DE102017002203A1

DE102017002203A1 - Verfahren zum Betreiben einer Dosiereinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017002203A1
Application number: DE102017002203.8A
Authority: DE
Inventors: Tobias Böcking; Bernd Baur; Jürgen Friedrich
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2017-03-07
Publication date: 2018-06-21
Also published as: DE102017000314A1; DE102017000312A1; DE102017000315A1; DE102017000313A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Dosiereinrichtung (38) einer zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine (10), welche wenigstens einen Brennraum (14a-d) aufweist, welcher mit einem Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine (10) und mit Verbrennungsluft versorgbar ist, in die mittels der Dosiereinrichtung (38) ein von dem Kraftstoff unterschiedliches Kühlmedium (40) zum Kühlen der Verbrennungsluft einbringbar ist, wobei zumindest ein Teilbereich der Dosiereinrichtung (38) bezüglich des Kühlmediums (40) entleert wird, wobei ein auf das Entleeren des Teilbereichs folgender Zeitpunkt zum Befüllen des Teilbereichs mit dem Kühlmedium (40) prädiktiv bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Dosiereinrichtung einer zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein solches Verfahren zum Betreiben einer Dosiereinrichtung einer zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise bereits der DE 10 2014 204 509 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Verbrennungskraftmaschine weist dabei wenigstens einen beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum auf, welcher mit Luft und einem Kraftstoff, insbesondere einem flüssigen Kraftstoff, zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine versorgbar ist. Die Luft wird auch als Verbrennungsluft bezeichnet und bildet beispielsweise mit dem Kraftstoff in dem Brennraum ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches verbrannt werden kann. Dabei ist in die Verbrennungsluft ein von dem Kraftstoff unterschiedliches Kühlmedium zum Kühlen der Verbrennungsluft mittels der Dosiereinrichtung einbringbar. Im Rahmen des Verfahrens wird zumindest ein Teilbereich der Dosiereinrichtung bezüglich des Kühlmediums entleert. Dies bedeutet, dass zunächst in dem Teilbereich das Kühlmedium beziehungsweise ein Teil des Kühlmediums angeordnet beziehungsweise aufgenommen ist. Infolge des Entleerens des Teilbereichs ist das Kühlmedium nicht mehr in dem Teilbereich angeordnet, sodass beispielsweise der Teilbereich frei von dem Kühlmedium ist. Das Entleeren erfolgt beispielsweise dadurch, dass das Kühlmedium aus dem Teilbereich gefördert wird.
Des Weiteren offenbart die DE 10 2012 207 904 A1 ein Verfahren zur Unterdrückung von vor einem Zündzeitpunkt auftretender Vorentflammung in einem Bauraum eines Verbrennungsmotors.
Außerdem offenbart die DE 10 2006 054 226 A1 ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Dieselmotor, und mindestens einer Wärmeübertragungseinrichtung. Dabei ist eine Vorrichtung zur Gewinnung, Speicherung und/oder Verwendung von Wasser zur Verringerung des Schadstoffausstoßes mit der Wärmeübertragungseinrichtung verbunden. Auch die DE 10 2014 222 461 A1 , die DE 601 14 716 T2 , die EP 2 789 839 A1 , die DE 10 2006 045 422 A1 und die EP 3 029 301 A1 offenbaren entsprechende Verbrennungskraftmaschinen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders vorteilhafte Betriebsbereitschaft der Dosiereinrichtung realisieren lässt.
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.
Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Betriebsbereitschaft der auch als System oder Einspritzsystem bezeichneten Dosiereinrichtung realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein auf das Entleeren des Teilbereichs zeitlich folgender Zeitpunkt zum Befüllen des Teilbereichs mit dem Kühlmedium prädiktiv bestimmt wird. Der Zeitpunkt ist somit ein Zeitpunkt, zu welchem der Teilbereich mit dem Kühlmedium befüllt wird beziehungsweise befüllt werden sollte, um dadurch einen besonders vorteilhaften Betrieb und insbesondere eine vorteilhafte Betriebsbereitschaft der Dosiereinrichtung realisieren zu können. Unter der prädiktiven Bestimmung des Zeitpunkts ist zu verstehen, dass der Zeitpunkt, welcher auch als erster Zeitpunkt bezeichnet wird, zu einem von dem ersten Zeitpunkt unterschiedlichen zweiten Zeitpunkt bestimmt wird, welcher zeitlich vor dem ersten Zeitpunkt liegt. Bezogen auf den zweiten Zeitpunkt ist der erste Zeitpunkt, zu welchem zumindest der Teilbereich mit dem Kühlmedium befüllt wird beziehungsweise befüllt werden sollte, ein zukünftiger Zeitpunkt.
Die Dosiereinrichtung wird auch als Einspritzanlage, Wassereinspritzanlage, Dosiersystem, Einspritzsystem oder System bezeichnet, wobei durch das Entleeren des Teilbereichs beispielsweise eine vorteilhafte Frostsicherheit der Dosiereinrichtung gewährleistet werden kann. Mit anderen Worten wird das Entleeren des Teilbereichs beispielsweise durchgeführt, um zu vermeiden, dass in dem Teilbereich aufgenommenes Kühlmedium einfriert, was zu Schäden beziehungsweise zu einer Beeinträchtigung der Betriebsbereitschaft der Dosiereinrichtung führen kann. Der Teilbereich umfasst dabei beispielsweise wenigstens ein Einbringelement zum, insbesondere direkten, Einbringen, insbesondere Einspritzen, des vorzugsweise als Flüssigkeit beziehungsweise Flüssigkeitsgemisch ausgebildeten Kühlmediums in die Verbrennungsluft, insbesondere in den beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum. Ferner kann der Teilbereich alternativ oder zusätzlich wenigstens eine Leitung umfassen, mittels welcher beispielsweise das Kühlmedium aus einem Reservoir zum Aufnehmen und zumindest vorübergehenden Speichern des Kühlmediums zu dem Einbringelement geführt werden kann. Ferner ist es denkbar, dass das Entleeren des Teilbereichs, welcher alternativ oder zusätzlich das zuvor genannte und auch als Tank bezeichnete Reservoir umfassen kann, aus dem normalen Betrieb der Dosiereinrichtung resultiert. Im Rahmen des normalen Betriebs wird beispielsweise mittels einer auch als Fördereinrichtung bezeichneten Pumpe Kühlmedium von dem Reservoir durch die Leitung zu dem Einbringelement gefördert, wodurch das Reservoir zumindest teilweise bezüglich des Kühlmediums entleert wird. Hierbei erfolgt beispielsweise im Rahmen des Befüllens des Teilbereichs, insbesondere des Reservoirs, ein Befüllen des Teilbereichs von außen, indem beispielsweise eine Person von außen, insbesondere über einen Einfüllstutzen, neues Kühlmedium in den Teilbereich, insbesondere in das Reservoir, einfüllt.
