DE102016011488A1

DE102016011488A1 - Method for operating a device for cooling the combustion air of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102016011488A1
Application number: DE102016011488.6A
Authority: DE
Inventors: Tobias Böcking
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-09-22
Filing date: 2016-09-22
Publication date: 2017-03-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer wenigstens einen mit Luft und einem Kraftstoff versorgbaren Brennraum (14) aufweisenden Verbrennungskraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem ein von dem Kraftstoff unterschiedliches, in einem Reservoir (42) aufgenommenes und in die Luft einbringbares Kühlmedium (44) zum Kühlen der Luft mittels einer dem Reservoir (42) zugeordneten Heizeinrichtung (48) erwärmt wird, mit den Schritten: – Ermitteln wenigstens eines zumindest einen Teilbereich der Umgebung des Kraftfahrzeugs charakterisierenden Parameter; – Mittels einer elektronischen Recheneinrichtung: Ermitteln eines zukünftigen Lastprofils (56) der Verbrennungskraftmaschine (10) in Abhängigkeit von dem Umgebungsparameter; und – Betreiben der Heizeinrichtung (48) in Abhängigkeit von dem ermittelten Lastprofil (56).The invention relates to a method for operating an internal combustion engine (10) of a motor vehicle having at least one combustion chamber (14) which can be supplied with air and a fuel, in which a cooling medium accommodated in a reservoir (42) and being able to be introduced into the air ( 44) for cooling the air by means of a heater (48) associated with the reservoir (42), comprising the steps of: determining at least one parameter characterizing at least a portion of the surroundings of the motor vehicle; - By means of an electronic computing device: determining a future load profile (56) of the internal combustion engine (10) in dependence on the environmental parameter; and - operating the heating device (48) in dependence on the determined load profile (56).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Ein solches Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ist beispielsweise bereits der DE 10 2014 204 509 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Verbrennungskraftmaschine weist dabei wenigstens einen mit Luft und einem Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine versorgbaren Brennraum auf. Durch das Versorgen des Brennraums mit dem Kraftstoff und der Luft entsteht in dem Brennraum ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches beispielsweise gezündet und dadurch verbrannt wird. Bei dem Verfahren wird ein von dem Kraftstoff unterschiedliches, in einem Reservoir aufgenommenes und in die Luft einbringbares Kühlmedium zum Kühlen der Luft mittels einer dem Reservoir zugeordneten Heizeinrichtung erwärmt.Such a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle, for example, is already the DE 10 2014 204 509 A1 to be known as known. The internal combustion engine has at least one combustion chamber that can be supplied with air and a fuel for operating the internal combustion engine. By supplying the combustion chamber with the fuel and the air is formed in the combustion chamber, a fuel-air mixture, which is ignited, for example, and thereby burned. In the method, a different from the fuel, taken in a reservoir and can be introduced into the air cooling medium for cooling the air by means of a heater associated with the reservoir is heated.

Außerdem offenbart die DE 10 2014 215 025 A1 ein Verfahren zur Sicherstellung der Verfügbarkeit eines Reduktionsmittels für die Reduktion von Emulsionsbestandteilen aus motorischen Verbrennungsprozessen mittels katalytischer Reduktion während des Verbrennungsprozesses und/oder bei der Abgasnachbehandlung eines mit einer Brennkraftmaschine betriebenen Fahrzeugs.In addition, the disclosed DE 10 2014 215 025 A1 a method for ensuring the availability of a reducing agent for the reduction of emulsion constituents from engine combustion processes by means of catalytic reduction during the combustion process and / or in the exhaust aftertreatment of a vehicle powered by an internal combustion engine.

Aus der DE 10 2014 004 817 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem ein vor einem Kraftfahrzeug vorausliegender Streckenverlauf aktuell während einer Fahrt so weit erkannt wird, dass eine Hochvolt-Batterie des hybridisch oder rein elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs während der Fahrt prädiktiv geregelt wird.From the DE 10 2014 004 817 A1 a method is known in which a route ahead of a motor vehicle route is currently recognized during a journey so far that a high-voltage battery of hybrid or purely electrically powered motor vehicle is controlled predictively while driving.

Schließlich offenbart die DE 10 2012 207 904 A1 ein Verfahren zur Unterdrückung von vor einem Zündzeitpunkt auftretender Vorentflammung in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors.Finally, the reveals DE 10 2012 207 904 A1 a method for suppressing occurring before an ignition pre-ignition in a combustion chamber of an internal combustion engine.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine vorteilhafte Einbringung des Kühlmediums in die Luft realisierbar ist.Object of the present invention is to develop a method of the type mentioned in such a way that an advantageous introduction of the cooling medium in the air can be realized.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Einbringung des Kühlmediums in die Luft realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verfahren einen ersten Schritt umfasst, bei welchem wenigstens ein zumindest einen Teilbereich der Umgebung des Kraftfahrzeugs charakterisierender Parameter ermittelt wird. Vorzugsweise wird das Verfahren bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs durchgeführt, sodass der wenigstens eine zumindest den Teilbereich der Umgebung des Kraftfahrzeugs charakterisierende Parameter während der Fahrt des Kraftfahrzeugs ermittelt wird.In order to develop a method specified in the preamble of claim 1 such that a particularly advantageous introduction of the cooling medium in the air can be realized, it is provided according to the invention that the method comprises a first step, wherein at least one at least a portion of the environment Motor vehicle characterizing parameter is determined. The method is preferably carried out during a journey of the motor vehicle so that the parameter characterizing at least one parameter characterizing at least the partial area of the surroundings of the motor vehicle is determined while the motor vehicle is traveling.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst einen zweiten Schritt, bei welchem, insbesondere während der Fahrt, ein zukünftiges Lastprofil der Verbrennungskraftmaschine in Abhängigkeit von dem Umgebungsparameter mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere des Kraftfahrzeugs, ermittelt wird. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen dritten Schritt, bei welchem, insbesondere während der Fahrt, die Heizeinrichtung in Abhängigkeit von dem ermittelten, zukünftigen Lastprofil betrieben wird. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, das in dem Reservoir aufgenommene Kühlmedium dann und vorzugsweise nur dann mittels des Heizelements zu erwärmen beziehungsweise zu beheizen, wenn dies vorteilhaft beziehungsweise erforderlich ist. Dadurch kann beispielsweise einer Biokontamination des vorzugsweise als Kühlfluid, insbesondere als Kühlflüssigkeit, ausgebildeten Kühlmediums entgegengewirkt werden. Vorzugsweise ist das Kühlmedium ein Kühlfluid, insbesondere eine Kühlflüssigkeit, beziehungsweise vorzugsweise umfasst das Kühlmedium wenigstens ein Kühlfluid, insbesondere wenigstens eine Kühlflüssigkeit wie beispielsweise Wasser.The method according to the invention comprises a second step, in which, in particular while driving, a future load profile of the internal combustion engine is determined as a function of the environmental parameter by means of an electronic computing device, in particular of the motor vehicle. Furthermore, the method according to the invention comprises a third step, in which, in particular during driving, the heating device is operated as a function of the determined, future load profile. By means of the method according to the invention, it is possible to heat or heat the cooling medium accommodated in the reservoir then and preferably only by means of the heating element, if this is advantageous or necessary. As a result, for example, biocontamination of the cooling medium, which is preferably designed as a cooling fluid, in particular as a cooling fluid, can be counteracted. Preferably, the cooling medium is a cooling fluid, in particular a cooling fluid, or preferably the cooling medium comprises at least one cooling fluid, in particular at least one cooling fluid such as water.

