DE102021120068A1

DE102021120068A1 - Verfahren zum stabilen emissionsarmen Betreiben eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102021120068A1
Application number: DE102021120068.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Stroka; Felix Artmeier; Patrick Jahn
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-08-03
Filing date: 2021-08-03
Publication date: 2023-02-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10) zur Emissionsreduzierung sowie ein dafür eingerichtetes Kraftfahrzeug (10). In dem Verfahren wird ein Heizbedarf eines Abgasnachbehandlungssystems (14) und eine unterhalb einer vorgegebenen Minimallast liegt liegende aktuelle Last einer Verbrennungskraftmaschine (12) des Kraftfahrzeugs (10) erkannt. Es wird dann eine zusätzliche Last der Verbrennungskraftmaschine (12) erzeugt, indem ein durch die Verbrennungskraftmaschine (12) mit Betriebsenergie versorgtes Wärmemanagementsystem (20), das zum Temperieren eines Insassenraums (16) des Kraftfahrzeugs (10) eingerichtet ist, mit erhöhtem Leistungsbedarf betrieben wird. Das Wärmemanagementsystem (20) wird dabei in einem für den Insassenraum, (16) zumindest im Wesentlichen temperaturneutralen Betrieb betrieben, in dem durch das Wärmemanagementsystem (20) erzeugte Temperierungsleistung durch Ableiten von Wärme in eine Wärmesenke (28, 32, 42) neutralisiert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das eine Verbrennungskraftmaschine und ein dieser nachgeschaltetes katalytisches Abgasnachbehandlungssystem aufweist. Die Erfindung betrifft weiter ein solches Kraftfahrzeug, das für ein entsprechendes Verfahren eingerichtet ist.
Man ist heutzutage bestrebt, Schadstoffemissionen von verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen zu reduzieren. Dazu gibt es bereits verschiedene Ansätze, wie beispielsweise Abgasnachbehandlungssysteme, die Schadstoffe durch selektive katalytische Reduktion (SCR, englisch: selective catalytic reduction) in weniger schädliche Substanzen umwandeln können. Derartige Abgasnachbehandlungssysteme erfordern oftmals eine gewisse Mindesttemperatur, um ihre Funktion effektiv und effizient zu erfüllen. Ein entsprechender Heizbedarf des Abgasnachbehandlungssystems kann beispielsweise durch motorische Heizmaßnahmen, also eine Anpassung eines Betriebs der Verbrennungskraftmaschine zum Aufheizen des Abgasnachbehandlungssystems, bedient werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass dies zu einer instabilen Verbrennung in der Verbrennungskraftmaschine führen kann.
Beispielsweise ist in der DE 10 2018 221 467 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Darin wird geprüft, ob sich eine Bremskraftmaschine des Kraftfahrzeugs in einem für eine Diagnose einer Abgasnachbehandlung als günstig definierten Betriebspunkt befindet. Wenn festgestellt wird, dass dies nicht der Fall ist, wird der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine unter Einsatz eines weiteren Antriebsaggregat in einen für die Abgasnachbehandlung als günstig definierten Bereich gebracht. Das weitere Antriebsaggregat ist dabei keine Bremskraftmaschine.
Eine Abgasreinigung ist auch in der DE 10 2016 219 038 A1 vorgesehen. Dort ist ein Verfahren zum Steuern einer Abgasreinigungsanlage in einem Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einem Abgastrakt, einem Stickoxidspeicherkatalysator, einem Akkumulator und einer Heizeinrichtung im Abgastrakt beschrieben. Darin werden die Temperatur des Stickoxidspeicherkatalysators und der Ladezustand des Akkumulators ermittelt. Die elektrische Heizeinrichtung wird dann zum Erwärmen des Stickoxidspeicherkatalysators eingeschaltet, solange der Ladezustand über einem ersten vorbestimmten Niveau und die Temperatur unter einem Schwellenwert liegt. Solange der Ladezustand unter einem zweiten vorbestimmten Niveau liegt, wird das Drehmoment der Brennkraftmaschine erhöht. Eine Regeneration des Stickoxidspeicherkatalysators wird gestartet, indem die Brennkraftmaschine mit einem fetten Abgasgemisch betrieben wird. Schließlich wird die elektrische Heizeinrichtung abgeschaltet, wenn die Temperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung einen vorbestimmten Wert erreicht hat.
Ein weiteres Verfahren zum schadstoffarmen Betreiben eines Verbrennungsmotors ist in der EP 0 910 730 B1 beschrieben. Dort wird ein Abgas des Verbrennungsmotors während eines Motorbetriebs einer elektrischen Nachbehandlung zur Umwandlung von Schadstoffen unterworfen, deren Emissionsverlauf gemessen wird. Die elektrische Nachbehandlung des Abgases erfolgt dabei nur für denjenigen Teil der Betriebsdauer während des Warmlaufens oder während einer Laständerung des Motors, währenddessen Emissionspeaks auftreten.
In der WO 2018 / 015 266 A1 ist ein Wärmemanagementverfahren zum Betrieb eines Wärmemanagementsystems eines Verbrennungsmotors beschrieben. Der Verbrennungsmotor umfasst dort eine in oder um einen Zylinderkopf oder unterhalb eines Zylinderkolbens eines Zylinders des Verbrennungsmotors angeordnete Fluidkammer mit einer Einlassleitung und einer Auslassleitung. Die Fluidkammer ist mit einer Kühlmittel Vordereinrichtung zur Förderung eines Kühlmittels zum Kühlen des Verbrennungsmotors und mit einer Wärmesenke zum Entwärmen des Verbrennungsmotors verbunden. Bei steigender Temperatur der Fluidkammer nach einer Aufwärmphase bei gleichbleibender oder sinkender Motordrehzahl wird der Volumenstrom des Kühlmittels durch die Wärmesenke zeitweise erhöht. Bei gleichbleibender Motordrehzahl und Reduzierung der Motorlast, insbesondere innerhalb eines Temperaturbereichs der Fluidkammer von 60 °C bis 100 °C, wird der Volumenstrom des Kühlmittels durch die Wärmesenke nicht reduziert. Es ist dort also eine dynamische Kühlleistungsregelung des Zylinderbereichs in Abhängigkeit der Motorlast und Motordrehzahl und einer aktuellen Fluidkammertemperatur vorgesehen, wodurch die Bildung schädlicher Abgase verringert werden soll.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen stabilen emissionsarmen Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Verbrennungskraftmaschine zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Mögliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, in der Beschreibung und in der Figur offenbart.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das eine Verbrennungskraftmaschine und ein katalytisches Abgasnachbehandlungssystem zum Nachbehandeln oder Reinigen von durch die Verbrennungskraftmaschine erzeugten Abgasen aufweist. Bei dem Abgasnachbehandlungssystem kann es sich beispielsweise um ein, insbesondere motornahes, SCR-System handeln. Es kann hier aber letztlich jegliche Art von Abgasnachbehandlungssystem vorgesehen sein, die im Betrieb auf eine gewisse Temperatur oder Wärmezufuhr angewiesen ist. In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden mehrere nachfolgend erläuterte Verfahrensschritte automatisch ausgeführt, beispielsweise durch ein zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtetes Steuergerät des Kraftfahrzeugs.