Im Zuge der aus Frostschutzgründen bewirkten Entleerung des Teilbereichs wird beispielsweise das Kühlmedium mittels der Pumpe aus dem Teilbereich, insbesondere aus der Leitung, gefördert und dabei insbesondere zurück in das Reservoir gefördert. Im Rahmen des Befüllens, insbesondere einer Wiederbefüllung, des Teilbereichs wird beispielsweise das Kühlmedium mittels der Pumpe aus dem Reservoir zurück in den Teilbereich, insbesondere in die Leitung, gefördert. Durch die prädiktive Bestimmung beziehungsweise Ermittlung des Zeitpunkts zum Befüllen des Teilbereichs der Dosiereinrichtung kann eine besonders vorteilhafte und bedarfsgerechte Befüllung des Teilbereichs realisiert werden, sodass ein besonders vorteilhafter Betrieb, insbesondere eine besonders vorteilhafte Betriebsbereitschaft, der Dosiereinrichtung dargestellt werden kann.
Der Erfindung liegt dabei insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Bedingt durch den ungebrochenen Trend des Downsizings zur Reduzierung des CO₂-Ausstoßes von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Personenkraftwagen, mit verbrennungsmotorischem Antrieb steigen das spezifische Drehmoment und die spezifische Leistung von beispielsweise als Ottomotoren ausgebildeten Verbrennungskraftmaschinen immer weiter an. Ermöglicht wird dies unter anderem durch eine Aufladung der beispielsweise mit einer Kraftstoff-Direkteinspritzung ausgestatteten Verbrennungskraftmaschine, welche auch als Verbrennungsmotor oder Motor bezeichnet wird. Die Aufladung erfolgt beispielsweise mittels wenigstens eines Abgasturboladers. Unter der Aufladung ist zu verstehen, dass die dem beispielsweise als Zylinder ausgebildeten Brennraum zuzuführende Verbrennungsluft mittels wenigstens eines Verdichters verdichtet wird. Der Verdichter ist beispielsweise Bestandteil eines Abgasturboladers der Verbrennungskraftmaschine, wobei die verdichtete Luft auch als Ladeluft bezeichnet wird.
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 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 Brennraums weiter an. Bei aktuellen, beispielsweise als Ottomotoren ausgebildeten Verbrennungskraftmaschinen erfolgt die Kühlung der Ladeluft mittels wenigstens eines Ladeluftkühlers, welcher von der verdichteten Luft durchströmt wird und dieser damit Wärme entzieht. Letztere wird von einem Wärmetauscher dann direkt an die Umgebung oder an ein den Wärmetauscher durchströmendes Kühlmittel, insbesondere eines Niedertemperaturkreislaufs, abgegeben. Es wird folglich zwischen der sogenannten direkten oder indirekten Ladeluftkühlung unterschieden.
Die Überschreitung von bauteilspezifischen Grenztemperaturen bei hohen Lasten wird heute durch eine Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches verhindert. Der zu Kühlungszwecken zusätzlich eingespritzte Kraftstoff führt aufgrund des Sauerstoffmangels zu einem erhöhten Schadstoffausstoß, der insbesondere durch die zukünftige Abgasgesetzgebung hinsichtlich RDE (Real-Driving-Emissions - Reale Fahremissionen) als kritisch zu bewerten ist. Eine heute bekannte Alternative stellt die Verwendung höherwertiger Werkstoffe oder der Einsatz optimierter Kühleinrichtungen auf der heißen Seite der Brennkraftmaschine dar. Solche Kühlmaßnahmen umfassen beispielsweise einen gekühlten Abgaskrümmer und/oder ein gekühltes Turbinengehäuse des Abgasturboladers und/oder wenigstens eine weitere Maßnahme.
Eine weitere, sehr effektive Möglichkeit zur Kühlung der Verbrennungsluft und zur Absenkung der Prozesstemperatur stellt die Einspritzung des zuvor genannten Kühlmediums in die beispielsweise verdichtete Verbrennungsluft dar. Durch diese, grundsätzlich bereits bekannte Maßnahme wird die 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 es beispielsweise in der DE 10 2012 207 904 A1 beschrieben ist. Mögliche Strategien mit dem Fokus einer direkten Einspritzung des Kühlmediums in den Brennraum, die für eine Fahrzeuganwendung zielführend sein könnte, können vorteilhaft umgesetzt werden. Ferner ist es denkbar, das Kühlmedium während eines überstöchiometrischen Betriebs des Motors in die Verbrennungsluft einzuspritzen, insbesondere direkt in den Brennraum einzuspritzen. Ferner ist ein Verfahren zur An-Bord-Gewinnung von Wasser als das Kühlmedium denkbar, welches in die Verbrennungsluft eingebracht, insbesondere direkt in den Brennraum eingespritzt, wird. Wird dabei keine oder nur eine geringe Menge an Kühlmedium gewonnen, ist ein Nachfüllen der Dosiereinrichtung, insbesondere des vorgenannten Reservoirs, mit Kühlmedium erforderlich.
Nach heutigem Stand der Technik und unter Berücksichtigung der genannten Verfahren und Maßnahmen eignet sich als das Kühlmedium insbesondere Wasser oder ein Wassergemisch, das heißt ein Gemisch, welches zumindest Wasser umfasst. Bei der Verwendung von Wasser besteht in Abhängigkeit von unterschiedlichen Einflussfaktoren wie Wasserqualität, Lichteinfall, Temperatur etc. ein mehr oder weniger hohes Risiko für Biokontamination, deren direkte Folge ein Ausfall des Systems sein könnte. Aus Frostschutzgründen kann die Dosiereinrichtung mit einer Heizung an beziehungsweise im Reservoir versehen sein, wobei die Heizung beispielsweise durch ein Kühlsystem zum Kühlen der Verbrennungskraftmaschine realisiert ist. Der DE 10 2014 204 509 A1 ist eine solche Vorrichtung bereits als bekannt zu entnehmen. Ferner kann beispielsweise das insbesondere als Wasser ausgebildete Kühlmedium vor Biokontamination durch Aufheizen geschützt werden, wobei das Wasser beispielsweise mittels einer, insbesondere des Reservoirs, integrierten Heizvorrichtung aufgeheizt wird.
