BPatG 152
08.05

BUNDESPATENTGERICHT




11 W (pat) 17/12
_______________________
(Aktenzeichen)



B E S C H L U S S

In der Beschwerdesache

…







betreffend die Patentanmeldung 102 49 541.6

hat der 11. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts am
6. November 2017 unter Mitwirkung des Vorsitzenden Richters Dr.-Ing. Höchst
sowie der Richter v. Zglinitzki, Dipl.-Ing. Wiegele und Dr.-Ing. Schwenke

- 2 -
beschlossen:

Auf die Beschwerde wird der Beschluss der Prüfungsstelle für
Klasse F 01 P des Deutschen Patent- und Markenamtes vom
9. Februar 2012 aufgehoben und das Patent 102 49 541 mit dem
Patentanspruch 1 vom 13. September 2017, den Patentansprü-
chen 2 bis 22 vom 6. September 2017, sowie der Beschreibung
und den Zeichnungen Figuren 1 bis 8 gemäß der berichtigten Of-
fenlegungsschrift DE 102 49 541 A9 vom 24. Mai 2012 erteilt.


G r ü n d e

I.

Mit Beschluss vom 9. Februar 2012 hat die Prüfungsstelle für Klasse F 01 P des
Deutschen Patent- und Markenamtes die am 6. Mai 2004 offengelegte Patentan-
meldung vom 23. Oktober 2002 mit der Bezeichnung

„Verfahren und Vorrichtung zur bedarfsweisen Erhöhung der Abwärme
von Brennkraftmaschinen“

mit der Begründung zurückgewiesen, der Gegenstand des Anspruchs 1 beruhe
nicht auf einer erfinderischen Tätigkeit.

Im Prüfungsverfahren wurden die Druckschriften

D1 DE 41 21 379 A1,
D2 DE 100 47 810 A1,
D3 DE 199 39 560 A1,
D4 DE 100 11 621 A1,
- 3 -
D5 DE 198 50 586 A1,
D6 DE 199 51 362 A1,
D7 DE 38 24 099 A1,
D8 DE 41 04 093 A1,
D9 DE 100 26 339 A1,
D10 KOCH Franz-Willhelm; HAUBNER Frank; KLOPSTEIN Stefan:
„Heizleistung in PKW mit verbrauchsoptimierten Motoren“; für die
Forschungsvereinigung Automobiltechnik e.V. (FAT-Schriftenreihe
155); Frankfurt am Main; Mai 2000,
D11 DEUßEN Norbert (Hrsg.) et al.: Wärmemanagement des Kraftfahr-
zeugs III. 3. Auflage, Renningen, expert-Verlag, 2002 und
D12 Robert Bosch GmbH: Dieselmotor-Management; 2. Auflage,
Vieweg-Verlag Wiesbaden, ISBN 3-528-03873X, 1998

in Betracht gezogen.

Gegen diesen Beschluss richtet sich die Beschwerde der Anmelderin.

Im Verlauf des Beschwerdeverfahrens hat der Senat die Druckschriften

D13 DE 44 31 191 C1,
D14 FR 2 765 914 A1; übersetzt in der D14‘: DE 698 09 341 T2,
D15 DE 101 14 050 A1,
D16 DE 101 05 331 A1,
D17 DE 195 47 994 A1,
D18 DE 199 39 560 A1

ins Verfahren eingeführt.

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Die Beschwerdeführerin beantragt,

die Aufhebung des angefochtenen Beschlusses und die Erteilung
eines Patentes mit dem Patentanspruch 1 vom 13. Septem-
ber 2017, den Patentansprüchen 2 bis 22 eingereicht mit Schrift-
satz vom 6. September 2017 sowie der Beschreibung und den
Figuren 1 bis 8 gemäß der berichtigten Offenlegungsschrift vom
24. Mai 2012.

Die Anmelderin vertritt die Auffassung, dass der Gegenstand der Anmeldung
patentfähig sei.

