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DE19732674C1 - Verfahren zum Erwärmen eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Verfahren zum Erwärmen eines Kraftfahrzeuges

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DE19732674C1
DE19732674C1 DE1997132674 DE19732674A DE19732674C1 DE 19732674 C1 DE19732674 C1 DE 19732674C1 DE 1997132674 DE1997132674 DE 1997132674 DE 19732674 A DE19732674 A DE 19732674A DE 19732674 C1 DE19732674 C1 DE 19732674C1
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Continental Automotive GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Erwärmen eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
Kraftfahrzeuge werden im allgemeinen über die Abwärme der Brennkraftmaschine oder über einen zusätzlichen Zuheizer er­ wärmt. Eine weitere Ausnutzung der Abwärme wird dadurch er­ reicht, daß die Abwärme in einem Wärmespeicher gespeichert wird und bei einem kalten Fahrzeug zur schnelleren Erwärmung des Innenraumes oder der Brennkraftmaschine wieder zur Verfü­ gung steht.
Aus dem Artikel "Mehr Komfort und Sicherheit - Neuer Zuheizer von Webasto", Günther Hammerschmid, ATZ/MTZ Sonderausgabe, 1997, ist ein Zuheizer bekannt, der Diesel verbrennt und da­ durch zusätzlich zur Brennkraftmaschine den Kühlwasser- Kreislauf des Kraftfahrzeuges erwärmt. Dadurch wird eine schnellere Aufheizung des Innenraumes, insbesondere bei nied­ rigen Außentemperaturen ermöglicht. Der Zuheizer stellt je­ doch ein weiteres Bauelement dar, das zusätzliche Kosten be­ wirkt.
Die Aufgabe der Erfindung beruht darin, ein Verfahren zum Er­ wärmen eines Kraftfahrzeuges, insbesondere zum Erwärmen des Innenraumes des Kraftfahrzeuges oder zum Erwärmen eines Wär­ mespeichers, bereitzustellen, das kostengünstig ist und mit wenig Mehraufwand zu realisieren ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des An­ spruchs 1 bzw. durch die Merkmale des Anspruchs 2 gelöst. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung beruht darin, daß die Kraftstoffmenge, die von einem Einspritzsystem verdichtet wird und anschließend abgegeben wird, ohne in die Brennkraft­ maschine eingespritzt zu werden, als Wärmequelle zum Erwärmen des Innenraumes oder zum Erwärmen eines Wärmespeichers ver­ wendet wird.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen und Verbesserungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figur näher erläu­ tert.
Die Figur zeigt einen Kraftstofftank 1, aus dem über eine Vorförderpumpe 2 einer Hochdruckpumpe 3 Kraftstoff zugeführt wird. Zwischen der Hochdruckpumpe 3 und der Vorförderpumpe 2 ist ein Vordruckventil 4 vorgesehen, das einen vorgegebenen Vordruck zwischen der Vorförderpumpe 2 und der Hochdruckpumpe 3 einstellt. Die Hochdruckpumpe 3 ist mit einem Ausgang an einen Kraftstoffspeicher 5 angeschlossen, der mit Injektoren 6 in Verbindung steht, die einer Brennkraftmaschine 7 zuge­ ordnet sind. Der Kraftstoffspeicher 5 steht mit einem Druck­ ventil 8 in Verbindung, dessen Ausgang zu einem Eingang eines Schaltventils 11 geführt ist.
Die Injektoren 6 weisen Leckageleitungen 22 auf, über die Kraftstoff, der aus den Injektoren 6 über Undichtigkeiten entweicht, zu dem Schaltventil 11 geführt wird.
Das Schaltventil 11 weist einen ersten Ausgang und einen zweiten Ausgang auf, wobei der erste Ausgang über einen er­ sten Wärmetauscher 9 zum Kraftstofftank 1 geführt ist. Der zweite Ausgang des Schaltventils 11 ist direkt zum Kraft­ stofftank 1 geführt. Je nach Schaltstellung verbindet das Schaltventil 11 den Eingang mit dem ersten oder mit dem zwei­ ten Ausgang.
Der Wärmetauscher 9 ist mit einer Ableitung 13 an einen zwei­ ten Wärmetauscher 12 angeschlossen. Vom zweiten Wärmetauscher 12 geht eine Zuleitung 14 zum ersten Wärmetauscher 9 zurück. Die vom Kraftstoff an den ersten Wärmetauscher 9 abgegebenen Wärme wird über die Zu- und Ableitung 14, 13 an den zweiten Wärmetauscher 12 übertragen. In dem Wärmetauschkreislauf zwi­ schen dem ersten und dem zweiten Wärmetauscher fließt ein Wärmetransportmedium. Der zweite Wärmetauscher 12 ist vor­ zugsweise im Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges eingebracht und gibt die Wärme an den Innenraum des Kraftfahrzeuges ab.