Das zukünftige Lastprofil umfasst beispielsweise einen zukünftigen, insbesondere zeitlichen Verlauf einer von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellenden Last. Unter dem Ermitteln des zukünftigen Lastprofils ist zu verstehen, dass das Lastprofil vorausschauend ermittelt wird, bevor die Verbrennungskraftmaschine entsprechend dem Lastprofil Lasten bereitstellt. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es somit möglich, den Betrieb der Heizeinrichtung an das zukünftig auftretende Lastprofil, gemäß welchem die Verbrennungskraftmaschine erst in Zukunft und nicht aktuell betrieben wird, anzupassen, sodass beispielsweise das in dem Reservoir aufgenommene Kühlmedium auf zukünftige, von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellende Lasten während einer Zeitspanne vorbereitet werden kann, während welcher die Verbrennungskraftmaschine die Lasten noch gar nicht bereitstellt. Dadurch ist eine Konditionierung, insbesondere eine Vorkonditionierung, des Kühlmediums realisierbar, sodass das Kühlmedium zu dem Zeitpunkt beziehungsweise während einer Zeitspanne zu welchem beziehungsweise während welcher die Verbrennungskraftmaschine die Lasten des Lastprofils tatsächlich bereitstellt, vorteilhafte Eigenschaften, insbesondere eine vorteilhafte Viskosität und/oder eine vorteilhafte Temperatur, aufweist. Dadurch kann ein besonders effizienter und somit kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden.The future load profile includes, for example, a future, in particular temporal course of a load to be provided by the internal combustion engine. By determining the future load profile, it is to be understood that the load profile is determined ahead of time before the internal combustion engine provides loads in accordance with the load profile. By means of the method according to the invention, it is thus possible to adapt the operation of the heating device to the future occurring load profile, according to which the internal combustion engine is operated in the future and not currently, so that, for example, the cooling medium received in the reservoir to future, to be provided by the internal combustion engine loads during a period of time during which the internal combustion engine does not yet provide the loads. As a result, a conditioning, in particular a preconditioning of the cooling medium can be realized, so that the cooling medium at the time or during a period of time to which or during which the internal combustion engine actually provides the loads of the load profile, advantageous properties, in particular an advantageous viscosity and / or an advantageous temperature, having. As a result, a particularly efficient and thus fuel-efficient operation of the internal combustion engine can be realized.

Der Erfindung liegt dabei insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Bedingt durch den ungebrochenen Trend des Downsizings zur Reduzierung des CO₂-Ausstoßes steigen das spezifische Drehmoment und die spezifische Leistung von beispielsweise als Ottomotoren ausgebildeten Verbrennungskraftmaschinen immer weiter an. Ermöglicht wird dies unter anderem durch die sogenannte Aufladung der beispielsweise mit einer Direkteinspritzung ausgestatteten Verbrennungskraftmaschine, welche auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Die Aufladung wird beispielsweise mittels eines Abgasturboladers realisiert. Unter der Aufladung ist zu verstehen, dass die dem Brennraum zuzuführende Luft, welche auch als Verbrennungsluft bezeichnet wird, mittels wenigstens eines Verdichters, insbesondere des Abgasturboladers, verdichtet wird. Die verdichtete Verbrennungsluft wird auch als Ladeluft bezeichnet.The invention is based in particular on the following finding: Due to the unbroken trend of downsizing for the reduction of CO ₂ emissions, the specific torque and the specific power of, for example, internal combustion engines designed as gasoline engines continue to increase. This is made possible, among other things, by the so-called charging of the internal combustion engine, which is equipped, for example, with direct injection, which is also referred to as engine or internal combustion engine. The charge is realized for example by means of an exhaust gas turbocharger. Charging means that the air to be supplied to the combustion chamber, which is also referred to as combustion air, is compressed by means of at least one compressor, in particular of the exhaust gas turbocharger. The compressed combustion air is also referred to as charge air.

Um im aufgeladenen Betrieb einen günstigen Wirkungsgrad – und damit einen niedrigen Kraftstoffverbrauch – erreichen zu können, sollte der Motor mit einer günstigen Verbrennungsschwerpunktlage betrieben werden. Dazu ist eine wirkungsvolle Kühlung der verdichteten und dadurch erwärmten Luft von besonderer Bedeutung, die bedingt durch das Streben, das Verdichtungsverhältnis mit dem Ziel einer weiteren Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs zu erhöhen, zunehmend an Bedeutung gewinnt. Darüber hinaus ist das darstellbare maximale Drehmoment – insbesondere bei höherer Motordrehzahl – durch bauteilspezifische Grenztemperaturen begrenzt. Hieraus ergibt sich neben der Möglichkeit, die Verbrennungsschwerpunktlage in Richtung früh zu verschieben – sofern dies möglich ist – ein Bedarf für zusätzliche Kühlmaßnahmen. Sowohl mit steigendem spezifischem Drehmoment und steigender spezifischer Leistung des Motors als auch durch eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses steigt der Kühlungsbedarf der verdichteten Luft und/oder des beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraums weiter an.In order to achieve a favorable efficiency - and thus a low fuel consumption - in the charged operation, the engine should be operated with a favorable combustion center. For this purpose, an effective cooling of the compressed and therefore heated air is of particular importance, which is becoming increasingly important due to the pursuit of increasing the compression ratio with the aim of further improving fuel consumption. In addition, the representable maximum torque - especially at higher engine speed - limited by component-specific limit temperatures. This results in addition to the possibility to move the focus of combustion focus towards early - if possible - a need for additional cooling measures. Both with increasing specific torque and increasing specific power of the engine as well as by increasing the compression ratio of the cooling demand of the compressed air and / or of the example formed as a cylinder combustion chamber continues to increase.

Bei aktuellen, beispielsweise als Ottomotoren ausgebildeten Verbrennungskraftmaschinen erfolgt die Kühlung der verdichteten Verbrennungsluft mittels wenigstens eines Ladeluftkühlers, welcher von der verdichteten Luft durchströmt wird und dieser damit Wärme entzieht. Die Kühlung der verdichteten Luft wird auch als Ladeluftkühlung bezeichnet. Die Wärme wird von dem beispielsweise als Wärmetauscher fungierenden Ladeluftkühler direkt an die Umgebung oder an ein den Ladeluftkühler durchströmendes Kühlmittel eines Niedertemperaturkreislaufs abgegeben. Es wird folglich zwischen der sogenannten direkten und der indirekten Ladeluftkühlung unterschieden.In current, designed for example as gasoline engines internal combustion engines, the cooling of the compressed combustion air by means of at least one intercooler, which is flowed through by the compressed air and this deprives heat. The cooling of the compressed air is also referred to as charge air cooling. The heat is emitted by the example acting as a heat exchanger charge air cooler directly to the environment or to a charge air cooler flowing through the coolant of a low-temperature circuit. It is therefore distinguished between the so-called direct and indirect charge air cooling.

Die Überschreitung von bauteilspezifischen Grenztemperaturen bei hohen Lasten wird heute durch eine Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem Brennraum verhindert. Der zu Kühlungszwecken zusätzlich eingespritzte Kraftstoff führt aufgrund des Sauerstoffmangels zu einem erhöhten Schadstoffausstoß, der insbesondere durch zukünftige Abgasgesetzgebungen im Hinblick auf Real-Driving-Emissions (RDE) als kritisch zu bewerten ist. Eine heute bekannte Alternative stellt die Verwendung höherwertiger Werkstoffe oder der Einsatz optimierter Kühleinrichtungen auf der heißen Seite der Verbrennungskraftmaschine dar, wobei beispielsweise ein gekühlter Abgaskrümmer und/oder ein gekühltes Turbinengehäuse zum Einsatz kommen.Exceeding component-specific limit temperatures at high loads is prevented today by an enrichment of the fuel-air mixture in the combustion chamber. The additionally injected fuel for cooling purposes leads due to the lack of oxygen to increased pollutant emissions, which in particular by future exhaust gas legislation with regard to real driving emissions (RDE) is to be considered critical. One alternative known today is the use of higher-grade materials or the use of optimized cooling devices on the hot side of the internal combustion engine, for example using a cooled exhaust manifold and / or a cooled turbine housing.