In einem Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Heizbedarf des Abgasnachbehandlungssystems anhand wenigstens eines Betriebsparameters des Abgasnachbehandlungssystems und/oder der Verbrennungskraftmaschine erkannt. Mit anderen Worten kann also bestimmt werden, dass eine Temperatur des Abgasnachbehandlungssystems unterhalb einer vorgegebenen Mindesttemperatur oder unterhalb eines vorgegebenen Temperaturintervalls liegt, ab welcher bzw. in welchem ein besonders effektiver und/oder effizienter bestimmungsgemäßer Betrieb des Abgasnachbehandlungssystems möglich ist. Dies kann beispielsweise mittels eines an dem Abgasnachbehandlungssystem angeordneten oder als Teil davon vorgesehenen Temperatursensors durch eine entsprechende Temperaturmessung erfolgen. Ebenso kann die Temperatur bzw. der Heizbedarf beispielsweise anhand anderer Messwerte und/oder modellbasiert mittels eines entsprechenden vorgegebenen Wärme- oder Temperaturmodells, welches eine Temperatur des Abgasnachbehandlungssystems in Abhängigkeit von einem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine modelliert, bestimmt werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine jeweils aktuelle Last der Verbrennungskraftmaschine überprüft. Dabei wird insbesondere die jeweils aktuelle Last der Verbrennungskraftmaschine bestimmt und mit einer vorgegebenen Minimallast verglichen.
Falls die jeweils aktuelle Last der Verbrennungskraftmaschine kleiner als die vorgegebene Minimallast ist, wird in einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens eine zusätzliche Last der Verbrennungskraftmaschine erzeugt. Dazu wird ein fahrzeugeigenes Wärmemanagementsystem, das zumindest indirekt durch die Verbrennungskraftmaschine mit Betriebsenergie versorgt wird und das zum Temperieren eines Insassenraums des Kraftfahrzeugs eingerichtet ist, mit erhöhtem Leistungsbedarf in einem für einen Insassenraum des Kraftfahrzeugs zumindest im Wesentlichen temperaturneutralen Betrieb betrieben. Dabei wird durch das Wärmemanagementsystem erzeugte Temperierungsleistung, also Kühlleistung und/oder Heizleistung, durch Ableiten von, beispielsweise erzeugter oder gespeicherter, Wärme in eine Wärmesenke, insbesondere außerhalb des Insassenraums, neutralisiert. Mit anderen Worten kann hier beispielsweise durch das Wärmemanagementsystem erzeugte Wärme in die Wärmesenke abgeleitet und/oder Wärme einer anderen Fahrzeugkomponente des Kraftfahrzeugs, also Wärme, die von dieser anderen Fahrzeugkomponente erzeugt wird oder darin gespeichert ist, durch eine Kühleinrichtung, also eine Wärmesenke des Wärmemanagementsystems, aufgenommen werden. Dies geschieht für den Insassenraum zumindest im Wesentlichen temperaturneutral, also zumindest im Wesentlichen ohne Veränderung der Temperatur in dem Insassenraum, zumindest über eine entsprechende Nutzervorgabe oder Nutzereinstellung für eine Zieltemperatur des Insassenraums hinaus.
In diesem temperaturneutralen Betrieb des Wärmemanagementsystems zum Erzeugen der zusätzlichen Last der Verbrennungskraftmaschine ist der Leistungsbedarf des Wärmemanagementsystems beispielsweise gegenüber einem Normalbetrieb, in dem kein Heizbedarf des Abgasnachbehandlungssystems besteht und/oder in dem die Motorlast größer als die vorgegebene Minimallast ist, erhöht. Insbesondere kann der Leistungsbedarf des Wärmemanagementsystems hier größer sein als zum Erreichen oder Einstellen der durch den Nutzer oder Insassen des Kraftfahrzeugs vorgegebenen Zieltemperatur für den Innenraum in einem maximal effizienten Betrieb des Wärmemanagementsystems notwendig ist oder wäre.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht letztlich trotz der erzeugten zusätzlichen Last der Verbrennungskraftmaschine eine Reduzierung umweltschädlicher Emissionen der Verbrennungskraftmaschine, da eine verbesserte Effektivität des Abgasnachbehandlungssystems, insbesondere im Bedarfsfall besonders schnell, erreicht werden kann. Die vorliegende Erfindung kann daher dazu beitragen, zukünftige Emissionsanforderungen zu erfüllen bzw. entsprechende Grenzwerte einzuhalten und dabei gleichzeitig einen stabilen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine sicherzustellen.
