DE19732674C2 - Verfahren zum Erwärmen eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Kraftfahrzeuge werden im allgemeinen über die Ab­ wärme der Brennkraftmaschine oder über einen zusätzli­ chen Zuheizer erwärmt. Eine weitere Ausnutzung der Ab­ wärme wird dadurch erreicht, daß die Abwärme in einem Wärmespeicher gespeichert wird und bei einem kalten Fahr­ zeug zur schnelleren Erwärmung des Innenraumes oder der Brennkraftmaschine wieder zur Verfügung steht.

Aus dem Artikel "Mehr Komfort und Sicherheit - Neuer Zuheizer von Webasto", Günther Hammerschmid, ATZ/­ MTZ Sonderausgabe, 1997, ist ein Zuheizer bekannt, der Diesel verbrennt und dadurch zusätzlich zur Brennkraftma­ schine den Kühlwasser-Kreislauf des Kraftfahrzeuges er­ wärmt. Dadurch wird eine schnellere Aufheizung des Innen­ raumes, insbesondere bei niedrigen Außentemperaturen er­ möglicht. Der Zuheizer stellt jedoch ein weiteres Bauele­ ment dar, das zusätzliche Kosten bewirkt.

Die Aufgabe der Erfindung beruht darin, ein Verfahren zum Erwärmen eines Kraftfahrzeuges, insbesondere zum Erwärmen des Innenraumes des Kraftfahrzeuges oder zum Erwärmen eines Wärmespeichers, bereitzustellen, das ko­ stengünstig ist und mit wenig Mehraufwand zu realisieren ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge­ löst. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung beruht darin, daß die Kraftstoffmenge, die von einem Einspritzsystem verdichtet wird und anschließend abgegeben wird, ohne in die Brennkraftmaschine eingespritzt zu werden, als Wärme­ quelle zum Erwärmen des Innenraumes oder zum Erwärmen eines Wärmespeichers verwendet wird.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figur näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Kraftstofftank 1, aus dem über eine Vorförderpumpe 2 einer Hochdruckpumpe 3 Kraftstoff zu­ geführt wird. Zwischen der Hochdruckpumpe 3 und der Vorförderpumpe 2 ist ein Vordruckventil 4 vorgesehen, das einen vorgegebenen Vordruck zwischen der Vorförder­ pumpe 2 und der Hochdruckpumpe 3 einstellt. Die Hoch­ druckpumpe 3 ist mit einem Ausgang an einen Kraftstoff­ speicher 5 angeschlossen, der mit Injektoren 6 in Verbin­ dung steht, die einer Brennkraftmaschine 7 zugeordnet sind. Der Kraftstoffspeicher 5 steht mit einem Druckventil 8 in Verbindung, dessen Ausgang zu einem Eingang eines Schaltventils 11 geführt ist.

Die Injektoren 6 weisen Leckageleitungen 22 auf, über die Kraftstoff, der aus den Injektoren 6 über Undichtigkeiten entweicht, zu dem Schaltventil 11 geführt wird.

Das Schaltventil 11 weist einen ersten Ausgang und einen zweiten Ausgang auf, wobei der erste Ausgang über einen ersten Wärmetauscher 9 zum Kraftstofftank 1 geführt ist. Der zweite Ausgang des Schaltventils 11 ist direkt zum Kraftstofftank 1 geführt. Je nach Schaltstellung verbindet das Schaltventil 11 den Eingang mit dem ersten oder mit dem zweiten Ausgang.

Der Wärmetauscher 9 ist mit einer Ableitung 13 an einen zweiten Wärmetauscher 12 angeschlossen. Vom zweiten Wärmetauscher 12 geht eine Zuleitung 14 zum ersten Wär­ metauscher 9 zurück. Die vom Kraftstoff an den ersten Wär­ metauscher 9 abgegebenen Wärme wird über die Zu- und Ableitung 14, 13 an den zweiten Wärmetauscher 12 übertra­ gen. In dem Wärmetauschkreislauf zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher fließt ein Wärmetransport­ medium. Der zweite Wärmetauscher 12 ist vorzugsweise im Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges eingebracht und gibt die Wärme an den Innenraum des Kraftfahrzeuges ab.