Eine weitere, sehr effektive Möglichkeit zur Kühlung der Verbrennungsluft und zur Absenkung der Prozesstemperatur stellt die Einspritzung eines von dem Kraftstoff unterschiedlichen Kühlmediums in die verdichtete Verbrennungsluft dar. Durch diese, grundsätzlich bereits bekannte Maßnahme wird der Verbrennungsluft durch die hohe spezifische Wärmekapazität und die Verdampfung des Kühlmediums Wärme entzogen. Neben der Reduzierung des Risikos einer klopfenden Verbrennung kann darüber hinaus auf etwaige Vorentflammungen reagiert oder diesen vorgebeugt werden. Wie zuvor erwähnt, kann das Kühlmedium zumindest Wasser umfassen, wobei es denkbar ist, das Wasser an Bord des Kraftfahrzeugs zu gewinnen.Another very effective way to cool the combustion air and to lower the process temperature is the injection of a different of the fuel cooling medium in the compressed combustion air. This, basically already known measure of the combustion air by the high specific heat capacity and the evaporation of the cooling medium Heat deprived. In addition to reducing the risk of knocking combustion, it is also possible to react to or prevent any pre-ignition. As mentioned above, the cooling medium may comprise at least water, it being conceivable to recover the water on board the motor vehicle.

Nach heutigem Stand der Technik eignet sich als Kühlmedium insbesondere Wasser oder ein Wassergemisch. Bei der Verbrennung von Wasser besteht in Abhängigkeit von verschiedenen Einflussfaktoren wie Wasserqualität, Lichteinfall, Temperatur usw. ein mehr oder weniger hohes Risiko für Biokontamination, deren direkte Folge ein Ausfall eines Systems zum Einbringen, insbesondere Einspritzen, des Wassers in die Verbrennungsluft sein könnte. Aus Frostschutzgründen kann die als Heizung fungierende Heizeinrichtung vorgesehen sein, mittels welcher das in dem Reservoir aufgenommene Kühlmedium erwärmt und somit beheizt werden kann. Beispielsweise ist es denkbar, das in dem beispielsweise als Tank ausgebildeten Reservoir aufgenommene Kühlmedium mittels der Heizeinrichtung, zumindest in zeitlichen Abständen kurzzeitig, auf über 70 Grad Celsius zu erwärmen, sodass einer Biokontamination entgegengewirkt werden kann.According to the current state of the art, water or a water mixture is particularly suitable as the cooling medium. The combustion of water, depending on various factors such as water quality, incidence of light, temperature, etc., poses a greater or lesser risk of biocontamination, the direct consequence of which could be a failure of a system to introduce, in particular inject, the water into the combustion air. For reasons of antifreeze, the heating device acting as heater can be provided, by means of which the cooling medium accommodated in the reservoir can be heated and thus heated. For example, it is conceivable for the cooling medium accommodated in the reservoir, for example a tank, to be heated to over 70 degrees Celsius by means of the heating device, at least at intervals, so that biocontamination can be counteracted.

Es wurde jedoch gefunden, dass sich ein Aufheizen des sich im Reservoir befindenden Kühlmediums negativ auswirken kann, sobald sich im Anschluss an das Aufheizen des Kühlmediums ein Kühlungsbedarf mittels Einbringung beziehungsweise Einspritzung des Kühlmediums in die Verbrennungsluft ergibt, das Kühlmedium jedoch nach dem Aufheizen eine hohe Temperatur aufweist. Aus der temperaturbedingt geringeren Kühlwirkung pro Kühlmediumsmenge resultiert eine erheblich größere benötigte Menge des Kühlmediums, die die erzielbare Reichweite mit der in dem Reservoir verbleibenden Menge des Kühlmediums signifikant reduziert. Diese Nachteile und Probleme können mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden werden, da das Kühlmedium besonders bedarfsgerecht und insbesondere nur dann erwärmt wird, wenn dies tatsächlich erforderlich ist. However, it has been found that heating up the cooling medium in the reservoir can have a negative effect as soon as a cooling requirement arises by introducing or injecting the cooling medium into the combustion air following the heating of the cooling medium, but the cooling medium has a high temperature after heating up having. The temperature-dependent lower cooling effect per cooling medium quantity results in a significantly larger required amount of the cooling medium, which significantly reduces the achievable range with the amount of cooling medium remaining in the reservoir. These disadvantages and problems can be avoided by means of the method according to the invention, since the cooling medium is heated according to needs and in particular only when this is actually necessary.

Mit anderen Worten kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens einer Biokontamination des beispielsweise als Wasser ausgebildeten und sich in dem Reservoir befindenden Kühlmediums entgegengewirkt werden, wobei signifikante Nachteile bezüglich der erzielbaren Reichweite mit der in dem Reservoir verbleibenden Menge des Kühlmediums vermieden werden können. Der Biokontamination wird beispielsweise durch ein zumindest kurzzeitiges Aufheizen des Kühlmediums begegnet, wobei das erfindungsgemäße Verfahren sicherstellt, dass das Kühlmedium dann und insbesondere nur dann aufgeheizt wird, wenn in der Folge nicht mit einem Kühlungsbedarf der Verbrennungskraftmaschine durch Einbringung beziehungsweise Einspritzung des Kühlmediums in die Verbrennungsluft zu rechnen ist.In other words, by means of the method according to the invention, a biocontamination of the cooling medium formed, for example, as water and located in the reservoir can be counteracted, whereby significant disadvantages with respect to the achievable range can be avoided with the amount of cooling medium remaining in the reservoir. The biocontamination is counteracted, for example, by an at least short-term heating of the cooling medium, wherein the method according to the invention ensures that the cooling medium is then and in particular heated only if subsequently no need for cooling the internal combustion engine by introducing or injecting the cooling medium into the combustion air is calculated.

Das erfindungsgemäße Verfahren beziehungsweise das Aufheizen des Kühlmediums basiert somit auf einer Vorhersage über das zukünftige beziehungsweise in Zukunft zu erwartende Lastprofil der Verbrennungskraftmaschine, welche aktuell noch nicht, jedoch in Zukunft mit einer hohen Wahrscheinlichkeit gemäß dem ermittelten Lastprofil betrieben wird und entsprechende Lasten bereitstellt. Im Zusammenhang mit einem auf einer Vorhersage basierenden Verfahren wird üblicherweise von einer Most-Probable-Path-Anwendung oder einem elektronischen Horizont gesprochen. Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich der Kühlungsbedarf mittels Einbringung des Kühlmediums anhand eines unter Einbeziehung von Umgebungsparametern prognostizierten Lastprofils der Verbrennungskraftmaschine und/oder sich auf das Lastprofil auswirkender Umgebungsparameter prädiktiv vorhersagen, sodass die Aufheizung zur Begegnung der Biokontamination zu diesbezüglich günstigen Zeitpunkten vorgenommen werden kann.The method according to the invention or the heating of the cooling medium is thus based on a prediction of the future or expected future load profile of the internal combustion engine, which currently is not yet operated in the future with a high probability according to the determined load profile and provides corresponding loads. In the context of a prediction-based method, one usually speaks of a must-probable path application or an electronic horizon. With the aid of the method according to the invention, the cooling requirement can be predicted predictively by introducing the cooling medium on the basis of a load profile of the internal combustion engine predicted using environmental parameters and / or environmental parameters affecting the load profile, so that the heating to encounter the biocontamination can be carried out at favorable times.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine 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.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem Brennraum, welcher mit einem Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine und mit Luft versorgbar ist, mit wenigstens einem Reservoir zum Aufnehmen eines von dem Kraftstoff unterschiedlichen und in die Luft einbringbaren Kühlmediums zum Kühlen der Luft, und mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen des in dem Reservoir aufgenommenen Kühlmediums, wobei die Heizeinrichtung im Rahmen eines Verfahrens zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine vorausschauend betrieben wird; 1 a schematic representation of an internal combustion engine with at least one combustion chamber, which is supplied with a fuel for operating the internal combustion engine and with air, with at least one reservoir for receiving a different from the fuel and the air einbringbaren cooling medium for cooling the air, and with a heater for heating the cooling medium accommodated in the reservoir, wherein the heating device is operated in a forward-looking manner as part of a method for operating the internal combustion engine;