Grundsätzlich könnten ebenso motorische Heizmaßnahmen durchgeführt werden, bei denen eine Verbrennung innerhalb der Verbrennungskraftmaschine angepasst wird, beispielsweise durch Anpassen oder Einstellen eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, eines Verdichtungsverhältnisses, eines Zündzeitpunkts und/oder dergleichen mehr, um zusätzliche Wärme zum Aufheizen des Abgasnachbehandlungssystems zu erzeugen. Derartige motorische Heizmaßnahmen können jedoch zu einer instabilen Verbrennung in der Verbrennungskraftmaschine führen, insbesondere bei relativ kleinen Lasten und Drehzahlen. Dementsprechend kann in der vorliegenden Erfindung gemeinsam mit der jeweils aktuellen Last ebenso die jeweils aktuelle Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine bestimmt werden. Es kann dann vorgesehen sein, dass die zusätzliche Last nur erzeugt wird, falls die jeweils aktuelle Drehzahl kleiner als ein vorgegebener Drehzahlschwellenwert ist und/oder falls die Kombination aus der jeweils aktuellen Last und der jeweils aktuellen Drehzahl ein vorgegebenes kombiniertes Schwellenwert- oder Betriebsbereichskriterium erfüllt bzw. je nach Ausgestaltung nicht erfüllt. Durch Erzeugen wenigstens einer entsprechenden Minimallast im jeweiligen Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine können Aussetzer, also eine instabile Verbrennung vermieden werden.
Gemäß einer der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnis können bisherige Ansätze für eine entsprechende kurzzeitige Motorlast- oder Motorleistungserhöhung der Verbrennungskraftmaschine durch Aktivieren oder Betreiben eines 12 V-Generators des Kraftfahrzeugs bereits eine Verbesserung des Emissionsverhaltens durch Aufheizung des Abgasnachbehandlungssystems erreichen. Die durch den 12 V-Generator umsetzbare Leistung ist jedoch begrenzt und es kann bei zu starker wiederholter entsprechender Beanspruchung zu einer thermischen Degradation in einem Gesamtsystem für die Motorlast- oder Motorleistungserhöhung kommen. Gemäß einer der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnis kann diesen Herausforderungen sowie zukünftig weiter sinkenden Schadstoffemissionsgrenzwerten durch die Nutzung antriebsferner Komponenten des Kraftfahrzeugs, also von Komponenten oder Systemen des Kraftfahrzeugs, die nicht zu dessen Antriebsstrang gehören, begegnet werden. Der Betrieb solcher Komponenten, also etwa des Wärmemanagementsystems, kann zusätzliche bzw. ausreichende Flexibilität und Regelleistung zum Erzeugen oder Einstellen der benötigten zusätzlichen Last der Verbrennungskraftmaschine bieten. Durch die hier vorgeschlagene Verwendung des Wärmemanagementsystems, also insbesondere eines Heiz- und/oder Kühlsystems des Kraftfahrzeugs zur Klimatisierung, kann also ausreichend Leistungsbedarf oder Belastbarkeit bereitgestellt werden, insbesondere auch bei wiederholter Nutzung oder wiederholtem Betrieb des Wärmemanagementsystems zum Erzeugen der zusätzlichen Last der Verbrennungskraftmaschine. Die Nutzung des Wärmemanagementsystems in der hier vorgeschlagenen Art und Weise zu Emissionierungs-, also Emissionsreduzierungs- oder Emissionsoptimierungszwecken, kann dabei besonders einfach, kostengünstig und ohne Komforteinbußen für Insassen des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Letzteres ist der Fall, da sich in dem hier vorgeschlagenen temperaturneutralen Betrieb des Wärmemanagementsystems in gewisser Weise effektiv ein thermisches Nullsummenspiel ergibt, da zusätzliche Temperierungsleistung des Wärmemanagementsystems nicht oder zumindest nicht direkt oder ohne entsprechende Anforderung durch einen Nutzer oder Insassen des Kraftfahrzeugs zur Temperaturveränderung des Insassenraums führt oder genutzt wird. Im Gegensatz zur Verwendung einer zusätzlichen, an dem Abgasnachbehandlungssystem angeordneten Heizeinrichtung zum direkten elektrischen Heizen des Abgasnachbehandlungssystems erfordert die hier vorgeschlagene Nutzung des Wärmemanagementsystems keine oder weniger aufwändige zusätzliche Bauteile und Komplexität des Kraftfahrzeugs und kann hinsichtlich Bauraumbedarf und Packaginganforderungen flexibler und einfacher realisiert werden als herkömmliche Lösungen.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. dessen Verfahrensschritte können kontinuierlich oder regelmäßig wiederholt, insbesondere dauerhaft während des Betriebs des Kraftfahrzeugs oder zumindest in einer vorgegebenen Betriebsphase, ausgeführt werden. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren automatisch nach einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine bis zur Erfüllung eines vorgegebenen Kriteriums, etwa bezüglich einer Temperatur des Abgasnachbehandlungssystems oder einer durch die Verbrennungskraftmaschine umgesetzten Gesamtenergie oder dergleichen, automatisch ausgeführt werden. Maßgeblich für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. für einzelne Verfahrensschritte oder Abläufe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dabei die Sicherstellung einer effizienten Abgasnachbehandlung sein.