Vorzugsweise kann der zweite Wärmetauscher 12 in Scheiben­ spritzdüsen, die zum Besprühen der Windschutzscheibe mit Scheibenwischwasser verwendet werden, oder in einem Vorrats­ behälter für Scheibenwischwasser integriert sein, so daß die Scheibenspritzdüsen oder das Scheibenwischwasser beheizt wer­ den können.
Es ist ein Steuergerät 10 vorgesehen, das über eine erste Steuerleitung 15 mit der Hochdruckpumpe 3, über zweite Steu­ erleitungen 16 mit den Injektoren 6, über eine dritte Steuer­ leitung 17 mit dem Druckventil 8 und über eine vierte Steuer­ leitung 18 mit dem Schaltventil 11 verbunden ist. Zudem ist ein Temperatursensor 19 im Innenraum des Kraftfahrzeuges vor­ gesehen, der mit dem Steuergerät 10 in Verbindung steht. Weiterhin ist ein Drucksensor 20 am Kraftstoffspeicher 5 vor­ gesehen, der den im Kraftstoffspeicher 5 vorliegenden Druck an das Steuergerät 10 meldet.
Die Anordnung der Fig. 1 funktioniert folgendermaßen: Das Steuergerät 10 steuert die Hochdruckpumpe 3 in der Drehzahl derart, daß im Kraftstoffspeicher 5 ein Solldruck vorliegt, der zum Betreiben der Brennkraftmaschine notwendig ist. Sinkt der zum Betreiben der Brennkraftmaschine benötigte Solldruck, so steuert das Steuergerät 10 das Druckventil 8 derart, daß so viel Kraftstoff abgegeben wird, bis der Druck im Kraft­ stoffspeicher 5 dem Solldruck entspricht.
Liegt die Innentemperatur des Kraftfahrzeuges unter einer Mindesttemperatur von beispielsweise 10°C, so steuert das Steuergerät 10 das Schaltventil 11 derart an, daß die vom Druckventil 8 abgegebene Kraftstoffmenge und die über die Leckage der Injektoren 6 abgegebene Kraftstoffmenge über den ersten Wärmetauscher 9 zum Kraftstofftank 1 zurückgeführt wird. Das Druckventil 8 steuert abhängig von dem vom Steuer­ gerät 10 vorgegebenen Druck Kraftstoff aus dem Kraft­ stoffspeicher 5 ab.
Die abgegebene Kraftstoffmenge gibt Wärme an den ersten Wär­ metauscher 9 ab, der wiederum den zweiten Wärmetauscher 12 erwärmt, von dem aus die Wärme über einen Luftstrom in den Innenraum des Kraftfahrzeuges geführt wird oder Scheiben­ spritzdüsen oder Scheibenwischwasser erwärmt werden.
Vorzugsweise steuert das Steuergerät 10 in einer Warmlaufpha­ se den Kraftstoffzufluß zum Kraftstoffspeicher 5 in der Wei­ se, daß dem Kraftstoffspeicher 5 mehr Kraftstoff zugeführt wird, als für das Betreiben der Brennkraftmaschine 7 notwen­ dig ist. Der überflüssige Kraftstoff wird über das Druckven­ til 8 und den ersten Wärmetauscher 9 wieder zum Kraftstoff­ tank zurückgeführt wird. Auf diese Weise wird die von der Hochdruckpumpe 3 erzeugte Energie zum Erwärmen des ersten Wärmetauschers 9 und des Innenraumes eingesetzt. Dies ermög­ licht insbesondere bei direkt einspritzenden Dieselbrenn­ kraftmaschinen auch im Winter eine relativ schnelle Aufhei­ zung des Innenraumes des Kraftfahrzeuges.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird anstelle des zwei­ ten Wärmetauschers 12 ein Wärmespeicher mit Wärme versorgt. Der Wärmespeicher speichert die Wärme und gibt die Wärme auf einen Steuerbefehl des Steuergerätes 10 hin entweder an die Brennkraftmaschine oder an den Innenraum des Kraftfahrzeuges ab.
Dies wird vorzugsweise dadurch realisiert, daß der erste Wär­ metauscher 9 über einen Wärmetauschkreislauf mit dem Wärme­ speicher in Verbindung steht. Die Verwendung des Wärmespei­ chers bietet den Vorteil, daß auch bei einer ausreichend war­ men Brennkraftmaschine die Wärmeenergie, die mit dem Kraft­ stoff über das Druckventil 8 aus dem Kraftstoffspeicher 5 ab­ gegeben wird, und die Wärmeenergie, die über die Leckage aus den Injektoren 6 abgegeben wird, nicht zur Erwärmung des Kraftstofftankes 1, sondern zur Erwärmung des Wärmespeichers genutzt wird.