Vorzugsweise kann der zweite Wärmetauscher 12 in Scheibenspritzdüsen, die zum Besprühen der Windschutz­ scheibe mit Scheibenwischwasser verwendet werden, oder in einem Vorratsbehälter für Scheibenwischwasser integriert sein, so daß die Scheibenspritzdüsen oder das Scheiben­ wischwasser beheizt werden können.

Es ist ein Steuergerät 10 vorgesehen, das über eine erste Steuerleitung 15 mit der Hochdruckpumpe 3, über zweite Steuerleitungen 16 mit den Injektoren 6, über eine dritte Steuerleitung 17 mit dem Druckventil 8 und über eine vierte Steuerleitung 18 mit dem Schaltventil 11 verbunden ist. Zu­ dem ist ein Temperatursensor 19 im Innenraum des Kraft­ fahrzeuges vorgesehen, der mit dem Steuergerät 10 in Ver­ bindung steht. Weiterhin ist ein Drucksensor 20 am Kraft­ stoffspeicher 5 vorgesehen, der den im Kraftstoffspeicher 5 vorliegenden Druck an das Steuergerät 10 meldet.

Die Anordnung der Fig. 1 funktioniert folgendermaßen: Das Steuergerät 10 steuert die Hochdruckpumpe 3 in der Drehzahl derart, daß im Kraftstoffspeicher 5 ein Solldruck vorliegt, der zum Betreiben der Brennkraftmaschine not­ wendig ist. Sinkt der zum Betreiben der Brennkraftma­ schine benötigte Solldruck, so steuert das Steuergerät 10 das Druckventil 8 derart, daß so viel Kraftstoff abgegeben wird, bis der Druck im Kraftstoffspeicher 5 dem Solldruck ent­ spricht.

Liegt die Innentemperatur des Kraftfahrzeuges unter ei­ ner Mindesttemperatur von beispielsweise 10°C, so steuert das Steuergerät 10 das Schaltventil 11 derart an, daß die vom Druckventil 8 abgegebene Kraftstoffmenge und die über die Leckage der Injektoren 6 abgegebene Kraftstoffmenge über den ersten Wärmetauscher 9 zum Kraftstofftank 1 zurückge­ führt wird. Das Druckventil 8 steuert abhängig von dem vom Steuergerät 10 vorgegebenen Druck Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher 5 ab.

Die abgegebene Kraftstoffmenge gibt Wärme an den er­ sten Wärmetauscher 9 ab, der wiederum den zweiten Wär­ metauscher 12 erwärmt, von dem aus die Wärme über einen Luftstrom in den Innenraum des Kraftfahrzeuges geführt wird oder Scheibenspritzdüsen oder Scheibenwischwasser erwärmt werden.

Vorzugsweise steuert das Steuergerät 10 in einer Warm­ laufphase den Kraftstoffzufluß zum Kraftstoffspeicher 5 in der Weise, daß dem Kraftstoffspeicher 5 mehr Kraftstoff zu­ geführt wird, als für das Betreiben der Brennkraftmaschine 7 notwendig ist. Der überflüssige Kraftstoff wird über das Druckventil 8 und den ersten Wärmetauscher 9 wieder zum Kraftstofftank zurückgeführt wird. Auf diese Weise wird die von der Hochdruckpumpe 3 erzeugte Energie zum Erwär­ men des ersten Wärmetauschers 9 und des Innenraumes ein­ gesetzt. Dies ermöglicht insbesondere bei direkt einspritzen­ den Dieselbrennkraftmaschinen auch im Winter eine relativ schnelle Aufheizung des Innenraumes des Kraftfahrzeuges.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird anstelle des zweiten Wärmetauschers 12 ein Wärmespeicher mit Wärme versorgt. Der Wärmespeicher speichert die Wärme und gibt die Wärme auf einen Steuerbefehl des Steuergerätes 10 hin entweder an die Brennkraftmaschine oder an den Innenraum des Kraftfahrzeuges ab.

