungsmotorauspuff (135) hinter der Auspuffdrossel (164) über einen Umgehungsdurchgang (165) umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: nachdem die Temperatur des Abgaskatalysators (170) über die Schwellentemperatur angestiegen ist, Geschlossenhalten der Auspuffdrossel (164), während die Zündzeitsteuerung vorgezogen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend, nachdem die Temperatur des Abgaskatalysators (170) über die Schwellentemperatur angestiegen ist, Einstellen der Auspuffdrossel (164) auf der Grundlage der Einlasstemperatur des Heizungskerns (52).
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Einstellen umfasst, dass, wenn die Einlasstemperatur des Heizungskerns (52) ansteigt, die Auspuffdrossel (164) aus einer weiter geschlossenen Position in eine weiter offene Position verschoben wird.
  11. Fahrzeugsystem (106), umfassend: einen Verbrennungsmotor (108) mit einem Einlass (123) und einem Auspuff (125), einen EGR-Durchgang (163), welcher den Auspuff (125) mit dem Einlass (123) koppelt, wobei der EGR-Durchgang (163) einen EGR-Kühler (162) und ein EGR-Ventil (159) aufweist, einen Umgehungsdurchgang (165), der über den EGR-Kühler (162) gekoppelt ist, ein Fahrgastraumheizsystem mit einem Heizungskern (52) und einer Heizungskernumwälzpumpe (54), die dafür ausgelegt ist, Kühlmittel vom EGR-Kühler (162) zum Heizungskern (52) zu pumpen, eine Auspuffdrossel (164), die im Auspuff hinter einem Eingang des EGR-Durchgangs (163) und vor einem Ausgang des Umgehungsdurchgangs (165) angeordnet ist, und eine Steuereinrichtung (120) mit Instruktionen, zum, während eine Temperatur des Abgaskatalysators (170) unter einer Schwellentemperatur liegt und während die Auspuffdrossel (164) geschlossen ist, Verzögern einer Zündzeitsteuerung, wobei ein Betrag der Zündverzögerung auf der Grundlage der Temperatur des Abgaskatalysators (170) eingestellt wird, wobei die Auspuffdrossel (164) hinter einen Abgaskatalysator (17) gekoppelt ist.
  12. Fahrzeugsystem (106) nach Anspruch 11, ferner umfassend, die Steuereinrichtung (120), die Befehle aufweist, um während eines Fahrgastraumheizungsmodus Folgendes auszuführen: Schließen der Auspuffdrossel (164) und des EGR-Ventils (159), um gedrosseltes Abgas durch den EGR-Kühler (162) und über den Umgehungsdurchgang (165) zurück zum Auspuff zu drücken, um den EGR-Kühler (162) zu erwärmen.
  13. Fahrzeugsystem nach Anspruch 12, wobei die Steuereinrichtung (120) ferner Befehle zum Einstellen der Flussrate des Kühlmittels auf der Grundlage der Einlasstemperatur umfasst.
  14. Fahrzeugsystem nach Anspruch 13, wobei die Steuerung ferner Befehle zum Deaktivieren der Heizungskernumwälzpumpe (54), wenn die Einlasstemperatur des Heizungskerns (52) unter einer Schwellentemperatur liegt, und Aktivieren der Heizungskernumwälzpumpe (54), wenn die Einlasstemperatur des Heizungskerns (52) oberhalb der Schwellentemperatur liegt, umfasst.
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