Vorzugsweise wird zwischen der Wärmeabgabe in den Innenraum und der Wärmeabgabe in den Wärmespeicher abhängig von der Temperatur des Innenraumes umgeschaltet, so daß bei einer Temperatur im Innenraum, die unter 10°C liegt, der Innenraum von dem über das Druckventil 8 abgegebenen Kraftstoff erwärmt wird.
Liegt die Temperatur im Innenraum über der Vergleichstempera­ tur von 10°C, so wird der Wärmespeicher von dem über das Druckventil 8 abgegebenen Kraftstoff erwärmt. Auf diese Weise wird auch bei einem warmen Innenraum die von der Hochdruck­ pumpe 3 für die Kraftstoffeinspritzung unnötig aufgewendete Energie im Wärmespeicher zwischengespeichert. Anstelle der Innenraumtemperatur kann auch die Kühlwassertemperatur als Vergleichstemperatur verwendet werden.
Vorzugsweise wird über den ersten Wärmetauscher 9 direkt das Kühlwasser der Brennkraftmaschine 7 erwärmt.
Der über die Leckageleitung 22 von den Injektoren 6 abgegebe­ ne Kraftstoff und der über das Druckventil 8 abgegebene Kraftstoff können auch unabhängig voneinander zur Erwärmung des Kraftfahrzeuges verwendet werden. Die Anwendung der Er­ findung ist nicht auf Einspritzsysteme mit einem Kraft­ stoffspeicher begrenzt, sondern kann auf jedes Einspritzsy­ stem angewendet werden, das einen Injektor mit einer Leckage aufweist.

Claims (7)

1. Verfahren zum Erwärmen eines Kraftfahrzeuges, bei dem die Brennkraftmaschine (7) des Kraftfahrzeuges über Injektoren (6)mit Kraftstoff versorgt wird, wobei die Injektoren (6) über eine Undichtigkeit (22) Kraftstoff abgeben, der nicht in die Brennkraftmaschine (7) eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet,
  • 1. - daß der über die Undichtigkeit (22) abgegebene Kraftstoff zum Erwärmen des Kraftfahrzeuges, insbesondere zum Erwärmen des Innenraumes des Kraftfahrzeuges oder zum Erwärmen eines Wärmespeichers des Kraftfahrzeuges, verwendet wird.
2. Verfahren zum Erwärmen eines Kraftfahrzeuges, bei dem die Brennkraftmaschine (7) des Kraftfahrzeuges über einen Kraftstoffspeicher (5) mit Kraftstoff versorgt wird, in dem der Kraftstoff unter einen vorgegebenen Druck bereitgehal­ ten wird, wobei Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher (5) über ein Druckventil (8) abgegeben wird, ohne in die Brenn­ kraftmaschine (7) eingespritzt zu werden, dadurch gekennzeichnet,
  • 1. - daß der von dem Druckventil (8) abgegebene Kraftstoff zum Erwärmen des Kraftfahrzeuges, insbesondere zum Erwärmen des Innenraumes des Kraftfahrzeuges oder zum Erwärmen eines Wärmespeichers des Kraftfahrzeuges, verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abgegebene Kraftstoff über einen Wärmetauscher (9, 12) geführt wird, und daß der Wärmetauscher (9, 12) die Wärme an den Innenraum des Fahrzeuges abgibt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Warmlaufphase mehr Kraftstoff dem Krafttoffspeicher (5) zugeführt wird, als für das Betreiben der Brennkraftma­ schine (7) notwendig ist, und daß der zuviel zugeführte Kraftstoff über das Druckventil (8) abgegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Kraftfahrzeugs vom abgegebenen Kraft­ stoff erwärmt wird, wenn die Temperatur im Innenraum des Kraftfahrzeuges unter einer Vergleichstemperatur liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmespeicher des Kraftfahrzeuges vom abgegebenen Kraftstoff erwärmt wird, wenn die Temperatur im Innenraum oder die Temperatur des Kühlwassers über einer Vergleich­ stemperatur liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abgegebene Kraftstoff zum Erwärmen des Kühlwassers oder zum Erwärmen von Scheibenspritzdüsen oder zum Erwärmen von Scheibenwischwasser verwendet wird.
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Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
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8363 Opposition against the patent
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8305 Restricted maintenance of patent after opposition
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Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

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