Der geltende Patentanspruch 1 lautet:

„Verfahren zum Betrieb eines Kühl- und Heizungskreislaufs für Kraftfahr-
zeuge
mit
a) einer durch Kühlmittel gekühlten Brennkraftmaschine,
a1) deren Kühlmittel von einer Kühlmittelpumpe zum Heizungswärmetau-
scher für eine Kabine und schließlich zurück zur Brennkraftmaschine
gefördert wird,
b) mit von der Motorsteuerung beeinflussbaren Verstellvorrichtungen zur
Variation des Verbrennungsablaufs innerhalb der Brennkraftmaschine,
und
c) mit einer Abgasrückführungseinrichtung
dadurch gekennzeichnet, dass
d) der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine in der Frühphase des
Warmlaufs bei erhöhtem Abwärmebedarf, insbesondere bei hohem Kabi-
nenheizbedarf, dadurch künstlich erhöht wird, dass
d1) eine Verstellung der Brennstoffumsetzung in Richtung von Kurbelwellen-
einstellungen mit vergrößertem Brennraumvolumen erfolgt, wobei
- 5 -
e) bei hohem Kabinenheizbedarf mittels eines von der Motorsteuerung (20)
über eine Motorsteuerungsleitung (20c) ansteuerbaren Ventils (6b) oder
Stellgliedes (6, 6b) ein reduzierter Kühlmitteldurchsatzes durch die
Brennkraftmaschine in Richtung der für den sicheren Motorbetrieb zuläs-
sigen Grenzwerte eingestellt wird, während
e1) die Brennkraftmaschine über den Heizungszweig (4a) durchströmbar ist,
f) oder zur Steigerung nur der Abgastemperatur insbesondere zum Frei-
brennen von Rußpartikelfiltern ohne Berücksichtigung der Kabinenhei-
zung der Kühlmitteldurchsatz durch den Motor auf nahe Null reduziert
wird,
g) und eine Erhöhung der Brennraumwandtemperatur und der Verdich-
tungstemperatur des Brenngases relativ zum Betrieb ohne künstliche
Kraftstoffverbrauchserhöhung bewirkt werden indem
g1) eine mehrfache Einspritzung des Kraftstoffs erfolgt,
g2) wobei die erste Einspritzung derart in Richtung früh verschoben wird,
dass die Umsetzung des Kraftstoffs der ersten Einspritzung vor dem obe-
ren Totpunkt des Verdichtungstaktes weitgehend abgeschlossen ist und
g3) die letzte Einspritzung hinter dem oberen Totpunkt des Verdichtungstak-
tes beginnt, und
g4) die Abgasrückführung aktiviert ist.“

Wegen des Wortlauts der geltenden nachgeordneten Ansprüche 2 bis 22, wegen
weiterer Einzelheiten sowie des weiteren Vorbringens wird auf die Akten verwie-
sen.

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II.

Die zulässige Beschwerde ist nunmehr begründet.


A.

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kühl- und Heizungskreis-
laufs für Kraftfahrzeuge mit einer durch Kühlmittel gekühlten Brennkraftmaschine,
deren Kühlmittel von einer Kühlmittelpumpe zum Heizungswärmetauscher für die
Kabine und schließlich zurück zur Brennkraftmaschine gefördert wird, mit von der
Motorsteuerung beeinflussten Verstellvorrichtungen zur Variation des Verbren-
nungsablaufs innerhalb der Brennkraftmaschine. Die Variationsmöglichkeiten zie-
len hierbei auf die temporäre Erhöhung der verfügbaren Abwärme zur verbesser-
ten Kabinenheizung und/oder Temperaturerhöhung von Bauteilen im Abgasnach-
behandlungssystem.

In der Beschreibung wird ausgeführt, zur winterlichen Kabinenheizung wiesen
moderne PKW Zusatzheizkomponenten auf. Marktübliche Lösungen seien was-
serseitige Zuheizungen wie Standheizungen oder die direkte elektrische Behei-
zung der Kabinenluft. Darüber hinaus sei auch bekannt, die Abwärme von direkt-
einspritzenden Dieselmotoren für Kabinenheizzwecke durch die Verstellung der
innermotorischen Verbrennung zu steigern. Jedoch könnten durch diese Verstell-
möglichkeiten die oben genannten Zuheizungen nicht entfallen, da sich aufgrund
der Abgasgesetzgebung ein sehr eingeschränktes Potenzial der Verstellmöglich-
keiten ergebe. Neben diesen Möglichkeiten seien aber auch Ansätze bekannt,
eine Verbesserung der Kabinenheizleistung zu bewirken, indem der Kühlmittel-
massenstrom durch den Motor und den Kabinenwärmetauscher reduziert werde
und ein hocheffizienter Kabinenwärmetauscher verwendet werde.