In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine Ansteuerung des Wärmemanagementsystems zum Erzeugen der zusätzlichen Last der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von einer jeweils aktuellen Grundlast der Verbrennungskraftmaschine geregelt, sodass durch die Grundlast und den zusätzlichen Leistungsbedarf des Wärmemanagementsystems zum Erzeugen der zusätzlichen Last der Verbrennungskraftmaschine die vorgegebene Minimallast so wenig wie möglich überschritten wird. Die Grundlast kann hier eine Last der Verbrennungskraftmaschine sein, die durch andere Anforderungen oder Komponenten, beispielsweise durch einen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs, durch einen Betrieb des Wärmemanagementsystems zum Temperieren des Insassenraums gemäß einer jeweiligen Nutzer- oder Insassenvorgabe oder -einstellung und/oder dergleichen mehr erzeugt wird bzw. gegeben ist. Mit anderen Worten ist hier also eine Minimalansteuerung des Wärmemanagementsystems bzw. eine Minimalbelastung der Verbrennungskraftmaschine zum Erreichen einer stabilen Verbrennung und zum Aufheizen des Abgasnachbehandlungssystems vorgesehen. Für dieses Aufheizen des Abgasnachbehandlungssystems können beispielsweise Parameterwerte, wie etwa eine Aufheizgeschwindigkeit, ein Temperaturgradient und/oder dergleichen mehr, vorgegeben sein. Diese vorgegebenen Parameterwerte können bei der Ansteuerung des Wärmemanagementsystems dann berücksichtigt werden. Mit anderen Worten kann das Wärmemanagementsystem dann also derart angesteuert werden, dass auch diese vorgegebenen Parameterwerte eingehalten, aber insbesondere so wenig wie möglich überschritten werden. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann eine Emissionsoptimierung der Verbrennungskraftmaschine erreicht werden, indem ein Kompromiss zwischen einer möglichst schnellen Aufheizung des Abgasnachbehandlungssystems einerseits und einem möglichst geringen Energie- oder Kraftstoffbedarf durch die zusätzliche Last der Verbrennungskraftmaschine andererseits erreicht werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird zum Erzeugen oder Einstellen des erhöhten Leistungsbedarfs des Wärmemanagementsystems - und damit auch der zusätzlichen Last der Verbrennungskraftmaschine - das Wärmemanagementsystem zum Temperieren des Insassenraums gemäß einer Nutzervorgabe oder Nutzereinstellung in einem weniger effizienten Betriebspunkt oder Betriebszustand als zum Temperieren des Insassenraums gemäß der Nutzervorgabe möglich wäre betrieben, also entsprechend angesteuert. Mit anderen Worten wird das Wärmemanagementsystem hier also hinsichtlich der Temperierung des Insassenraums gezielt ineffizient betrieben. Dadurch kann gleichzeitig die Temperierung des Insassenraums gemäß der Nutzervorgabe realisiert und zusätzlicher Leistungsbedarf und somit zusätzliche Last erzeugt werden. Durch den hier vorgeschlagenen ineffizienten Betrieb des Wärmemanagementsystems kann die zusätzliche Last der Verbrennungskraftmaschine besonders einfach und aufwandsarm, beispielsweise softwaregesteuert, erzeugt werden. Ebenso kann durch die hier vorgeschlagene Ansteuerung des Wärmemanagementsystems ein Bedarf an zusätzlichen Bauteilen oder Komplexität des Kraftfahrzeugs minimiert werden.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass, falls die Nutzervorgabe ein Kühlen des Insassenraums vorsieht, eine Luftklappe, durch die Umgebungsluft einströmen kann, geschlossen wird oder geschlossen bleibt, ein Lüfter des Wärmemanagementsystems angehalten oder im Vergleich zum maximal effizienten Betrieb für die Temperierung des Insassenraums mit reduzierter Drehzahl und/oder Leistung betrieben wird und/oder eine Wasserpumpe des Wärmemanagementsystems angehalten oder im Vergleich zum maximal effizienten Betrieb für die Temperierung des Insassenraums mit reduzierter Drehzahl und/oder Leistung betrieben wird. Durch einen derartigen Betrieb des Lüfters und/oder der Wasserpumpe eingesparte Leistung oder Energie kann durch die dadurch erzeugte thermische Ineffizienz mehr als ausgeglichen werden, sodass letztlich eine Nettomehrleistung des Wärmemanagementsystems und damit eine erhöhte Last der Verbrennungskraftmaschine erzeugt wird. Entsprechendes gilt für das Schließen der Luftklappe. Analog dazu kann, falls die Nutzervorgabe ein Heizen des Insassenraums vorsieht, die Luftklappe geöffnet oder weiter geöffnet, der Lüfter mit größerer Drehzahl und/oder Leistung und/oder die Wasserpumpe mit erhöhter Drehzahl und/oder Leistung betrieben werden, jeweils im Vergleich zu einem rein hinsichtlich des Temperierens des Insassenraums maximal effizienten Betrieb. Dadurch muss dann zum Erfüllen der entsprechenden Nutzervorgabe beispielsweise eine Heizeinrichtung des Wärmemanagementsystems entsprechend mehr Heizleistung aufbringen. Die hier vorgeschlagene Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ermöglicht einen besonders einfache Umsetzung der vorliegenden Erfindung.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird zum Erzeugen des erhöhten Leistungsbedarfs des Wärmemanagementsystems - und damit auch der zusätzlichen Last der Verbrennungskraftmaschine - ein Kältemittelverdichter, also ein Klimakompressor des Wärmemanagementsystems mit erhöhter Leistung betrieben. Dies ist beispielsweise im Vergleich zu einem Betrieb des Kältemittelverdichters in einem Normalbetrieb, in dem keine zusätzliche Last für die Verbrennungskraftmaschine erzeugt wird bzw. in dem der Kältemittelverdichter mit maximaler Effizienz zum Erfüllen einer Nutzervorgabe zum Temperieren des Insassenraums betrieben wird, zu verstehen. Durch den hier vorgeschlagenen Betrieb des Kältemittelverdichters mit erhöhter Leistung erzeugte zusätzliche Kühlleistung wird zumindest auch, also ganz oder teilweise, durch gegensätzlich wirkendes Einstellen einer Mischluftklappe neutralisiert. Die Mischluftklappe kann hier also im Vergleich zu dem Normalbetrieb, also dem maximal energieeffizienten Betrieb des Kältemittelverdichters zum Temperieren des Insassenraums, je nach Betriebsbedingungen, also je nach Insassenraum- und/oder Umgebungsbedingungen, weiter geöffnet oder weiter geschlossen sein oder werden. Es kann also beispielsweise durch weiteres Öffnen der Mischluftklappe zusätzliche wärmere Umgebungsluft eingeleitet werden, die dann ebenfalls gekühlt werden muss, um die Nutzervorgabe hinsichtlich