Dies wird vorzugsweise dadurch realisiert, daß der erste Wärmetauscher 9 über einen Wärmetauschkreislauf mit dem Wärmespeicher in Verbindung steht. Die Verwendung des Wärmespeichers bietet den Vorteil, daß auch bei einer ausreichend warmen Brennkraftmaschine die Wärmeenergie, die mit dem Kraftstoff über das Druckventil 8 aus dem Kraftstoffspeicher 5 abgegeben wird, und die Wärmeener­ gie, die über die Leckage aus den Injektoren 6 abgegeben wird, nicht zur Erwärmung des Kraftstofftankes 1, sondern zur Erwärmung des Wärmespeichers genutzt wird.

Vorzugsweise wird zwischen der Wärmeabgabe in den Innenraum und der Wärmeabgabe in den Wärmespeicher abhängig von der Temperatur des Innenraumes umgeschal­ tet, so daß bei einer Temperatur im Innenraum, die unter 10°C liegt, der Innenraum von dem über das Druckventil 8 abgegebenen Kraftstoff erwärmt wird.

Liegt die Temperatur im Innenraum über der Vergleichs­ temperatur von 10°C, so wird der Wärmespeicher von dem über das Druckventil 8 abgegebenen Kraftstoff erwärmt. Auf diese Weise wird auch bei einem warmen Innenraum die von der Hochdruckpumpe 3 für die Kraftstoffeinsprit­ zung unnötig aufgewendete Energie im Wärmespeicher zwischengespeichert. Anstelle der Innenraumtemperatur kann auch die Kühlwassertemperatur als Vergleichstempe­ ratur verwendet werden.

Vorzugsweise wird über den ersten Wärmetauscher 9 di­ rekt das Kühlwasser der Brennkraftmaschine 7 erwärmt.

Der über die Leckageleitung 22 von den Injektoren 6 ab­ gegebene Kraftstoff und der über das Druckventil 8 abgege­ bene Kraftstoff können auch unabhängig voneinander zur Erwärmung des Kraftfahrzeuges verwendet werden. Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Einspritzsysteme mit einem Kraftstoffspeicher begrenzt, sondern kann auf je­ des Einspritzsystem angewendet werden, das einen Injektor mit einer Leckage aufweist.

Claims (6)

1. Verfahren zum Erwärmen eines Kraftfahrzeuges, bei dem die Brennkraftmaschine (7) des Kraftfahrzeuges über Injektoren (6) mit Kraftstoff versorgt wird, wobei die Injektoren (6) über eine Undichtigkeit (22) Kraftstoff abgegeben, der nicht in die Brennkraftmaschine (7) eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der über die Undichtigkeit (22) abgegebene Kraftstoff zum Erwärmen des Kraftfahrzeuges, insbesondere zum Erwärmen des Innenraumes des Kraftfahrzeuges oder zum Erwärmen eines Wärmespeichers des Kraftfahrzeuges, verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abgegebene Kraftstoff über einen Wärmetauscher (9, 12) ge­ führt wird, und daß der Wärmetauscher (9, 12) die Wärme an den Innenraum des Fahrzeuges abgibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Warmlaufphase mehr Kraftstoff dem Kraftstoffspeicher (5) zugeführt wird, als für das Betreiben der Brennkraftma­ schine (7) notwendig ist, und daß der zuviel zugeführte Kraftstoff über das Druckventil (8) abgegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Kraftfahrzeugs vom abgegebenen Kraftstoff er­ wärmt wird, wenn die Temperatur im Innenraum des Kraftfahr­ zeuges unter einer Vergleichstemperatur liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmespeicher des Kraftfahrzeuges vom abgegebenen Kraft­ stoff erwärmt wird, wenn die Temperatur im Innenraum oder die Temperatur des Kühlwassers über einer Vergleichstempe­ ratur liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abgegebene Kraftstoff zum Erwärmen des Kühlwassers oder zum Erwärmen von Scheibenspritzdüsen oder zum Erwärmen von Scheibenwischwasser verwendet wird.