2 ein Blockschaltbild zum Veranschaulichen des Verfahrens; und 2 a block diagram illustrating the method; and

3 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens. 3 a flowchart illustrating the method.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, welches beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet und mittels der Verbrennungskraftmaschine 10 antreibbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ein beispielsweise als Zylindergehäuse ausgebildetes Motorgehäuse 12, durch welches mehrere Brennräume in Form von Zylindern 14 gebildet sind. Dem jeweiligen Zylinder 14 sind Luft und ein Kraftstoff, insbesondere ein flüssiger Kraftstoff, zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 zuführbar. Hierzu umfasst die Verbrennungskraftmaschine 10 ein von der Luft, welche auch als Verbrennungsluft bezeichnet wird, durchströmbaren Ansaugtrakt 16, mittels welchem die Luft zu dem und insbesondere in den Zylinder 14 geleitet wird. Dabei saugt die Verbrennungskraftmaschine 10 beispielsweise die Luft über den Ansaugtrakt 16 aus der Umgebung an. 1 shows in a schematic representation of a whole 10 designated internal combustion engine of a motor vehicle, which, for example, as a motor vehicle, in particular as a passenger car, trained and by means of the internal combustion engine 10 is drivable. The internal combustion engine 10 comprises a motor housing designed, for example, as a cylinder housing 12 through which several combustion chambers in the form of cylinders 14 are formed. The respective cylinder 14 are air and a fuel, in particular a liquid fuel, for operating the internal combustion engine 10 fed. This includes the internal combustion engine 10 one of the air, which is also referred to as combustion air, permeable intake tract 16 by means of which the air to the and in particular into the cylinder 14 is directed. The internal combustion engine sucks 10 For example, the air over the intake system 16 from the environment.

Durch das Einbringen von Luft und Kraftstoff in die Zylinder 14 entsteht in dem jeweiligen Zylinder 14 ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches beispielsweise gezündet und dadurch verbrannt wird. Daraus resultiert Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst dabei einen von dem Abgas durchströmbaren Abgastrakt 18, mittels welchem das Abgas aus den Zylindern 14 abgeführt wird.By introducing air and fuel into the cylinders 14 arises in the respective cylinder 14 a fuel-air mixture, which is ignited, for example, and thereby burned. This results in exhaust gas of the internal combustion engine 10 , The internal combustion engine 10 includes an exhaust gas tract through which the exhaust gas can flow 18 , by means of which the exhaust gas from the cylinders 14 is dissipated.

Ferner umfasst die Verbrennungskraftmaschine 10 wenigstens einen Abgasturbolader 20, welcher eine in dem Abgastrakt 18 angeordnete Turbine 22 mit einem Turbinenrad 24 und einen in dem Ansaugtrakt 16 angeordneten Verdichter 26 mit einem Verdichterrad 28 umfasst. Ferner umfasst der Abgasturbolader 20 eine Welle 30, mit welcher das Turbinenrad 24 und das Verdichterrad 28 drehfest verbunden sind. Die Turbine 22, insbesondere das Turbinenrad 24, ist von dem den Abgastrakt durchströmenden Abgas antreibbar. Dadurch ist das Verdichterrad 28 über die Welle 30 von dem Turbinenrad 24 antreibbar. Durch das Antreiben des Verdichterrads 28 wird mittels des Verdichterrads 28 und somit mittels des Verdichters 26 die den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft verdichtet. Die Luft wird auch als Verbrennungsluft bezeichnet, wobei die verdichtete Luft auch als Ladeluft bezeichnet wird. Das Versorgen der Zylinder 14 mit der Ladeluft wird auch als Aufladen oder Aufladung bezeichnet.Furthermore, the internal combustion engine comprises 10 at least one exhaust gas turbocharger 20 which is one in the exhaust tract 18 arranged turbine 22 with a turbine wheel 24 and one in the intake tract 16 arranged compressor 26 with a compressor wheel 28 includes. Furthermore, the exhaust gas turbocharger comprises 20 a wave 30 with which the turbine wheel 24 and the compressor wheel 28 are rotatably connected. The turbine 22 , in particular the turbine wheel 24 , Is driven by the exhaust gas flowing through the exhaust gas. This is the compressor wheel 28 over the wave 30 from the turbine wheel 24 drivable. By driving the compressor wheel 28 is by means of the compressor wheel 28 and thus by means of the compressor 26 the intake tract 16 compressed air flowing through. The air is also referred to as combustion air, the compressed air is also referred to as charge air. Supplying the cylinders 14 with the charge air is also referred to as charging or charging.

Durch das Verdichten der Luft wird diese erwärmt. Um dennoch hohe Aufladegrade zu realisieren, ist in dem Ansaugtrakt 16 stromab des Verdichters 26 ein Ladeluftkühler 32 angeordnet, mittels welchem die verdichtete und dadurch erwärmte Luft gekühlt werden kann.By compressing the air, it is heated. Nevertheless, in order to realize high charging levels, is in the intake 16 downstream of the compressor 26 a charge air cooler 32 arranged, by means of which the compressed and thus heated air can be cooled.

Ferner ist in dem Ansaugtrakt 16, insbesondere stromab des Ladeluftkühlers 32, eine Drosselklappe 34 angeordnet, mittels welcher beispielsweise eine Menge der den Ansaugtrakt 16 durchströmenden und den Zylindern 14 zuzuführende Luft einstellbar ist und/oder mittels welcher ein Druck in dem Ansaugtrakt 16 einstellbar ist. Ferner ist in dem Ansaugtrakt, insbesondere stromauf des Verdichters 26, ein Luftfilter 36 angeordnet, mittels welchem die den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft gefiltert wird. Außerdem ist in dem Abgastrakt 18, insbesondere stromab der Turbine 22, wenigstens eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 38 angeordnet, mittels welcher das Abgas nachbehandelt werden kann, bevor es schließlich beispielsweise an die Umgebung entlassen wird.Further, in the intake tract 16 , in particular downstream of the intercooler 32 , a throttle 34 arranged, by means of which, for example, a quantity of the intake tract 16 flowing through and the cylinders 14 adjustable air is adjustable and / or by means of which a pressure in the intake tract 16 is adjustable. Further, in the intake tract, in particular upstream of the compressor 26 , an air filter 36 arranged, by means of which the intake tract 16 air flowing through is filtered. In addition, in the exhaust tract 18 , in particular downstream of the turbine 22 , at least one exhaust aftertreatment device 38 arranged, by means of which the exhaust gas can be post-treated, before finally being discharged, for example, to the environment.

Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ferner eine Einspritzanlage 40 zum Einbringen, insbesondere Einspritzen, eines von dem Kraftstoff und von der Luft unterschiedlichen Kühlmediums in die Luft (Verbrennungsluft). Die Einspritzanlage 40 umfasst hierzu ein beispielsweise als Tank ausgebildetes Reservoir 42, in welchem das Kühlmedium aufnehmbar und somit beispielsweise zumindest vorübergehend speicherbar ist. Das in dem Reservoir 42 aufgenommene Kühlmedium ist in 1 mit 44 bezeichnet.The internal combustion engine 10 further includes an injection system 40 for introducing, in particular injecting, a different of the fuel and the air cooling medium into the air (combustion air). The injection system 40 includes for this purpose, for example, designed as a tank reservoir 42 , in which the cooling medium can be received and thus, for example, at least temporarily storable. That in the reservoir 42 absorbed cooling medium is in 1 With 44 designated.