der gewünschten Temperierung des Insassenraums zu erfüllen. In der hier vorgeschlagenen Art und Weise kann der erhöhte Leistungsbedarf des Wärmemanagementsystems und damit die zusätzliche Last der Verbrennungskraftmaschine auf besonders einfache Weise erzeugt werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird durch das Wärmemanagementsystem temperierte, also erwärmte oder abgekühlte, Luft durch einen Bypass in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs abgegeben. Durch das Wärmemanagementsystem wird also Temperierungsleistung zum Temperieren dieser Luft aufgebracht, was zur Erzeugung der erhöhten Last der Verbrennungskraftmaschine führt. Die so temperierte Luft wird dann jedoch durch den Bypass, also unter Umgehung des Insassenraums direkt in die Umgebung des Kraftfahrzeugs abgegeben, sodass durch die eingesetzte Temperierungsleistung die Temperatur des Insassenraums nicht beeinflusst wird. Bei dem Bypass kann es sich insbesondere um einen luftseitigen Bypass in einem Klimagerät des Wärmemanagementsystems und/oder um einen luftdurchströmbaren Kondenswasserablauf des Klimageräts handeln. Ein solcher Kondenswasserablauf kann dazu entsprechend ausgelegt oder angeordnet sein. Beispielsweise kann der Kondenswasserablauf dazu durch eine entsprechende Luftführung mit dem Klimagerät verbunden sein und/oder einen ausreichend großen Leistungsquerschnitt aufweisen, um nicht durch Kondenswasser dauerhaft vollständig ausgefüllt oder blockiert zu werden. Zum Ableiten der temperierten Luft durch den Bypass, insbesondere durch den Kondenswasserablauf, können beispielsweise sämtliche, den Bypass nicht verschließende Klappen, also Luft- oder Mischklappen des Klimageräts geschlossen und ein Gebläse oder Lüfter des Klimageräts aktiviert oder mit erhöhter Drehzahl oder Leistung betrieben werden. Dadurch kann dann die temperierte bzw. konditionierte Luft durch den Bypass bzw. durch den Kondenswasserablauf in die Umgebung des Kraftfahrzeugs ausgeblasen, also abgegeben werden, ohne in den Insassenraum zu gelangen, also ohne dessen Temperatur zu beeinflussen. Die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt eine besonders einfach zu implementierende Möglichkeit zur Realisierung der vorliegenden Erfindung dar. Zudem kann die zusätzliche Last für die Verbrennungskraftmaschine so besonders effektiv erzeugt werden, da zumindest potenziell das Wärmemanagementsystem mit voller Last oder Leistungsaufnahme betrieben werden kann.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, das eine Verbrennungskraftmaschine, ein katalytisches Abgasnachbehandlungssystem zum Nachbehandeln oder Reinigen von durch die Verbrennungskraftmaschine erzeugtem Abgas, ein Wärmemanagementsystem zum Temperieren oder Klimatisieren eines Insassenraums des Kraftfahrzeugs und ein Steuergerät zum Ansteuern des Wärmemanagementsystems aufweist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug, insbesondere dessen Steuergerät zum Ansteuern des Wärmemanagementsystems, ist dabei zum, insbesondere automatischen, Ausführen zumindest einer Variante oder Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Dazu kann das Steuergerät eine Prozessoreinrichtung, also etwa einen Mikrochip, einen Mikroprozessor oder Mikrocontroller, und einen damit verbundenen computerlesbaren Datenspeicher aufweisen. In diesem Datenspeicher kann ein Betriebs- oder Computerprogramm hinterlegt sein, das die Maßnahmen oder Abläufe des erfindungsgemäßen Verfahrens, also dessen Verfahrensschritte bzw. entsprechende Steuerbefehle oder Steuermechanismen codiert oder implementiert und durch die Prozessoreinrichtung ausführbar ist, um die Ausführung des entsprechenden Verfahrens zu bewirken oder zu veranlassen. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann insbesondere das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannte Kraftfahrzeug sein. Dementsprechend kann das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug einige oder alle der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannten Eigenschaften und/oder Merkmale aufweisen. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug Sensoren zum Überwachen oder Bestimmen eines jeweiligen Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine und/oder des Abgasnachbehandlungssystems, beispielsweise einer jeweiligen Last und/oder Temperatur, aufweisen. Diese können dann entsprechende Betriebszustandsdaten an das Steuergerät übermitteln. Das Steuergerät kann eine separate Einrichtung sein, die zumindest mit dem Wärmemanagementsystems des Kraftfahrzeugs gekoppelt sein kann. Ebenso kann das Steuergerät mit der Verbrennungskraftmaschine und/oder mit dem Abgasnachbehandlungssystem und/oder diesen zugeordneten Sensoren gekoppelt sein. Ebenso kann es sich bei dem Steuergerät zum Ansteuern des Wärmemanagementsystems gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren um ein Steuergerät des Wärmemanagementsystems selbst handeln, in welches die dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechende Funktionalität integriert oder implementiert ist.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist das Wärmemanagementsystem wenigstens eine mechanische Komponente auf, die zum Erzeugen der zusätzlichen Last der Verbrennungskraftmaschine durch die Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist bzw. bei Ausführung des entsprechenden Verfahrens im Betrieb des Kraftfahrzeugs angetrieben wird. Bei der mechanischen Komponente kann es sich beispielsweise um eine Pumpe oder einen mechanischen oder mechanisch angetriebenen Kältemittelverdichter handeln, der beispielsweise über einen Riemen, eine Kette oder dergleichen durch die Verbrennungskraftmaschine antreibbar, also mit der Verbrennungskraftmaschine gekoppelt ist. In der hier vorgeschlagenen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt die Erhöhung der Leistung bzw. Last der Verbrennungskraftmaschine also zumindest teilweise über eine mechanische Leistungsaufnahme über einen Abtrieb der Verbrennungskraftmaschine zu der mechanischen Komponente des Wärmemanagementsystems, also etwa über den genannten Riemen- oder Kettenantrieb, und nicht oder nicht nur über eine erhöhte elektrische Last eines mit der Verbrennungskraftmaschine gekoppelten elektrischen Generators. Dadurch können negative Querwirkungen zu einem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs vermieden oder reduziert werden. Beispielsweise kann damit zuverlässiger oder häufiger mehr Flexibilität des elektrischen Generators, also mehr Generatorlastvorhalt für sicherheitsrelevante Maßnahmen oder Steuereingriffe, wie beispielsweise automatische Lenk- oder Bremsmanöver eines entsprechenden Assistenzsystems, bereitstehen. Weiter kann eine Belastung des elektrischen Generators reduziert und somit gegebenenfalls dessen Zuverlässigkeit oder Lebensdauer erhöht werden. Zudem können aufwändige und kostenintensive elektrische Zusatzkomponenten für eine erhöhte elektrische Lastaufnahmemöglichkeit in dem Kraftfahrzeug, wie beispielsweise zusätzliche Batterien oder Wirkwiderstände, sowie eine entsprechende Verkabelung eingespart werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Wärmemanagementsystem einen Verdampfer auf, an dem ein Heizelement angeordnet ist. Mit anderen Worten umfasst das Wärmemanagementsystem also einen beheizbaren Verdampfer. Der Verdampfer kann beispielsweise zum Kühlen von Luft für den Insassenraum eingerichtet sein. Eine darüberhinausgehende Abkühlung des Verdampfers, durch die der erhöhte Leistungsbedarf des Wärmemanagementsystems erzeugt oder realisiert werden kann, kann dann durch einen Betrieb des Heizelements ausgeglichen werden. Damit kann also bei gleichzeitigem Betrieb des Verdampfers und des Heizelements bei erhöhtem Leistungsbedarf des Wärmemanagementsystems effektiv das beschriebene thermische Nullsummenspiel realisiert werden. Die Last der Verbrennungskraftmaschine kann hier besonders effektiv erhöht werden, da nicht nur für den verstärkten Betrieb des Verdampfers, sondern auch durch den Betrieb des Heizelements erhöhter Leistungsbedarf, also eine erhöhte Last erzeugt wird. Das Heizelement kann beispielsweise als elektrisch betriebene Heizwendel oder dergleichen realisiert sein. Durch die Anordnung des Heizelements an dem Verdampfer kann bei gleichzeitigem Betrieb des Verdampfers und des Heizelements das Heizelement effektiv durch den Verdampfer gekühlt werden. Dies kann einer thermischen Degradation, also einer thermisch bedingten Widerstandsveränderung des Heizelements und einer dadurch eingeschränkten Leistungsaufnahmemöglichkeit, entgegenwirken. Somit ermöglicht die hier vorgeschlagene Ausgestaltung eine besonders zuverlässige kontinuierliche Leistungsaufnahme des Wärmemanagementsystems, insbesondere auch bei dauerhafter oder wiederholter angeforderter Erhöhung der Last der Verbrennungskraftmaschine. Das hier vorgesehene Heizelement kann zudem auch unabhängig von dem beschriebenen Betrieb zur Emissionierung betrieben werden und dann beispielsweise eine thermische Desinfizierung oder Geruchsverminderung durch beschleunigtes Abtrocknen des Verdampfers bewirken oder ermöglichen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Wärmemanagementsystem eine Speichereinrichtung auf. Das Kraftfahrzeug ist dann dazu eingerichtet, zum Erzeugen der zusätzlichen Last der Verbrennungskraftmaschine Energie in der Speichereinrichtung zu speichern, die danach zum Temperieren des Innenraums aus der Speichereinrichtung abrufbar ist. Bei der Speichereinrichtung kann es sich beispielsweise um einen mechanischen Druckspeicher handeln, in dem Energie mittels Kompression, also durch Betrieb eines entsprechenden Kompressors, gespeichert werden kann. Ebenso kann es sich bei der Speichereinrichtung um einen chemischen Energiespeicher handeln. Dieser kann beispielsweise Energie durch Aufheizen eines Wärmespeichermaterials und/oder durch Bewirken eines Phasenübergangs oder Phasenwechsels eines Phasenwechselmaterials (PCM, englisch: Phase Change Material) aufnehmen bzw. speichern. Dazu kann die Speichereinrichtung beispielsweise als Speicherverdampfer oder als Kristallwasser-Salzhydrat-System oder dergleichen ausgebildet sein, Paraffin oder ein ähnliches Material enthalten oder dergleichen mehr. Eine derartige Speichereinrichtung kann eine Nutzung der durch die Verbrennungskraftmaschine im Betrieb mit der zusätzlichen Last bereitgestellte Energie zu einem späteren Zeitpunkt ermöglichen. Dadurch kann ein Gesamtwirkungsgrad oder eine Gesamteffizienz des Kraftfahrzeugs erhöht werden. Ebenso kann eine solche Speichereinrichtung zu einem verbesserten Insassenkomfort führen, da beispielsweise auch bei abgeschalteter Verbrennungskraftmaschine Energie zur Temperierung des Insassenraums bereitgestellt werden kann - je nach Auslegung oder angewandtem Prinzip zum Heizen und/oder zum Kühlen.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur eine ausschnittweise schematische Darstellung eines verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mit einem Abgasnachbehandlungs- und Wärmemanagementsystem.
Um zukünftige Emissionsvorgaben konventioneller Fahrzeuge zu erfüllen, kann eine effektive Abgasnachbehandlung eine Möglichkeit darstellen. Dazu kann eine Temperierung, insbesondere ein Aufheizen eines entsprechenden Katalysators erforderlich sein, was wiederum durch Generieren einer zusätzlichen Motorlastaufschaltung für Emissionierungszwecke über eine entsprechende Ansteuerung von in dem Fahrzeug verbauten Wärmemanagementkomponenten ohne oder mit möglichst geringer Auswirkung auf Insassen oder einen Insassenkomfort realisiert werden kann.
Dazu zeigt 1 eine ausschnittweise schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10, das eine Verbrennungskraftmaschine 12 und ein dieser nachgeschaltetes Abgasnachbehandlungssystem 14 aufweist. Schematisch ist hier ein Insassenraum 16 des Kraftfahrzeugs 10 dargestellt, in dem sich ein Insasse, vorliegend beispielsweise ein Fahrer 18 des Kraftfahrzeugs 10 befindet. Zum Temperieren dieses Innenraums 16 weist das Kraftfahrzeug 10 ein Wärmemanagementsystem 20 auf.
Das Wärmemanagementsystem 20 ist hier nur ausschnittweise und schematisch angedeutet, kann also weitere Komponenten aufweisen. Vorliegend kann dem Wärmemanagementsystem 20 durch einen Lufteinlass 22 und eine Einlassluftführung 24 Umgebungsluft aus einer Umgebung des Kraftfahrzeugs 10 zugeführt werden. Diese Luft kann dann durch das Wärmemanagementsystem 20 temperiert, also gekühlt oder aufgeheizt und durch eine Belüftungsleitung 26 dem Insassenraum 16 zugeführt werden. Zum Temperieren der Luft umfasst das Wärmemanagementsystem 20 hier beispielsweise einen Verdampfer 28 und eine Pumpe 30, beispielsweise zum Pumpen von Wasser oder Kühlmittel.