Als wesentliche Probleme bei der Verwendung von Wasser als das Kühlmedium wurden die Verfügbarkeit und somit die Betriebsbereitschaft sowie die Frostsicherheit des Systems und die Frostbeständigkeit aller Systemkomponenten identifiziert. So kann ein Einfrieren nicht entsprechend ausgelegter Komponenten beziehungsweise Teilbereiche des Systems zu Schäden und infolgedessen zu einem Ausfall des gesamten Systems führen.
Bei aktuellen, in Großserie produzierten und beispielsweise als Ottomotoren ausgebildeten Verbrennungskraftmaschinen kommt derzeit kein System zur Einspritzung eines Kühlmediums, insbesondere Wasser, in die Verbrennungsluft zum Einsatz. Ein Einsatz solcher Systeme ist jedoch in naher Zukunft zu erwarten, da bereits Kleinserien mit entsprechenden Systemen angeboten werden.
Eine wirkungsvolle Maßnahme zum Schutz des Systems vor Beschädigungen infolge des Einfrierens des Kühlmediums stellt die Verwendung einer entsprechenden Emulsion als das Kühlmedium dar, wie es beispielsweise im Bereich der Scheibenreinigungsanlage praktiziert wird. Die Emulsion wird dabei so ausgelegt, dass sie erst bei Temperaturen erstarrt, welche deutlich geringer als 0 Grad Celsius sind. Bei der SCR-Technologie eines Kraftfahrzeugs mit dieselmotorischem Antrieb wird eine Emulsion benutzt, die erst bei Temperaturen von -11 Grad Celsius erstarrt. Um alle Komponenten bei niedrigeren Außentemperaturen vor Frostschäden zu schützen, wird die Emulsion beispielsweise durch eine rückwärtsfördernde Fördereinheit in einen Tank, welcher frostsicher ausgelegt ist, zurückgefördert. Hierzu wird beispielsweise ein zum Einbringen der Emulsion beziehungsweise des Kühlmediums in das Abgas beziehungsweise in die Verbrennungsluft ausgebildetes und auch als Gemischbildner bezeichnetes Einbringelement bestromt, das heißt mit Strom versorgt und dadurch aktuiert, um folglich eine Belüftung des Systems mit Gas, insbesondere mit Luft, zu bewirken. Durch das Zurückfördern der beispielsweise flüssigen Emulsion beziehungsweise des beispielsweise flüssigen Kühlmediums und das Belüften des Systems mit Gas, insbesondere bis zum Tank beziehungsweise bis zum Reservoir, ist sichergestellt, dass zumindest der Gemischbildner beziehungsweise etwaig vorgesehene, mehrere Gemischbildner des Systems bei niedrigen Temperaturen keinen Schaden nimmt beziehungsweise nehmen.
Für eine Wassereinspritzanlage eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit ottomotorischem Antrieb kommt eine dieser SCR-Technologie ähnliche Maßnahme in Betracht. Problematisch ist diesbezüglich, dass üblicherweise eine hohe Anzahl an Gemischbildnern beziehungsweise Einbringelementen vorgesehen ist, sodass die Anzahl an Einbringelementen wesentlich größer als 2 ist und üblicherweise der Anzahl an Brennräumen beziehungsweise Zylindern entspricht. Ferner sind die Einbringelemente oft mit ihrer Injektorspitze nach unten verbaut. Folglich kann bei einer Rückförderung des Kühlmediums ein Rest des Kühlmediums in Gemischbildnern und/oder in einem beispielsweise die Gemischbildner verbindenden Verteilungselement, welches auch als Rail bezeichnet wird, verbleiben und bei Erstarren zu Schäden führen. Über das den Gemischbildnern gemeinsame Verteilungselement werden die Gemischbildner mit dem Kühlmedium versorgt. Weiterhin ist eine frostsichere Auslegung des Reservoirs zur Bevorratung des Kühlmediums möglich.
Ein denkbares Verfahren zum Schutz der Wassereinspritzanlage bei Frost ist beispielsweise, zumindest den Teilbereich beziehungsweise Komponenten des Systems zu entleeren, sodass ein Erstarren des Kühlmediums innerhalb von kritischen Komponenten des Systems verhindert werden kann. Dies setzt eine insbesondere allzeit funktionierende und vollständige Entleerung voraus. Vorzugsweise ist das Befüllen, insbesondere Wiederbefüllen, des Teilbereichs der Dosiereinrichtung vorzugsweise an einen Verbrauch des Kühlmediums und dessen verfügbare Restmenge in dem Reservoir sowie beispielsweise an eine in einem Kraftstofftank aufgenommene Restmenge des auch als Primärkraftstoff bezeichneten Kraftstoffes beziehungsweise eine Nachfüllung des Primärkraftstoffes gekoppelt, um die Anzahl an erforderlichen Befüllvorgängen besonders gering halten zu können.
Insbesondere handelt es sich bei dem Zeitpunkt um einen Zeitpunkt, zu welchem mit der Befüllung, insbesondere Wiederbefüllung, zumindest des Teilbereichs begonnen beziehungsweise gestartet wird. Ferner kann es sich bei dem Zeitpunkt um einen Zeitpunkt handelt, zu welchem zumindest der Teilbereich, insbesondere von außen, mit Kühlmedium wieder befüllt werden sollte. Bei dem Zeitpunkt handelt es sich beispielsweise um einen Zeitpunkt zur Informationsausgabe, wobei zu dem Zeitpunkt beispielsweise im Innenraum des Kraftfahrzeugs wenigstens ein optisch und/oder akustisch und/oder haptisch wahrnehmbares Hinweissignal ausgegeben wird, um beispielsweise den Fahrer des Kraftfahrzeugs darauf hinzuweisen, dass zumindest der Teilbereich, insbesondere das Reservoir, mit Kühlmedium befüllt werden sollte.