Dem jeweiligen Zylinder 14 ist beispielsweise ein in 1 nicht gezeigter Injektor zugeordnet, mittels welchem der Kraftstoff in den jeweiligen Zylinder 14 einbringbar, insbesondere direkt einspritzbar, ist. Dabei ist es denkbar, dass der Injektor auch zum Einbringen des Kühlmediums in die Verbrennungsluft genutzt wird, sodass beispielsweise mittels des Injektors das Kühlmedium direkt in den jeweiligen Zylinder 14 einspritzbar ist. Alternativ oder zusätzlich dazu ist es denkbar, dass je Zylinder 14 ein von dem jeweiligen Injektor unterschiedliches, zusätzlich dazu vorgesehenes Einbringelement zum Einsatz kommt, mittels welchem das Kühlmedium, insbesondere an einer stromauf des jeweiligen Zylinders 14 angeordneten Stelle, in die Luft einbringbar, insbesondere einspritzbar, ist. Der Injektor beziehungsweise das Einbringelement zum Einbringen des Kühlmediums in die Luft wird auch als Gemischbildner bezeichnet. Mit anderen Worten ist unter dem Gemischbildner das Einbringelement beziehungsweise der zum Einbringen des Kühlmediums in die Luft ausgebildete Injektor zu verstehen.The respective cylinder 14 is for example an in 1 Assigned not shown injector, by means of which the fuel in the respective cylinder 14 einbringbar, in particular directly injectable, is. It is conceivable that the injector is also used for introducing the cooling medium into the combustion air, so that for example by means of the injector, the cooling medium directly into the respective cylinder 14 is injectable. Alternatively or additionally, it is conceivable that per cylinder 14 a different from the respective injector, additionally provided for introducing element is used, by means of which the cooling medium, in particular at an upstream of the respective cylinder 14 arranged location in the air introduced, in particular injectable, is. The injector or the introduction element for introducing the cooling medium into the air is also referred to as a mixture former. In other words, under the Gemischbildner the Einbringelement or the trained for introducing the cooling medium in the air injector to understand.

Um dem jeweiligen Einbringelement das Kühlmedium 44 aus dem Reservoir 42 zuzuführen, ist das jeweilige Einbringelement über wenigstens eine Leitung 46 fluidisch mit dem Reservoir 42 verbunden. Dadurch kann das Kühlmedium 44 aus dem Reservoir 42 über die Leitung 46 dem jeweiligen Einbringelement zugeführt werden. Dem Reservoir 42 ist darüber hinaus eine Heizeinrichtung 48 zugeordnet, mittels welchem das in dem Reservoir 42 aufgenommene Kühlmedium 44 erwärmt beziehungsweise beheizt werden kann. Das Kühlmedium 44 ist vorzugsweise ein Kühlfluid, insbesondere eine Kühlflüssigkeit, wobei das Kühlmedium 44 zumindest Wasser umfasst. Daher wird das Kühlmedium 44 im Folgenden auch als Wasser oder Kühlwasser bezeichnet.To the respective Einbringelement the cooling medium 44 from the reservoir 42 supply, is the respective introduction element via at least one line 46 fluidic with the reservoir 42 connected. This allows the cooling medium 44 from the reservoir 42 over the line 46 be supplied to the respective introduction element. The reservoir 42 is also a heater 48 assigned, by means of which in the reservoir 42 recorded cooling medium 44 can be heated or heated. The cooling medium 44 is preferably a cooling fluid, in particular a cooling fluid, wherein the cooling medium 44 at least water includes. Therefore, the cooling medium becomes 44 hereinafter also referred to as water or cooling water.

Hierzu umfasst die Heizeinrichtung 48 beispielsweise wenigstens einen Wärmetauscher 50, welcher beispielsweise in einem Kühlkreislauf angeordnet ist. Der Kühlkreislauf ist beispielsweise von einem von dem Kühlmedium 44 unterschiedlichen Kühlmittel durchströmbar, wobei das Kühlmittel als Kühlfluid, insbesondere als Kühlflüssigkeit, ausgebildet sein kann. In dem Kühlkreislauf ist beispielsweise auch wenigstens ein sich zumindest teilweise in dem Motorgehäuse 12 erstreckender Kühlmantel angeordnet, sodass der Kühlmantel von dem Kühlmittel durchströmt werden kann. Dadurch kann beispielsweise ein Wärmeübergang von dem Motorgehäuse 12 an das den Kühlmantel durchströmende Kühlmittel erfolgen, wodurch das Motorgehäuse 12 beziehungsweise die Verbrennungskraftmaschine 10 gekühlt wird.For this purpose, the heating device comprises 48 for example, at least one heat exchanger 50 , which is arranged for example in a cooling circuit. The cooling circuit is, for example, one of the cooling medium 44 flow through different coolant, wherein the coolant may be formed as a cooling fluid, in particular as a cooling liquid. In the cooling circuit, for example, at least one is at least partially in the motor housing 12 extending cooling jacket arranged so that the cooling jacket can be flowed through by the coolant. As a result, for example, a heat transfer from the motor housing 12 to the coolant jacket flowing through the coolant, whereby the motor housing 12 or the internal combustion engine 10 is cooled.

Der Wärmetauscher 50, welcher von dem Kühlmittel durchströmbar ist, wird genutzt, um einen Wärmeaustausch zwischen dem den Wärmetauscher 50 durchströmenden Kühlmittel und dem in dem Reservoir 42 aufgenommenen Kühlmedium 44 zu bewirken, so dass das Kühlmedium infolge dieses Wärmeaustauschs erwärmt wird. Im Rahmen des Wärmeaustauschs erfolgt beispielsweise ein Wärmeübergang von dem den Wärmetauscher 50 durchströmenden Kühlmittel über den Wärmetauscher 50 an das in dem Reservoir 42 aufgenommene Kühlmedium 44. Durch dieses Erwärmen beziehungsweise Beheizen des in dem Reservoir 42 aufgenommenen Kühlmediums 44 kann das Kühlmedium 44 beispielsweise zumindest vorübergehend auf eine Temperatur von über 70 Grad Celsius erwärmt werden, um dadurch beispielsweise einer Biokontamination des Kühlmediums 44 entgegenzuwirken.The heat exchanger 50 , which is traversed by the coolant, is used to heat exchange between the heat exchanger 50 flowing coolant and in the reservoir 42 recorded cooling medium 44 cause so that the cooling medium is heated due to this heat exchange. As part of the heat exchange, for example, a heat transfer from the heat exchanger 50 flowing coolant through the heat exchanger 50 to the one in the reservoir 42 recorded cooling medium 44 , By this heating or heating of the in the reservoir 42 recorded cooling medium 44 can the cooling medium 44 For example, at least temporarily be heated to a temperature of about 70 degrees Celsius, thereby, for example, a biocontamination of the cooling medium 44 counteract.