Weiter weist das Wärmemanagementsystem 20 hier eine Speichereinrichtung 32 zum Zwischenspeichern von Energie auf, die zum Temperieren der Luft bzw. des Insassenraums 16 aus der Speichereinrichtung 32 abgerufen werden kann.
Um Schadstoffemissionen des Kraftfahrzeugs 10 bzw. der Verbrennungskraftmaschine 12 zu reduzieren, weist das Kraftfahrzeug 10 hier auch ein Steuergerät 34 auf. Das Steuergerät 34 ist zum automatischen Ausführen oder Anwenden eines Verfahrens zum Ansteuern des Wärmemanagementsystems 20 zur letztendlichen Reduzierung der Emissionen des Kraftfahrzeugs 10 eingerichtet. Dazu weist das Steuergerät 34 beispielhaft einen Prozessor 36 und einen damit verbundenen Datenspeicher 38 auf. Das Steuergerät 34 kann automatisch eine Situation erkennen, in der ein Heizbedarf für das Abgasnachbehandlungssystem 14 besteht und gleichzeitig eine Last und/oder Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine 12 unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt. In einem solchen Fall kann das Steuergerät 34 dann das Wärmemanagementsystem 20 ansteuern, um dessen Leistungsbedarf und damit letztlich die Last der Verbrennungskraftmaschine 12 zu erhöhen.
Dazu kann das Steuergerät 34 das Wärmemanagementsystem 20 beispielsweise derart ansteuern, dass der Verdampfer 28 gleichzeitig mit einem daran angeordneten Heizelement 40 betrieben wird, um einen für den Insassenraum 16 zumindest im Wesentlichen temperaturneutralen Betrieb des Wärmemanagementsystems 20 bei erhöhtem Leistungsbedarf zu erreichen. Zusätzlich oder alternativ kann zusätzliche Wärme oder Energie durch das Wärmemanagementsystem 20 und/oder mechanische Antriebsenergie durch die Verbrennungskraftmaschine 12 erzeugt oder bereitgestellt und in der Speichereinrichtung 32 gespeichert werden. Ebenso kann durch das Steuergerät 34 direkt oder durch entsprechendes Ansteuern des Wärmemanagementsystems 20 eine Luftführung durch den Lufteinlass 22 bzw. die Einlassluftführung 24 und/oder durch die Belüftungsleitung 26 gesteuert werden, um dadurch einen erhöhten Leistungsbedarfs des Wärmemanagementsystems 20 zum Erreichen oder Erfüllen einer Nutzervorgabe zur Temperierung des Insassenraums 16 bzw. eine reduzierte Effizienz des Wärmemanagementsystems 20 zu erreichen oder einzustellen. Dazu können beispielsweise eine oder mehrere entsprechende Luft- oder Mischklappen je nach Situation zumindest teilweise geöffnet oder geschlossen werden. Ebenso kann zumindest ein Teil einer durch das Wärmemanagementsystem 20 temperierten oder konditionierten Luftmenge durch eine Bypassleitung 42 in die Umgebung des Kraftfahrzeugs 10 abgeleitet werden, bevor sie in den Insassenraum 16 gelangen kann.
Diese Maßnahmen können ohne Beeinflussung der Temperierung des Insassenraums 16 und damit ohne Beeinträchtigung des Komforts für den Fahrer 18 letztendlich zu einer erhöhten Last der Verbrennungskraftmaschine 12 führen. Dies wiederum kann zu einer erhöhten Wärmeproduktion bzw. Heizleistung der Verbrennungskraftmaschine 12 bei stabilem Verbrennungsbetrieb und somit zu einer zuverlässigen und robusten verstärkten oder beschleunigten Aufheizung des Abgasnachbehandlungssystems 14 führen. Dies wiederum kann zu einer effektiveren und effizienteren Abgasnachbehandlung zur Reduzierung von unerwünschten Emissionen beitragen.
Das Steuergerät 34 kann dazu eingerichtet sein, ineffiziente oder letztlich bezüglich der Temperierung des Insassenraums 16 energieverschwendende Maßnahmen als letzte aller möglichen Maßnahmen zum Aufheizen des Abgasnachbehandlungssystem 14 auszuführen. Zunächst kann das Steuergerät 34 das Wärmemanagementsystem 20 zur Umsetzung oder Erreichung gegebener Nutzziele, insbesondere zur Temperierung des Innenraums 16, ansteuern. So kann beispielsweise ein erhöhter Leistungsbedarf des Wärmemanagementsystems 20 durch eine schnellere Temperierung, also ein schnelleres Erreichen einer von dem Fahrer 18 eingestellten oder vorgegebenen Zieltemperatur in dem Insassenraum 16 erreicht werden. Erst wenn entsprechendes Potenzial ausgeschöpft ist, kann das Steuergerät 34 dann ineffiziente bzw. den Leistungsbedarf des Wärmemanagementsystems 20 bzw. die Last der Verbrennungskraftmaschine 12 erhöhende und dabei gleich gleichzeitig für den Insassenraum 16 temperaturneutrale Maßnahmen veranlassen.
Die Nutzung oder Ansteuerung des Wärmemanagementsystems 20 ermöglicht eine besonders effektive, zuverlässige und robuste Erzeugung einer zusätzlichen Last der Verbrennungskraftmaschine 12, beispielsweise im Vergleich zu einer reinen Verwendung eines hier ebenfalls schematisch angedeuteten elektrischen Generators 44, der üblicherweise eine Nenn- oder Ausgangsspannung von 12 V liefern kann. So können beispielsweise typische Wärmemanagementsysteme 20, insbesondere in Kombination mit dem 12 V Generators 44 bzw. einer durch diesen erzeugten Zusatzleistung, höhere zusätzliche Leistungsbedarfe bzw. Lasten erzeugen als herkömmliche elektrische 12 V Generatoren 44 allein.