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Demgegenüber liegt die Aufgabe der vorliegenden Patentanmeldung darin, mittels
der Motorsteuerung und gegebenenfalls erforderlicher Zusatzvorrichtungen den
Einstellbereich bezüglich der künstlichen Erhöhung der Motorabwärme bei unver-
änderter Antriebsleistung für den Fahrzeugantrieb kosteneffektiv in Richtung höhe-
rer Motorabwärme zu erweitern, ohne die PKW-typischen Motorgrenzwerte bezüg-
lich Geräusch und Schadstoffemission zu überschreiten.

Der mit der Lösung dieser Aufgabe betraute Fachmann ist ein Hochschulingenieur
der Fachrichtung Maschinenbau, mit einer mehrjährigen Erfahrung in der Entwick-
lung und Regelung von Kühlkreisläufen von Brennkraftmaschinen. Soweit er hin-
sichtlich der Regelung/Steuerung der Verbrennungsvorgänge nicht über eigene
Kenntnisse verfügt, wird er einen Maschinenbauingenieur hinzuziehen, der über
eine mehrjährige Erfahrung in der Entwicklung/Applikation auf dem Gebiet der
Regelung von Brennkraftmaschinen verfügt.


B.

1. Das Patentbegehren ist zulässig. Der geltende Anspruch 1 basiert auf den
Merkmalen der ursprünglichen Ansprüche 1, 3 und 4 sowie den Absätzen [0025],
[0035], [0041], [0044] und [0048]. Die geltenden Ansprüche 2 bis 22 basieren auf
den ursprünglichen Ansprüchen 2, 3, 5 bis 7, 9, 11 bis 16 und 18 bis 26 mit teil-
weise geänderten Ordnungszahlen.

2. Das beanspruchte Verfahren zum Betrieb eines Kühl- und Heizungskreis-
laufs für Kraftfahrzeuge unterscheidet gemäß den Merkmalen e), e1) und f) zwi-
schen zwei Betriebsarten. Abhängig davon, ob ein hoher Kabinenheizbedarf vor-
liegt (Merkmale e) und e1)) oder die Abgastemperatur gesteigert werden soll
(Merkmal f)), wird demzufolge der Kühlmitteldurchsatz des Kühlmittelsystems auf
unterschiedliche Weise gesteuert, was letztlich zu unterscheidbaren Betriebsbe-
dingungen der Kreisläufe führt. Die beiden durch die „oder-Verknüpfung“ in Bezug
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gesetzten Betriebsarten sind daher nicht als alternative, zueinander gleichwertige
Betriebsarten zu sehen, die zu einem gleichen Ergebnis führen. Vielmehr umfasst
der Gegenstand des Anspruchs 1 somit ein Verfahren, das so ausgestaltet ist,
einen Betrieb des Kühl- und Heizungskreislaufs bedarfsweise entweder bei hohem
Kabinenheizbedarf oder für eine Erhöhung der Abgastemperatur auszuführen.

3. Das zweifelsohne gewerblich anwendbare Verfahren nach Anspruch 1 ist
neu, da keine der berücksichtigten Druckschriften ein Verfahren zum Betrieb eines
Kühl- und Heizungskreislaufs für Kraftfahrzeuge mit allen Merkmalen des gelten-
den Anspruchs 1 offenbart.

Zwar offenbart die Druckschrift D10 ein Verfahren zum Betrieb eines Kühl- und
Heizungskreislaufs für Fahrzeuge mit einer durch Kühlmittel gekühlten Brennkraft-
maschine, wobei in dem Kapitel 5 „Innermotorische Maßnahmen“, S. 52 ff., dieser
Druckschrift verschiedene Möglichkeiten zur Erhöhung der Heizleistung mittels
einer Beeinflussung der Verbrennung durch unterschiedliche Einspritzzeitpunkte
und der Verbrennungsverlaufsformung vorgeschlagen werden. Eine Einspritzstra-
tegie gemäß den Merkmalen g1) bis g3) des geltenden Anspruchs 1, ist dieser
Druckschrift jedoch nicht zu entnehmen.