Da der Zeitpunkt prädiktiv bestimmt wird, basiert das Verfahren beziehungsweise die Bestimmung des Zeitpunkts auf einer Vorhersage. Im Zusammenhang mit einem solchen auf einer Vorhersage basierenden Verfahren - beispielsweise bezüglich der Abgasnachbehandlung von Dieselmotoren, wie es in der DE 10 2014 215 052 A1 beschrieben ist oder bezüglich der Betriebsstrategie für Fahrzeuge mit elektrischem, insbesondere teilelektrischem, Antrieb, wie sie beispielsweise in der DE 10 2014 004 817 A1 beschrieben ist - spricht man von einer sogenannten Most-Probable-Path-Anwendung oder einem elektronischen Zeithorizont. Mögliche Kriterien zur prädiktiven Bestimmung des geeigneten Zeitpunkts zum Start der Befüllung beziehungsweise zur Ausgabe des Hinweissignals sind:

- die Befüllung sollte nicht zu früh erfolgen, um ein anschließendes Entleeren zu vermeiden;
- die Befüllung sollte bei laufender Verbrennungskraftmaschine erfolgen;
- die Befüllung des Teilbereichs, insbesondere des Reservoirs, sollte bedarfsgerecht in so großen Zeitabständen wie möglich erfolgen und nach Möglichkeit zeitgleich mit dem Nachfüllen des Kraftstofftanks zum Aufnehmen des Primärkraftstoffs durchgeführt werden.

Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich der Kühlungsbedarf mittels der 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 Befüllung des Systems beziehungsweise des Teilbereichs zu einem diesbezüglich günstigen Zeitpunkt vorgenommen werden kann.
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.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine, welche zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist;
2 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen zumindest eines Teils des erfindungsgemäßen Verfahrens;
3 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
4 ein weiteres Flussdiagramm zum Veranschaulichen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, welches mittels der Verbrennungskraftmaschine 10 antreibbar ist. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Kraftwagen und dabei beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildet. Die Verbrennungskraftmaschine 10 wird auch als Motor, Verbrennungsmotor oder Brennkraftmaschine bezeichnet und ist beispielsweise als Ottomotor ausgebildet. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ein beispielsweise als Zylinderkurbelgehäuse ausgebildetes Zylindergehäuse 12, durch welches wenigstens ein beispielsweise als Zylinder ausgebildeter Brennraum der Verbrennungskraftmaschine 10 gebildet ist. Bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind durch das Zylindergehäuse 12 vier als Zylinder 14a-d ausgebildete Brennräume gebildet, welche mit Verbrennungsluft und einem Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 versorgbar sind. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 10 werden die Verbrennungsluft und der vorzugsweise flüssige Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 in den jeweiligen Zylinder 14a-d eingebracht, sodass in dem jeweiligen Zylinder 14a-d ein Kraftstoff-Luft-Gemisch entsteht. Insbesondere weist die Verbrennungskraftmaschine 10 beziehungsweise das Kraftfahrzeug wenigstens einen Kraftstofftank zum Aufnehmen des auch als Primärkraftstoff bezeichneten Kraftstoffes zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 auf.
Dabei weist die Verbrennungskraftmaschine 10 einen von der Verbrennungsluft durchströmbaren Ansaugtrakt 16 auf, mittels welchem die Verbrennungsluft, welche einfach auch als Luft bezeichnet wird, zu den und insbesondere in die Zylinder 14a-d geleitet wird. Das jeweilige Kraftstoff-Luft-Gemisch wird, insbesondere mittels einer Fremdzündeinrichtung wie beispielsweise einer Zündkerze, gezündet und dadurch verbrannt, woraus Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 resultiert. Dabei weist die Verbrennungskraftmaschine 10 einen von dem Abgas durchströmbaren Abgastrakt 18 auf, mittels welchem das Abgas aus den Zylindern 14a-d abgeführt wird.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist als aufgeladene Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und umfasst hierzu wenigstens einen Abgasturbolader 20, welcher eine in dem Abgastrakt 18 angeordnete und von dem Abgas antreibbare Turbine 22 und einen in dem Ansaugtrakt 16 angeordneten und zu der Turbine 22 antreibbaren Verdichter 24 umfasst. Mittels des Verdichters 24 wird die den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft verdichtet, wobei die verdichtete Luft auch als Ladeluft bezeichnet wird. Da der Verdichter 24 von der Turbine 22 angetrieben wird, wird im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft genutzt. In 1 veranschaulicht ein Pfeil 26 die in den Ansaugtrakt 16 einströmende und den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft. In Strömungsrichtung der den Ansaugtrakt 16 durchströmenden Luft ist stromauf des Verdichters 24 ein Luftfilter 28 angeordnet, mittels welcher die dem Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft gefiltert wird.
Durch das Verdichten der Luft wird diese erwärmt. Um dennoch einen besonders hohen Aufladegrad realisieren zu können, ist in dem Ansaugtrakt 16 stromab des Verdichters 24 eine als Ladeluftkühler 30 ausgebildete Kühleinrichtung vorgesehen, mittels welcher die verdichtete und dadurch erwärmte Luft gekühlt wird. Ferner ist in dem Ansaugtrakt 16 und vorliegend stromab des Ladeluftkühlers 30 ein beispielsweise als Drosselklappe ausgebildetes Ventilelement 32 vorgesehen beziehungsweise angeordnet, mittels welchem eine Menge der den Ansaugtrakt 16 durchströmenden Luft einstellbar ist. In dem Abgastrakt 18 ist in Strömungsrichtung des den Abgastrakt 18 durchströmenden Abgases stromab der Turbine 22 wenigstens eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 34 angeordnet, mittels welcher das Abgas nachbehandelt wird. Außerdem veranschaulicht in 1 ein Pfeil 36 das den Abgastrakt 18 durchströmende Abgas. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist ferner eine Dosiereinrichtung 38 auf, welche auch als System, Einspritzsystem oder Einspritzanlage bezeichnet wird. Die Dosiereinrichtung 38 ist - wie im Folgenden noch näher erläutert wird - dazu ausgebildet, ein von dem Kraftstoff unterschiedliches und vorzugsweise flüssiges Kühlmedium 40 zum Kühlen der Verbrennungsluft in die Verbrennungsluft einzubringen, insbesondere einzuspritzen.