Um nun das Kühlmedium 44 besonders vorteilhaft und insbesondere besonders bedarfsgerecht in die Verbrennungsluft einbringen und den Verbrauch an Kühlmedium besonders gering halten zu können, kommt ein Verfahren zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 zum Einsatz, wobei das Verfahren insbesondere während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, umfasst das Verfahren einen ersten Schritt, bei welchem wenigstens ein zumindest einen Teilbereich der Umgebung des Kraftfahrzeugs charakterisierender Parameter, insbesondere während der Fahrt, ermittelt wird. Das Verfahren umfasst ferner einen zweiten Schritt, bei welchem mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere des Kraftfahrzeugs, in Abhängigkeit von dem Umgebungsparameter ein zukünftiges Lastprofil der Verbrennungskraftmaschine 10 ermittelt wird. Das Verfahren umfasst ferner einen dritten Schritt, bei welchem die Heizeinrichtung 48 in Abhängigkeit von dem ermittelten Lastprofil betrieben wird. Das Lastprofil umfasst beispielsweise einen zeitlichen Verlauf einer von der Verbrennungskraftmaschine 10 bereitzustellenden Last, wobei die Verbrennungskraftmaschine 10 diese Last beziehungsweise Lasten des Lastprofils aktuell nicht bereitstellt, jedoch in naher Zukunft während der Fahrt bereitstellen wird.To now the cooling medium 44 bring particularly advantageous and especially particularly needs in the combustion air and to keep the consumption of cooling medium particularly low, comes a method for operating the internal combustion engine 10 for use, wherein the method is carried out in particular during a journey of the motor vehicle. As will be explained in more detail below, the method comprises a first step, in which at least one at least a portion of the environment of the motor vehicle characterizing parameters, in particular during the journey, is determined. The method further comprises a second step, in which by means of an electronic computing device, in particular the motor vehicle, depending on the environmental parameters, a future load profile of the internal combustion engine 10 is determined. The method further comprises a third step, wherein the heating device 48 is operated in dependence on the determined load profile. The load profile includes, for example, a time course of one of the internal combustion engine 10 to be provided load, the internal combustion engine 10 Currently, this load or loads of the load profile does not provide, but will provide in the near future while driving.

2 zeigt ein Blockschaltbild zum Veranschaulichen des Verfahrens. Im Rahmen des Verfahrens werden beispielsweise Umgebungsparameter 52 ermittelt, wobei die Umgebungsparameter 52 zumindest einen Teilbereich der Umgebung des Kraftfahrzeugs charakterisieren. Insbesondere charakterisieren die Umgebungsparameter 52 zumindest einen dem Kraftfahrzeug während der Fahrt vorausliegenden Teilbereich der Umgebung, wobei das Kraftfahrzeug beispielsweise zu einem ersten Zeitpunkt beziehungsweise während einer ersten Zeitspanne, zu welchem beziehungsweise während welcher die Umgebungsparameter 52 ermittelt werden, den vorausliegenden Teilbereich nicht erreicht hat, sondern den vorausliegenden Teilbereich erst zu einem auf den ersten Zeitpunkt folgenden zweiten Zeitpunkt erreichen wird beziehungsweise während einer auf die erste Zeitspanne folgenden, zweiten Zeitspanne befahren wird. Die Umgebungsparameter und der beispielsweise vorausliegende Teilbereich der Umgebung werden somit vorausschauend ermittelt, sodass es sich bei dem Verfahren um ein vorausschauendes beziehungsweise prädiktives Verfahren handelt. Im Rahmen des prädiktiven Verfahrens werden beispielsweise Einflussgrößen oder Bedingungen erfasst, welche die Fahrt des Kraftfahrzeugs aktuell noch nicht beeinflussen, jedoch in naher Zukunft gegebenenfalls beeinflussen werden. 2 shows a block diagram illustrating the method. In the context of the method, for example, environmental parameters 52 determined, with the environmental parameters 52 characterize at least a portion of the environment of the motor vehicle. In particular, the environmental parameters characterize 52 at least one of the motor vehicle while driving ahead lying portion of the environment, the motor vehicle, for example, at a first time or during a first period, at which or during which the environmental parameters 52 be determined, the preceding sub-range has not been reached, but will reach the preceding sub-range only at a second time following the first time or will be driven during a second time period following the first time period. The environmental parameters and the sub-region of the environment that lies ahead, for example, are thus determined in a forward-looking manner, so that the method is a predictive or predictive method. In the context of the predictive method, for example, influencing variables or conditions are detected which currently do not affect the travel of the motor vehicle, but which will possibly be influenced in the near future.

Insbesondere charakterisieren die Umgebungsparameter 52 beispielsweise eine dem Kraftfahrzeug während der Fahrt vorausliegende Strecke oder Fahrbahn, entlang welcher das Kraftfahrzeug in naher Zukunft fahren wird. Die Umgebungsparameter 52 werden beispielsweise mithilfe von fahrzeugeigenen Sensoren und/oder wenigstens einem Navigations- und Kommunikationssystem ermittelt beziehungsweise erfasst. Die Umgebungsparameter umfassen beispielsweise die Außentemperatur, den aktuellen Standort beziehungsweise die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs, insbesondere auf der Erde, einen vorausliegenden, weiteren Streckenverlauf und/oder im weiteren Verlauf vorliegende beziehungsweise dem Kraftfahrzeug vorausliegende Randbedingungen wie Geschwindigkeitsbeschränkungen, Steigungen, Gefälle, etwaige Verkehrsverzögerungen, die Windstärke und/oder die Windrichtung.In particular, the environmental parameters characterize 52 For example, a motor vehicle while driving ahead lying route or lane along which the motor vehicle will drive in the near future. The environmental parameters 52 are determined or detected for example by means of on-board sensors and / or at least one navigation and communication system. The environmental parameters include, for example, the outside temperature, the current location or the current position of the motor vehicle, in particular on the ground, a forward, further route and / or present in the course or the motor vehicle boundary conditions such as speed limits, inclines, gradients, any traffic delays Wind force and / or the wind direction.

Alle nicht den aktuellen Standort beziehungsweise die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs betreffende Parameter werden im Folgenden als elektronischer Horizont bezeichnet. Während die Vorhersage des elektronischen Horizonts anhand einer aktiven Routenplanung des Fahrers des Kraftfahrzeugs vergleichsweise einfach ist, wobei die Routenplanung beispielsweise mittels eines Navigationsgeräts des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird, kann die Vorhersage alternativ oder zusätzlich anhand einer statischen Betrachtung der Verkehrssituation und/oder anhand erfasster Nutzungsdaten mit entsprechend hinterlegten Wahrscheinlichkeiten durchgeführt werden. Exemplarisch seien diesbezüglich der tägliche Weg zur Arbeit oder auch die bevorzugte Nutzung von Hauptverkehrsstraßen im Vergleich zu abknickenden Nebenstraßen genannt. Das Navigationsgerät wird auch als Navigationssystem bezeichnet, mittels welchem beispielsweise die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs auf der Erde erfasst wird. Die aktuelle Position wird beispielsweise mithilfe eines satellitengestützten Positionierungssystems wie beispielsweise GPS (Global Positioning System) ermittelt.All parameters that do not relate to the current location or the current position of the motor vehicle are referred to below as the electronic horizon. While the prediction of the electronic horizon based on an active route planning of the driver of the motor vehicle is relatively simple, the route planning is performed for example by means of a navigation device of the motor vehicle, the prediction can alternatively or additionally based on a static view of the traffic situation and / or on the basis of recorded usage data with accordingly deposited probabilities are performed. In this regard, the daily route to work or the preferred use of major roads in comparison to acrid side roads are mentioned as examples. The navigation device is also referred to as a navigation system, by means of which, for example, the current position of the motor vehicle is detected on the earth. For example, the current location is using a satellite-based positioning system such as GPS (Global Positioning System) determined.