Der 12 V Generator kann hier aber zur elektrischen Versorgung etwa des Wärmemanagementsystem 20, insbesondere des Heizelements 40 und der Pumpe 30 eingerichtet sein. Dazu kann der 12 V Generator über eine entsprechende elektrische Versorgungs- oder Anschlussleitung 46 mit diesen Komponenten verbunden sein. Ebenso kann der 12 V Generator andere oder weitere Komponenten versorgen. Der 12 V Generator 44 kann hier direkt durch die Verbrennungskraftmaschine 12 angetrieben werden.
Weiter ist hier ein Verdichter 48 dargestellt, der über eine Kühlmittelleitung 50 mit dem Verdampfer 28 verbunden ist. Der Verdichter 48 kann - ebenso wie die Kühlmittelleitung 50 - Teil des Wärmemanagementsystems 20 sein. Da der Verdichter 48 direkt durch die Verbrennungskraftmaschine 12 angetrieben, also mit Arbeitsenergie versorgt werden kann, ist er hier schematisch an der Verbrennungskraftmaschine 12 angeordnet.
Insgesamt zeigen die beschriebenen Beispiele somit wie in einem verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeug eine Motorlastaufschaltung zur Emissionierung über Wärmemanagementkomponenten realisiert werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Kraftfahrzeug
12: Verbrennungskraftmaschine
14: Abgasnachbehandlungssystem
16: Insassenraum
18: Fahrer
20: Wärmemanagementsystem
22: Lufteinlass
24: Einlassluftführung
26: Belüftungsleitung
28: Verdampfer
30: Pumpe
32: Speichereinrichtung
34: Steuergerät
36: Prozessor
38: Datenspeicher
40: Heizelement
42: Bypassleitung
44: Generator
46: Anschlussleitung
48: Verdichter
50: Kühlmittelleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102018221467 A1 [0003]
DE 102016219038 A1 [0004]
EP 0910730 B1 [0005]
WO 2018015266 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (10), das eine Verbrennungskraftmaschine (12) und ein katalytisches Abgasnachbehandlungssystem aufweist, in dem die folgenden Verfahrensschritte automatisch ausgeführt werden - Erkennen eines Heizbedarfs des Abgasnachbehandlungssystems (14) anhand eines Betriebsparameters des Abgasnachbehandlungssystems (14) und/oder der Verbrennungskraftmaschine (12), - Überprüfen einer aktuellen Last der Verbrennungskraftmaschine (12), und - falls die Last kleiner als eine vorgegebene Minimallast ist, Erzeugen einer zusätzlichen Last der Verbrennungskraftmaschine (12), indem ein zumindest indirekt durch die Verbrennungskraftmaschine (12) mit Betriebsenergie versorgtes Wärmemanagementsystem (20), das zum Temperieren eines Insassenraums (16) des Kraftfahrzeugs (10) eingerichtet ist, mit erhöhtem Leistungsbedarf in einem für den Insassenraum (16) des Kraftfahrzeugs (10) zumindest im Wesentlichen temperaturneutralen Betrieb betrieben wird, in dem durch das Wärmemanagementsystem (20) erzeugte Temperierungsleistung durch Ableiten von Wärme in eine Wärmesenke (28, 32, 42) neutralisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ansteuerung des Wärmemanagementsystems (20) zum Erzeugen der zusätzlichen Last der Verbrennungskraftmaschine (12) in Abhängigkeit von einer jeweils aktuellen Grundlast der Verbrennungskraftmaschine (12) geregelt wird, sodass durch die Grundlast und den zusätzlichen Leistungsbedarf des Wärmemanagementsystems (20) die vorgegebene Minimallast so wenig wie möglich überschritten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen des erhöhten Leistungsbedarfs des Wärmemanagementsystem (20) dieses zum Temperieren des Insassenraums (16) gemäß einer Nutzervorgabe in einem weniger energieeffizienten Betriebspunkt als möglich betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass falls die Nutzervorgabe ein Kühlen des Insassenraums (16) vorsieht, eine Luftklappe, durch die Umgebungsluft einströmen kann, geschlossen wird, ein Lüfter des Wärmemanagementsystems (20) angehalten oder mit im Vergleich zum maximal effizienten Betriebspunkt reduzierter Drehzahl betrieben wird und/oder eine Wasserpumpe (30) des Wärmemanagementsystems (20) angehalten oder mit im Vergleich zum maximal effizienten Betriebspunkt reduzierter Leistung betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen des erhöhten Leistungsbedarfs des Wärmemanagementsystem (20) ein Kältemittelverdichter (48) des Wärmemanagementsystem (20) mit erhöhter Leistung betrieben wird und eine dadurch erzeugte zusätzliche Kühlleistung durch gegensätzlich wirkendes Einstellen, insbesondere im Vergleich zu einem maximal energieeffizienten Betrieb weiteres Öffnen, einer Mischluftklappe neutralisiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Wärmemanagementsystem (20) temperierte Luft durch einen Bypass (42) in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs (10) abgegeben wird, insbesondere durch einen luftseitigen Bypass in einem Klimagerät des Wärmemanagementsystems (20) und/oder durch einen Kondenswasserablauf des Klimageräts.
Kraftfahrzeug (10), aufweisend eine Verbrennungskraftmaschine (12), ein katalytisches Abgasnachbehandlungssystem (14) zum Nachbehandeln von durch die Verbrennungskraftmaschine (12) erzeugtem Abgas, ein Wärmemanagementsystem (20) zum Temperieren eines Insassenraums (16) des Kraftfahrzeugs (10) und ein Steuergerät (34) zum Ansteuern des Wärmemanagementsystems (20), wobei das Kraftfahrzeug (10) zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmemanagementsystem (20) eine mechanische Komponente (30) aufweist, die zum Erzeugen der zusätzlichen Last der Verbrennungskraftmaschine (12) durch diese antreibbar ist.
Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmemanagementsystem (20) einen Verdampfer (28) aufweist, an dem ein Heizelement (40) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmemanagementsystem (20) eine Speichereinrichtung (32) aufweist und das Kraftfahrzeug (10) dazu eingerichtet ist, zum Erzeugen der zusätzlichen Last der Verbrennungskraftmaschine (12) Energie in der Speichereinrichtung (32) zu speichern, die danach zum Temperieren des Insassenraums (16) aus der Speichereinrichtung (32) abrufbar ist.