Aus 1 ist erkennbar, dass dem jeweiligen Zylinder 14a-d ein Injektor 42 zugeordnet ist, mittels welchem der Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine in den jeweiligen Zylinder 14a-d einbringbar, insbesondere direkt einspritzbar, ist. Die Dosiereinrichtung 38 umfasst bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel je Zylinder 14a-d einen von dem jeweiligen Injektor 42 unterschiedlichen, zusätzlich dazu vorgesehenen weiteren Injektor 44, mittels welchem das Kühlmedium 40 in die Verbrennungsluft einbringbar, insbesondere einspritzbar, ist. Der jeweilige Injektor 42 beziehungsweise 44 wird beispielsweise auch als Gemischbildner oder Einbringelement bezeichnet. Dabei ist der jeweilige Injektor 42 in dem jeweiligen Zylinder 14a-d positioniert, sodass eine Kraftstoffdirekteinspritzung dargestellt ist. Der jeweilige Injektor 44 ist stromauf des jeweiligen Zylinders 14a-d angeordnet, sodass mittels des jeweiligen Injektors 44 das Kühlmedium 40 an einer stromauf des jeweiligen Zylinders 14a-d angeordneten Stelle in die Verbrennungsluft einspritzbar ist beziehungsweise eingespritzt wird.
Die Dosiereinrichtung 38 umfasst einen Tank 46, welcher auch als Reservoir bezeichnet wird und wenigstens einen Aufnahmeraum 48 aufweist, in welchem das Kühlmedium 40 aufgenommen beziehungsweise aufnehmbar ist. Außerdem umfasst die Dosiereinrichtung 38 Leitungen 50 und 52, über welche die Injektoren 44 fluidisch mit dem Tank 46 beziehungsweise mit dem Aufnahmeraum 48 verbunden sind. Dadurch kann das zunächst in dem Tank 46 aufgenommene Kühlmedium 40 über die Leitungen 50 und 52 zu den Injektoren 44 geführt werden, sodass die Injektoren 44 über die Leitungen 50 und 52 mit dem Kühlmedium 40 aus dem Tank 46 versorgbar sind. Außerdem umfasst die Dosiereinrichtung 38 eine auch als Fördereinrichtung bezeichneten Pumpe 54, mittels welcher beispielsweise das Kühlmedium 40 in eine erste Förderrichtung von dem Tank 46 zu den Injektoren 44 gefördert werden kann beziehungsweise gefördert wird. Vorzugsweise ist die Pumpe 54 dazu ausgebildet, das Kühlmedium in eine der ersten Förderrichtung entgegengesetzte zweite Förderrichtung und dadurch beispielsweise von den Injektoren 44 in den Aufnahmeraum 48 beziehungsweise zu dem Tank 46 zu fördern.
Bei dem Kühlmedium 40 handelt es sich beispielsweise um Wasser. Ferner ist es denkbar, dass das Kühlmedium 40 ein Gemisch ist, welches beispielsweise zumindest Wasser umfasst. Das zunächst in dem Tank 46 aufgenommene Kühlmedium 40 wird beispielsweise von der Pumpe 54 angesaugt und in die erste Förderrichtung zu den Injektoren 44 gefördert. Dabei umfasst die Dosiereinrichtung 38 beispielsweise ein den Injektoren 44 gemeinsames Verteilungselement 56, welches auch als Rail bezeichnet wird. In dem den Injektoren 44 gemeinsamen Verteilungselement 56 kann beispielsweise das Kühlmedium 40 mit einem Druck aufgenommen werden, wobei das zunächst in dem Verteilungselement 56 aufgenommene Kühlmedium 40 mittels des Verteilungselements 56 auf die Injektoren 44 verteilt werden kann. Von dem Verteilungselement 56 aus wird das beispielsweise als Wasser ausgebildete Kühlmedium auf die als Gemischbildner ausgebildeten Injektoren 44 verteilt und von selbigen in die Verbrennungsluft eingebracht. Insbesondere in Kennfeldbereichen hoher Motorlast wird das Kühlmedium 40 mittels der Injektoren 44 in die Verbrennungsluft eingebracht, insbesondere eingespritzt.
Ferner ist ein weiteres, den Injektoren 42 gemeinsames Verteilungselement 57 zugeordnet, in welchem der Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 mit einem Druck aufnehmbar ist. Mittels des Verteilungselements 57 wird der Kraftstoff auf die Injektoren 42 verteilt, mittels welchen dann der Kraftstoff mit dem Druck in die Zylinder 14a-d eingebracht, insbesondere direkt eingespritzt, werden kann beziehungsweise wird.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ferner eine dem Tank 46 zugeordnete und beispielsweise als Heizeinrichtung beziehungsweise Heizung ausgebildete Temperiereinrichtung 58, welche wenigstens einen Wärmetauscher 60 aufweist. Der Wärmetauscher 60 ist zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, an beziehungsweise in dem Tank 46 und insbesondere in dem Aufnahmeraum 48 angeordnet. Der Wärmetauscher 60 ist beispielsweise in einem insbesondere als Kühlkreislauf ausgebildeten Kreislauf 61 der Verbrennungskraftmaschine 10 angeordnet, wobei der Kreislauf 61 von einem Kühlmittel durchströmbar ist. Bei dem Kühlmittel handelt es sich vorzugsweise um eine Kühlflüssigkeit, insbesondere um Kühlwasser. Mittels des Kreislaufs 61, insbesondere mittels des den Kreislauf 61 durchströmenden Kühlmittels, wird die Verbrennungskraftmaschine 10, insbesondere das Zylindergehäuse 12, gekühlt. Diese Kühlung erfolgt durch einen Wärmeübergang, in dessen Rahmen Wärme von dem Zylindergehäuse 12 an das das Zylindergehäuse 12 durchströmende Kühlmittel übergeht. Hierdurch wird das Zylindergehäuse 12 gekühlt, wobei das Kühlmittel erwärmt wird. In Strömungsrichtung des den Kreislauf 61 durchströmenden Kühlmittels ist beispielsweise der Wärmetauscher 60 stromab des Zylindergehäuses 12 angeordnet, sodass der Wärmetauscher 60 von dem infolge des genannten Wärmeübergangs erwärmten Kühlmittel durchströmbar ist. Dadurch kann das in dem Tank 46, insbesondere dem Aufnahmeraum 48, aufgenommene Kühlmedium 40 über den Wärmetauscher 60 mittels des den Wärmetauscher 60 durchströmenden Kühlmittels erwärmt werden, indem ein Wärmeübergang von dem erwärmten Kühlmittel über den Wärmetauscher 60 an das in dem Tank 46 aufgenommene Kühlmedium 40 erfolgt.