Ferner werden beispielsweise Fahrzeugparameter 54 ermittelt oder erfasst, welche beispielsweise den Betrieb des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Verbrennungskraftmaschine 10, charakterisieren. Die Umgebungsparameter 52 und die Fahrzeugparameter 54 stellen Eingangsgrößen für das Verfahren dar. Die Fahrzeugparameter umfassen beispielsweise die Masse des Kraftfahrzeugs, den Beladungszustand, den Luftwiderstand und/oder Füllstände eines Kraftstofftanks und/oder des Reservoirs 42. Die Umgebungsparameter 52 und die Fahrzeugparameter 54 werden an eine digitale Verarbeitungseinheit – beispielsweise innerhalb der Motorsteuerung – übergeben und zur Abschätzung des in 2 mit 56 bezeichneten Lastprofils genutzt. Das Lastprofil 56 kann beispielsweise in einem Diagramm dargestellt werden, auf dessen Abszisse 58 die Zeit beziehungsweise die Fahrstrecke aufgetragen ist, wobei auf der Ordinate 60 des Diagramms die von der Verbrennungskraftmaschine 10 bereitzustellende Last aufgetragen ist. Somit umfasst das Lastprofil 56 mehrere Lastpunkte der Verbrennungskraftmaschine 10, wobei von diesen Lastpunkten in 2 exemplarisch ein mit 62 bezeichneter Lastpunkt gezeigt ist.Further, for example, vehicle parameters 54 determined or detected, which, for example, the operation of the motor vehicle, in particular the internal combustion engine 10 , characterize. The environmental parameters 52 and the vehicle parameters 54 are input variables for the method. The vehicle parameters include, for example, the mass of the motor vehicle, the load state, the air resistance and / or levels of a fuel tank and / or the reservoir 42 , The environmental parameters 52 and the vehicle parameters 54 are transferred to a digital processing unit - for example, within the engine control - and for estimating the in 2 With 56 used load profile. The load profile 56 can be represented for example in a diagram on the abscissa 58 the time or distance is plotted, being on the ordinate 60 the diagram that of the internal combustion engine 10 applied load is applied. Thus, the load profile includes 56 several load points of the internal combustion engine 10 , where from these load points in 2 an example with 62 designated load point is shown.

Für jeden Lastpunkt 62 des Lastprofils 56 werden beispielsweise unter Berücksichtigung unterschiedlicher Randbedingungen wie beispielsweise Fahrmodus und/oder Getriebegang anhand eines hinterlegten Motorkennfelds 64 und eines Abgastemperaturmodells 66 eine Verbrennungsschwerpunktlage und eine Abgastemperatur prognostiziert, wobei die prognostizierte Verbrennungsschwerpunktlage und die prognostizierte Abgastemperatur in 2 durch einen Block 68 veranschaulicht sind. Die prognostizierte Verbrennungsschwerpunktlage und die prognostizierte Abgastemperatur werden auch als Prognosen bezeichnet. Anhand der Prognosen und anhand der Umgebungsparameter 52 lässt sich ein Kühlungsbedarf ableiten, welcher in 2 durch einen Block 70 veranschaulicht ist. Das Motorkennfeld 64 kann beispielsweise in einem Diagramm dargestellt werden, auf dessen Abszisse 65 die Motordrehzahl und auf dessen Ordinate 67 die von der Verbrennungskraftmaschine bereitzustellende Last aufgetragen ist.For every load point 62 of the load profile 56 are, for example, taking into account different boundary conditions such as driving mode and / or gear on the basis of a stored engine map 64 and an exhaust gas temperature model 66 a combustion center position and an exhaust gas temperature are predicted, the predicted combustion center position and the predicted exhaust gas temperature in 2 through a block 68 are illustrated. The forecast combustion focus and the forecast exhaust gas temperature are also referred to as forecasts. Based on forecasts and environmental parameters 52 can be derived a cooling demand, which in 2 through a block 70 is illustrated. The engine map 64 can be represented for example in a diagram on the abscissa 65 the engine speed and on its ordinate 67 the load to be provided by the internal combustion engine is plotted.

Der abgeleitete Kühlungsbedarf ist beispielsweise von dem Kühlmedium beziehungsweise durch Einbringen des Kühlmediums 44 in die Verbrennungsluft zu befriedigen. Beispielsweise unter Berücksichtigung einer Abkühlkurve 72 des Kühlmediums 44 über der Zeit in Abhängigkeit von vorliegenden Randbedingungen kann ein korrigierter Wasserbedarf ermittelt werden, falls eine Aufheizung des Wassers (Kühlmedium 44) stattgefunden hat oder stattfinden soll. Der korrigierte Wasserbedarf ist somit ein korrigierter Bedarf an dem Kühlmedium 44, wobei der korrigierter Wasserbedarf in 2 durch einen Block 74 veranschaulicht ist. Ferner ist aus 2 erkennbar, dass die Abkühlkurve 72 in einem Diagramm dargestellt werden kann, auf dessen Abszisse 76 die Zahl beziehungsweise die Fahrstrecke und auf dessen Ordinate 78 die Temperatur des Kühlmediums (Wasser) aufgetragen ist.The derived cooling demand is, for example, from the cooling medium or by introducing the cooling medium 44 to satisfy the combustion air. For example, taking into account a cooling curve 72 of the cooling medium 44 Over time, depending on existing boundary conditions, a corrected water requirement can be determined if a heating of the water (cooling medium 44 ) has taken place or should take place. The corrected water requirement is thus a corrected requirement for the cooling medium 44 , where the corrected water requirement in 2 through a block 74 is illustrated. Furthermore, it is off 2 recognizable that the cooling curve 72 can be represented in a diagram on the abscissa 76 the number or the route and on the ordinate 78 the temperature of the cooling medium (water) is plotted.

3 zeigt ein Fluss- beziehungsweise Ablaufdiagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens, insbesondere zur Aufheizung des sich im Reservoir 42 befindenden Kühlmediums 44, um beispielsweise mittels der Aufheizung einer Biokontamination des Kühlmediums 44 entgegenzuwirken. Das Verfahren beginnt bei einem Block 80. Beispielsweise beginnt das Verfahren mit Starten des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Verbrennungskraftmaschine 10. Nach dem Start des Verfahrens werden bei einem Block 82 die Umgebungsparameter 52 und die Fahrzeugparameter 54 ermittelt beziehungsweise erfasst. Bei einem Block 84 wird entschieden, ob eine Aufheizung des Kühlmediums 44 im Reservoir 42 gegen Biokontamination erfolgen sollte. Zu den diesbezüglich wichtigen Parametern gehören beispielsweise der Zeitpunkt der letzten Aufheizung, der Füllstand des Kühlmediums 44 im Reservoir 42 sowie die Außentemperatur. Mit anderen Worten stellen der Zeitpunkt der letzten Aufheizung des Kühlmediums 44, der Füllstand des Kühlmediums 44 im Reservoir 42 und die Außentemperatur Entscheidungsparameter dar, auf deren Basis bei dem Block 84 entschieden wird, ob eine Aufheizung des im Reservoir 42 aufgenommenen Kühlmediums 44 erfolgen sollte oder nicht. Sollte dem so sein, wird das Kühlmedium 44 bei einem Block 94 aufgeheizt. Sofern eine Aufheizung notwendig sein sollte, erfolgt bei einem Block 86 eine Abfrage, ob das Ende der Fahrt bekannt ist, beispielsweise auf Basis einer aktiven Routenplanung im Navigationssystem. Im Falle eines bekannten Fahrtendes wird bei einem Block 88 ein günstiger Zeitpunkt zum Aufheizen des Kühlmediums 44 gewählt – beispielsweise kurz vor Fahrtende – und das Kühlmedium 44 wird zu diesem Zeitpunkt aufgeheizt. 3 shows a flow or flow diagram for illustrating the method, in particular for heating the in the reservoir 42 located cooling medium 44 to, for example, by heating a biocontamination of the cooling medium 44 counteract. The procedure starts at a block 80 , For example, the method begins with starting the motor vehicle, in particular the internal combustion engine 10 , After starting the procedure will be at a block 82 the environmental parameters 52 and the vehicle parameters 54 determined or recorded. At a block 84 it is decided whether a heating of the cooling medium 44 in the reservoir 42 against biocontamination. The important parameters in this respect include, for example, the time of the last heating, the level of the cooling medium 44 in the reservoir 42 as well as the outside temperature. In other words, the time of the last heating of the cooling medium 44 , the level of the cooling medium 44 in the reservoir 42 and the outdoor temperature decision parameters, based on which at the block 84 It is decided whether heating of the reservoir 42 recorded cooling medium 44 should or should not be done. If so, the cooling medium 44 at a block 94 heated. If a heating should be necessary, takes place at a block 86 a query whether the end of the ride is known, for example, based on an active route planning in the navigation system. In the case of a known end of the trip is at a block 88 a good time to heat the cooling medium 44 chosen - for example, shortly before the end of the journey - and the cooling medium 44 is heated up at this time.