Um das Kühlmedium 40 von dem Tank 46 zu den Injektoren 44 zu fördern, wird die Pumpe 54 in einem ersten Betriebszustand betrieben, in welchem das Kühlmedium 40 von dem Tank 46 zu den Injektoren 44 in eine durch einen Pfeil 62 veranschaulichte erste Förderrichtung gefördert wird. Die Pumpe 54 ist dabei auch in einem von dem ersten Betriebszustand unterschiedlichen, zweiten Betriebszustand betreibbar, in welchem mittels der Pumpe 54 eine Rückförderung des Kühlmediums 40 realisiert wird. Im Rahmen dieser Rückförderung wird das Kühlmedium 40 in eine der ersten Förderrichtung entgegengesetzte, in 1 durch einen Pfeil 64 veranschaulichte und auch als Rückförderrichtung bezeichnete zweite Förderrichtung gefördert und dabei von den Injektoren 44 weggefördert und insbesondere in den Tank 46 beziehungsweise in den Aufnahmeraum 48 gefördert. Dadurch kann zumindest ein Teilbereich der auch als System oder Einspritzanlage, insbesondere Wassereinspritzanlage, bezeichneten Dosiereinrichtung 38 von dem Kühlmedium 40 beziehungsweise bezüglich des Kühlmediums 40 entleert werden, sodass das Kühlmedium 40, welches zuvor in dem genannten Teilbereich angeordnet war, nicht in dem genannten Teilbereich angeordnet und somit nicht in dem genannten Teilbereich einfrieren und damit keine Schäden hervorrufen kann.
Der bezüglich des Kühlmediums 40 entleerbare Teilbereich der Dosiereinrichtung 38 umfasst beispielsweise zumindest die Injektoren 44 und/oder die Leitung 50 und/oder die Leitung 52 und/oder die Pumpe 54 und/oder den Tank 46. Der Tank 46 wird beispielsweise in dem ersten Betriebszustand entleert, wobei das Kühlmedium 40 mittels der Pumpe 54 zu den Injektoren 44 gefördert und mittels der Injektoren 44 in die Verbrennungsluft eingebracht wird. Dadurch wird zunächst im Tank 46 aufgenommenes Kühlmedium 40 verbraucht, sodass der Tank 46 zumindest teilweise bezüglich des Kühlmediums 40 entleert wird.
Bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Verbrennungskraftmaschine 10 als Vier-Zylinder-Ottomotor ausgebildet. Die Verbrennungsluft wird auch als Frischluft bezeichnet. Beispielsweise sind je Zylinder 14a-d wenigstens zwei Gaswechselventile vorgesehen, über welche die Frischluft in den jeweiligen Zylinder 14a-d gelangt. Außerdem sind beispielsweise je Zylinder wenigstens zwei als Auslassventile ausgebildete weitere Gaswechselventile vorgesehen, über welche das Abgas ausgeschoben werden und in den Abgastrakt 18 einströmen kann.
Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 und insbesondere eine besonders vorteilhafte Betriebsbereitschaft der Dosiereinrichtung 38 realisieren zu können, ist es im Rahmen eines Verfahrens zum Betreiben der Dosiereinrichtung 38 vorgesehen, dass ein auf das Entleeren des genannten Teilbereichs folgender Zeitpunkt zum Befüllen des Teilbereichs mit dem Kühlmedium 40 prädiktiv bestimmt wird. Insbesondere wird der Zeitpunkt zum Befüllen des Teilbereichs mittels einer in den Fig. nicht dargestellten elektronischen Recheneinrichtung der Dosiereinrichtung 38 beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine 10 prädiktiv bestimmt.
2 zeigt ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen einer Anwendung zur prädiktiven Bestimmung und somit zur Vorhersage des genannten Zeitpunkts, zu welchem beispielsweise mit der Befüllung beziehungsweise Wiederbefüllung begonnen wird beziehungsweise zu welchem beispielsweise im Innenraum des Kraftfahrzeugs ein Hinweissignal ausgegeben ist, um dadurch den Fahrer des Kraftfahrzeugs darauf hinzuweisen, dass zumindest der Teilbereich, insbesondere der Tank 46, mit neuem Kühlmedium befüllt werden sollte. Beispielsweise wird der Zeitpunkt in Abhängigkeit von unterschiedlichen Parametern bestimmt. Beispielsweise unter Verwendung von fahrzeugeigenen Sensoren, Navigations- und Kommunikationssystemen werden Umgebungsparameter 66 erfasst. Ein solcher Umgebungsparameter ist beispielsweise ein Parameter, welcher zumindest einen Teilbereich der Umgebung des Kraftfahrzeugs charakterisiert. Zu den Umgebungsparametern 66 können beispielsweise gehören: Die Außentemperatur, der aktuelle Standort des Kraftfahrzeugs, ein weiterer, dem Kraftfahrzeug vorausliegender Streckenverlauf sowie im Streckenverlauf vorliegende Randbedingungen wie Geschwindigkeitsbeschränkungen, Steigungen, Gefälle, etwaige Verkehrsverzögerungen beziehungsweise Verkehrssituationen, Windstärke und Windrichtung. Nicht den aktuellen Standort betreffende Parameter werden im Folgenden als elektronischer Horizont bezeichnet. Während die Vorhersage des elektronischen Horizonts anhand einer aktiven Routenplanung des Fahrers des Kraftfahrzeugs durch ein Navigationssystem vergleichsweise einfach ist, kann die Vorhersage alternativ oder zusätzlich anhand einer statistischen Betrachtung der Verkehrssituation und/oder anhand erfasster Nutzungsdaten mit entsprechend hinterlegten Wahrscheinlichkeiten durchgeführt werden. Exemplarisch seien diesbezüglich der tägliche Weg zur Arbeit und/oder auch die bevorzugte Nutzung von Hauptverkehrsstraßen im Vergleich zu abknickenden Nebenstraßen genannt.
Ferner werden Fahrzeugparameter 68 bei der Bestimmung des Zeitpunkts berücksichtigt. Dabei sind die Fahrzeugparameter 68 beispielsweise in einer Motorsteuerung beziehungsweise in der zuvor genannten elektronischen Recheneinrichtung hinterlegt.
Die Umgebungsparameter 66 und die Fahrzeugparameter 68 sind beispielsweise Eingangsgrößen, auf deren Basis der günstige Zeitpunkt, zu welchem mit der Befüllung zumindest des Teilbereichs begonnen wird, ermittelt wird. Zu den Fahrzeugparametern 68 gehören beispielsweise: Die Masse des Kraftfahrzeugs, der Beladungszustand des Kraftfahrzeugs, der Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs und/oder ein Füllstand eines Kraftstofftanks zum Speichern des Kraftstoffes und/oder ein Füllstand des Tanks 46. Weiterhin können folgende Parameter berücksichtigt werden: Die Umgebungsparameter 66, die Erkennung des Fahrers des Kraftfahrzeugs, ein gewählter Fahrmodus etc.
Die Umgebungsparameter 66 und die Fahrzeugparameter 68 werden beispielsweise einer digitalen Verarbeitungseinheit 70, insbesondere der elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere innerhalb der Motorsteuerung, zugeführt und zur Abschätzung eines Lastprofils 72, insbesondere der Verbrennungskraftmaschine 10 und/oder des Kraftfahrzeugs, genutzt. Durch das Lastprofil 72 wird beispielsweise die Last 74 der Verbrennungskraftmaschine 10 über der Zeit oder Fahrstrecke 76 beschrieben. Das Lastprofil 72 umfasst dabei mehrere Lastpunkte, wobei beispielsweise für zumindest einen Teil der Lastpunkte, insbesondere für jeden Lastpunkt, unter Berücksichtigung unterschiedlicher Randbedingungen wie beispielsweise Fahrmodus und/oder Getriebegang anhand eines hinterlegten Motorkennfelds 78 und anhand eines Abgastemperaturmodells 80 eine Verbrennungsschwerpunktlage und eine Abgastemperatur prognostiziert werden. Die Verbrennungsschwerpunktlage und die Abgastemperatur sind Ausgangsgrößen 82. Anhand der prognostizierten Ausgangsgrößen 82, welche somit eine Prognose darstellen, und anhand der Umgebungsparameter 66 lässt sich beispielsweise ein Kühlungsbedarf 84 ermitteln beziehungsweise ableiten, welcher durch das Einbringen des Kühlmediums 40 in die Verbrennungsluft befriedigt werden sollte beziehungsweise kann.
3 zeigt ein Flussdiagramm zur Bestimmung des Zeitpunkts zur Befüllung des Systems. Die Bestimmung beginnt beispielsweise bei einem Block 86. Insbesondere beginnt die Bestimmung mit dem Starten des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer. Nach dem Start des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer werden bei einem Block 88 die Umgebungsparameter 66 und die Fahrzeugparameter 68 erfasst. Ferner wird beispielsweise, insbesondere bei dem Block 88 oder bei dem Block 90 entschieden, ob eine Befüllung des Systems mit Kühlmedium notwendig sein könnte. Ferner wird bei dem Block 90 entschieden, ob das System beziehungsweise zumindest der Teilbereich bezüglich des Kühlmediums 40 entleert ist. Sofern das System zumindest in dem Teilbereich entleert ist und eine Befüllung notwendig ist, wird bei einem Block 92 entschieden, ob eine Spontananforderung vorliegt. Ist dies nicht der Fall, wird bei einem Block 94 abgefragt, ob die Fahrtroute bekannt ist, beispielsweise auf Basis einer aktiven Routenplanung im Navigationssystem. Insbesondere wird abgefragt, ob das Ende der Fahrt bekannt ist. Dabei ist jederzeit gewährleistet, dass die Befüllung durch die zuvor genannte Spontananforderung initiiert wird. Im Falle einer bekannten Fahrtroute wird bei einem Block 96 entschieden, ob ein Bedarf zur Einbringung des Kühlmediums 40 in die Verbrennungsluft vorliegt. Ist dies der Fall, so erfolgt bei einem Block 98 die Befüllung des Systems beziehungsweise zumindest des Teilbereichs.
Sollte die Fahrtroute nicht bekannt sein, aber eine Befüllung notwendig sein können, erfolgt bei einem Block 100 eine Betrachtung des elektronischen Horizonts, beispielsweise gemäß 2 und dabei insbesondere auf Basis einer Most-Probable-Path-Anwendung. Auf dieser Basis wird bei einem Block 102 eine Entscheidung getroffen, ob das Befüllen erforderlich ist. Sollte dem so sein, wird das System beziehungsweise Teilbereich bei dem Block 98 befüllt. Im anderen Fall wird weiterhin der elektronische Horizont betrachtet. Nach der Befüllung wird beispielsweise bei einem Block 104 entschieden, ob ein Zündungswechsel vorliegt, das heißt ob beispielsweise das Kraftfahrzeug deaktiviert oder aktiviert wird. Liegt ein Zündungswechsel vor, so wird das Verfahren bei einem Block 106 beendet.
Beispielsweise nach erfolgter Befüllung des Systems beziehungsweise des Teilbereichs wird überwacht, ob das System im Verlauf entleert wird. Sollte dem so sein, ist gegebenenfalls eine erneute Befüllung notwendig, was durch die in 3 veranschaulichte Abfrage abgesichert wird. Das Flussdiagramm gemäß 3 veranschaulicht eine solche Befüllung zumindest des Teilbereichs der Dosiereinrichtung 38, dass im Rahmen der Befüllung zumindest ein Teil des zunächst in dem Tank 46 aufgenommenen Kühlmediums 40 mittels der Pumpe 54 in die erste Förderrichtung gefördert wird, insbesondere nachdem zuvor das Kühlmedium mittels der Pumpe 54 in die zweite Förderrichtung gefördert wurde.
4 zeigt ein Fluss- beziehungsweise Ablaufdiagramm zur Bestimmung des Zeitpunkts zur Befüllung des Tanks 46, sodass in 4 eine solche Befüllung zumindest des Teilbereichs der Dosiereinrichtung 38 veranschaulicht ist, dass Kühlmedium, insbesondere von außen und dabei beispielsweise über einen Einfüllstutzen, in den Tank 46 eingefüllt wird. Dies wird beispielsweise von einer Person durchgeführt.
Das Verfahren beziehungsweise die Bestimmung des Zeitpunkts beginnt bei einem Block 108. Insbesondere beginnt die Bestimmung bei oder nach dem Start des Kraftfahrzeugs, insbesondere durch den Fahrer. Nach dem Start der Bestimmung werden bei einem Block 110 die Umgebungsparameter 66 und die Fahrzeugparameter 68 erfasst und es wird entschieden, ob eine Befüllung des Systems notwendig sein könnte.