Da die Umgebungsparameter 52 beziehungsweise der dem Kraftfahrzeug während der Fahrt vorausliegende Teilbereich der Umgebung anhand der Fahrzeugparameter 52 vorausschauend und somit prädiktiv ermittelt werden beziehungsweise wird, basiert das Verfahren auf einer Vorhersage über Einflussgrößen beziehungsweise Ereignisse, welche aktuell die Fahrt des Kraftfahrzeugs noch nicht beeinflussen, jedoch in naher Zukunft gegebenenfalls beeinflussen werden. Im Zusammenhang mit einem solchen, auf einer Vorhersage basierenden Verfahren wird üblicherweise von einem elektronischen Horizont oder von einem Most-Probable-Path beziehungsweise einer Most-Probable-Path-Anwendung gesprochen.Because the environmental parameters 52 or the part of the environment ahead of the motor vehicle during the journey on the basis of the vehicle parameters 52 can be determined predictively and thus predictively, the method is based on a prediction of influencing variables or events which currently do not affect the driving of the motor vehicle but will possibly influence it in the near future. In the context of such prediction-based methods, one usually speaks of an electronic horizon or a must-probable path or a must probable path application.

Ist beispielsweise das Fahrtende nicht bekannt, und ist jedoch eine Aufheizung des Kühlmediums 44 erforderlich, so erfolgt bei einem Block 90 eine Betrachtung des elektronischen Horizonts. Auf Basis dieser Betrachtung wird bei einem Block 92 eine Entscheidung getroffen, ob das Aufheizen des Kühlmediums 44 zum aktuellen Zeitpunkt günstig ist. Sollte dem so sein, so wird das Kühlmedium 44 mittels der Heizeinrichtung 48 aufgeheizt. In einem anderen Fall wird weiterhin der elektronische Horizont betrachtet. Bei einem Block 96 endet das Verfahren beziehungsweise beginnt erneut. For example, if the end of the journey is not known, but is a heating of the cooling medium 44 required, this is done at a block 90 a consideration of the electronic horizon. Based on this consideration is at a block 92 made a decision whether to heat the cooling medium 44 at the current time is favorable. If so, then the cooling medium 44 by means of the heater 48 heated. In another case, the electronic horizon is still considered. At a block 96 the process ends or starts again.

Das Verfahren erlaubt, der Biokontamination des Kühlmediums 44 im Reservoir 42 durch bedarfsgerechtes Aufheizen des Kühlmediums 44 auf eine Temperatur von über 70 Grad Celsius, mittels des als Motorkühlwasser ausgebildeten Kühlmittels, zu begegnen, ohne aufgrund der durch das Aufheizen gesteigerten Temperatur des Kühlmediums 44 einen signifikanten Mehrverbrauch an Kühlmedium 44 zu Kühlungszwecken zur Folge zu haben. Daraus ergeben sich insbesondere die folgenden Vorteile:

– keine Biokontamination des Kühlmediums 44 im Reservoir 42
– geringeres Risiko bezüglich System- und Filterverschmutzung
– Reduzierung des Kühlmediumbedarfs und damit Steigerung der erzielbaren Reichweite mit aktiver Einspritzung des Kühlmediums
– Maximierung des Betankungsintervalls zum Auffüllen des Reservoirs 42
– geringere Qualitätsanforderungen an das verwendete Kühlmedium möglich.

The method allows biocontamination of the cooling medium 44 in the reservoir 42 by need-based heating of the cooling medium 44 to respond to a temperature of about 70 degrees Celsius, by means of designed as engine cooling water coolant, without due to the increased by the heating temperature of the cooling medium 44 a significant additional consumption of cooling medium 44 for cooling purposes to result. This results in particular the following advantages:

- no biocontamination of the cooling medium 44 in the reservoir 42
- lower risk of system and filter contamination
- Reduction of the cooling medium requirement and thus increase of the achievable range with active injection of the cooling medium
- Maximize the refueling interval to refill the reservoir 42
- Lower quality requirements for the cooling medium used possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
1212: Motorgehäusemotor housing
1414: Zylindercylinder
1616: Ansaugtraktintake system
1818: Abgastraktexhaust tract
2020: Abgasturboladerturbocharger
2222: Turbineturbine
2424: Turbinenradturbine
2626: Verdichtercompressor
2828: Verdichterradcompressor
3030: Wellewave
3232: LadeluftkühlerIntercooler
3434: Drosselklappethrottle
3636: Luftfilterair filter
3838: Abgasnachbehandlungseinrichtungexhaust treatment device
4040: Einspritzanlageinjection
4242: Reservoirreservoir
4444: Kühlmediumcooling medium
4646: Leitungmanagement
4848: Heizeinrichtungheater
5050: Wärmetauscherheat exchangers
5252: Umgebungsparameterenvironmental parameters
5454: Fahrzeugparametervehicle parameters
5656: Lastprofilload profile
5858: Abszisseabscissa
6060: Ordinateordinate
6262: Lastpunktload point
6464: MotorkennfeldEngine map
6565: Abszisseabscissa
6666: AbgastemperaturmodellExhaust gas temperature model
6868: Blockblock
7070: Blockblock
7272: Abkühlkurvecooling curve
7474: Blockblock
7676: Abszisseabscissa
7878: Ordinateordinate
8080: Blockblock
8282: Blockblock
8484: Blockblock
8686: Blockblock
8888: Blockblock
9090: Blockblock
9292: Blockblock
9494: Blockblock
9696: Blockblock

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014204509 A1 [0002]
DE 102014215025 A1 [0003]
DE 102014004817 A1 [0004]
DE 102012207904 A1 [0005]

Claims

Method for operating a combustion chamber (at least one that can be supplied with air and a fuel) 14 ) having internal combustion engine ( 10 ) of a motor vehicle in which a different from the fuel, in a reservoir ( 42 ) and introduced into the air cooling medium ( 44 ) for cooling the air by means of a reservoir ( 42 ) associated heater ( 48 ), characterized by the steps: - determining at least one at least a portion of the environment of the motor vehicle characterizing parameters; - by means of an electronic computer: determination of a future load profile ( 56 ) of the internal combustion engine ( 10 ) depending on the environmental parameter; and - operating the heating device ( 48 ) as a function of the determined load profile ( 56 ).

A method according to claim 1, characterized in that by means of a navigation device of the motor vehicle, the current position of the motor vehicle on the ground and at least one predetermining, characterized by the environmental parameter ambient condition are determined.

A method according to claim 2, characterized in that the ambient condition comprises a course of a road ahead and / or at least one preceding weather condition and / or a preceding traffic situation and / or at least one speed limit ahead.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heating device ( 48 ) at least one heat exchanger ( 50 ) by means of which for heating the cooling medium in dependence on the determined load profile ( 56 ) a heat exchange between the cooling medium ( 44 ) and one of the cooling medium ( 44 ) different coolant for cooling the internal combustion engine ( 10 ) is effected.