Bei einem Block 112 wird entschieden, ob ein Zündungswechsel vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so wird bei einem Block 114 entschieden, ob die Fahrtroute beziehungsweise das Ende der Fahrt bekannt ist. Ist dies der Fall, so wird bei einem Block 116 entschieden, ob ein Bedarf zum Nachfüllen des Tanks 46 vorliegt. Sollte die Fahrtroute nicht bekannt sein, wird diese Fragestellung bezüglich der Notwendigkeit des Nachfüllens mittels einer Betrachtung des elektronischen Horizonts, beispielsweise gemäß 2, bei einem Block 118 und dabei insbesondere auf Basis einer Most-Probable-Path-Anwendung beantwortet.
Sollte sich infolge des Blocks 118 bei einem Block 120 ergeben, dass das Nachfüllen beziehungsweise Wiederbefüllen erforderlich ist, erfolgt bei einem Block 122 die Abfrage, ob diese Nachfüllung beziehungsweise Wiederbefüllung vor dem nächsten Stopp zum Nachfüllen des Kraftstofftanks notwendig sein wird.
Ist dies zutreffend, so erfolgt bei einem Block 124 umgehend eine Informationsausgabe, den Tank 46 bald aufzufüllen. Unter der Informationsausgabe ist zu verstehen, dass wenigstens ein Hinweissignal im Innenraum ausgegeben wird. Das Hinweissignal ist beispielsweise optisch und/oder akustisch und/oder haptisch wahrnehmbar und deutet den Fahrer des Kraftfahrzeugs darauf hin, den Tank 46 nachzufüllen. Reicht eine in dem Tank 46 aufgenommene Restmenge des Kühlmediums 40 bis zum nächsten Tankstopp aus, so wird bei einem Block 126 entschieden, ob ein Tankstopp erkannt wird und die Informationsausgabe wird so lange zurückgehalten, bis ein solcher Tankstopp bei dem Block 126, beispielsweise auf Basis geografischer Daten, erkannt wird. Wird ein Tankstopp erkannt, so folgt auf den Block 126 der Block 124. Dann endet das Verfahren bei einem Block 128.
Insgesamt ist erkennbar, dass das Verfahren die Bestimmung eines vorteilhaften Zeitpunkts zur Befüllung des Systems ermöglicht. Durch die Bestimmung des günstigen Zeitpunkts zur Befüllung des Systems kann selbiges besonders effizient ausgeführt und wirkungsvoll vor Frostschäden bewahrt werden. Darüber hinaus werden unnötige Befüllvorgänge vermieden. Des Weiteren ermöglicht die Bestimmung des Zeitpunkts zur Reservoirbefüllung lange Zeitabstände zwischen den Befüllvorgängen. Ferner sind weitere Vorteile realisierbar: kostengünstige Umsetzung und Reduzierung der Anzahl über flüssiger Befüllungen (System und Tank 46).
Bezugszeichenliste

10: Verbrennungskraftmaschine
12: Zylindergehäuse
14a-d: Zylinder
16: Ansaugtrakt
18: Abgastrakt
20: Abgasturbolader
22: Turbine
24: Verdichter
26: Pfeil
28: Luftfilter
30: Ladeluftkühler
32: Ventilelement
34: Abgasnachbehandlungseinrichtung
36: Pfeil
38: Dosiereinrichtung
40: Kühlmedium
42: Injektor
44: Injektor
46: Tank
48: Aufnahmeraum
50: Leitung
52: Leitung
54: Pumpe
56: Verteilungselement
57: Verteilungselement
58: Temperiereinrichtung
60: Wärmetauscher
61: Kreislauf
62: Pfeil
64: Pfeil
66: Umgebungsparameter
68: Fahrzeugparameter
70: Verarbeitungseinheit
72: Lastprofil
74: Last
76: Zeit- oder Fahrstrecke
78: Motorkennfeld
80: Abgastemperaturmodell
82: Ausgangsgrößen
84: Kühlungsbedarf
86: Block
88: Block
90: Block
92: Bock
94: Block
96: Block
98: Block
100: Block
102: Block
104: Block
106: Block
108: Block
110: Block
112: Block
114: Block
116: Block
118: Block
120: Block
122: Block
124: Block
126: Block
128: Block

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 102014204509 A1 [0002, 0015]
DE 102012207904 A1 [0003, 0014]
DE 102006054226 A1 [0004]
DE 102014222461 A1 [0004]
DE 60114716 T2 [0004]
EP 2789839 A1 [0004]
DE 102006045422 A1 [0004]
EP 3029301 A1 [0004]
DE 102014215052 A1 [0022]
DE 102014004817 A1 [0022]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Dosiereinrichtung (38) einer zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine (10), welche wenigstens einen Brennraum (14a-d) aufweist, welcher mit einem Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine (10) und mit Verbrennungsluft versorgbar ist, in die mittels der Dosiereinrichtung (38) ein von dem Kraftstoff unterschiedliches Kühlmedium (40) zum Kühlen der Verbrennungsluft einbringbar ist, wobei zumindest ein Teilbereich der Dosiereinrichtung (38) bezüglich des Kühlmediums (40) entleert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf das Entleeren des Teilbereichs folgender Zeitpunkt zum Befüllen des Teilbereichs mit dem Kühlmedium (40) prädiktiv bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest der Teilbereich zu dem Zeitpunkt mittels einer Pumpe (54) befüllt wird, mittels welcher das Kühlmedium (40), insbesondere aus einem Reservoir (46), in den Teilbereich gefördert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium (40) mittels der Pumpe (54) in eine erste Förderrichtung gefördert wird, um dadurch den Teilbereich bezüglich des Kühlmediums (40) zu entleeren, wobei zum dem Zeitpunkt das Kühlmediums (40) mittels der Pumpe (54) in eine der ersten Förderrichtung entgegengesetzte zweite Förderrichtung gefördert wird, um dadurch den Teilbereich mit dem Kühlmedium (40) zu befüllen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein den Zeitpunkt charakterisierendes Hinweissignal im Innenraum des Kraftfahrzeugs ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt in Abhängigkeit von einem Verbrauch des Kühlmediums (40) und/oder in Abhängigkeit von einer in einem Reservoir (46) aufgenommenen Restmenge des Kühlmediums (40) und/oder in Abhängigkeit von einer in einem Kraftstofftank aufgenommenen Restmenge des Kraftstoffes bestimmt wird.