Die Druckschrift D13 beschreibt eine Steigerung der an die Fahrgastkabine abge-
gebenen Heizleistung lediglich durch eine Reduzierung des Kühlmitteldurchsatzes
durch die Brennkraftmaschine. Eine Beeinflussung der Kraftstoffeinspritzung ist in
der Druckschrift D13 nicht offenbart.

Ein Verfahren zum Ansteuern einer Brennkraftmaschine ist aus der Druck-
schrift D14 bekannt. Dieses Verfahren sieht für den Warmlauf der Brennkraftma-
schine unterschiedliche Phasen vor, wobei, abhängig von der benötigten Phase,
die Kraftstoffeinspritzung variiert wird. Unterschieden werden unter anderem eine
Phase zur schnellen Erwärmung der Fahrgastkabine (Phase H, vgl. den An-
spruch 4) und zur Erwärmung des Abgases um den Abgaskatalysator schneller
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aufzuheizen (Phasen (R) und (C), vgl. den Anspruch 2). Eine Beeinflussung der
Kühlwasserdurchsätze durch die Brennkraftmaschine, abhängig von diesen be-
schriebenen Phasen ist der Druckschrift nicht zu entnehmen.

Aus den Druckschriften D1, D2, D8 und D11 sind zwar ebenfalls Kühl- und Hei-
zungskreisläufe für Kraftfahrzeuge bekannt. Ein Verfahren zum Betrieb dieser
Kreisläufe durch Beeinflussung der Kraftstoffeinspritzung der Brennkraftmaschine
ist diesen Druckschriften jedoch nicht zu entnehmen.

Die übrigen Druckschriften beschreiben schon kein Verfahren zum Betrieb eines
Kühl- und Heizungskreislaufs für Kraftfahrzeuge mit einer durch Kühlmittel gekühl-
ten Brennkraftmaschine.

4. Der Gegenstand nach Anspruch 1 beruht auch auf einer erfinderischen
Tätigkeit.

Als geeigneter Ausgangspunkt für die Bewertung der erfinderischen Tätigkeit kann
die Druckschrift D10 angesehen werden.

Diese offenbart eine durch Kühlmittel gekühlte Brennkraftmaschine, deren Kühl-
mittel von einer Kühlmittelpumpe zu einem Heizungswärmetauscher für eine Ka-
bine und schließlich zurück zur Brennkraftmaschine gefördert wird, vgl. Abschnitt
3.1.1 „Kühlkreislauf“ und Bild 3.1.1-1 (Merkmale a) und a1)). Auch beschreibt
diese Druckschrift auf den Seiten 52 und 53, Kapitel 5 „Innermotorische Maßnah-
men“, dass diese Brennkraftmaschine so ausgestaltet ist, dass eine aktivierte Ab-
gasrückführung vorgesehen ist (Merkmal g4)). Dort wird zudem vorgeschlagen,
den Verbrennungsablauf zu variieren. Aus fachmännischer Sicht weist die Brenn-
kraftmaschine damit eine Motorsteuerung zur Beeinflussung von Verstellvorrich-
tungen zur Variation des Verbrennungsablaufs auf (Merkmale b) und c)).

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Die Aufgabenstellung der in der Druckschrift D10 behandelten Studie ist die Unter-
suchung verschiedener Konzepte zur Erhöhung der Heizleistung in PKW, wobei
die Warmlaufphase besondere Berücksichtigung findet, vgl. die Aufgabenstellung
auf der Seite „Abschlußbericht“. Dies schließt auch den Frühlauf der Warmlauf-
phase bei erhöhtem Abwärmebedarf mit ein (Teilmerkmal d)).

Zur Erhöhung der Heizleistung schlägt die Druckschrift D10 vor (vgl. den Abschnitt
„Innerer Kühlkreislauf“ auf S. 16), den Betrieb des Kühl- und Heizungskreislaufs
derart durchzuführen, dass bei hohem Kabinenheizbedarf in der Aufheizphase
mittels eines Stellglieds, einem Thermostatventil, ein reduzierter Kühlmitteldurch-
satz durch die Brennkraftmaschine eingestellt wird. Um ein lokales Überschreiten
kritischer Bauteiltemperaturen zu vermeiden, wird, wie dort weiter ausgeführt, ein
entsprechend hoher Volumenstrom des Kühlmittels eingestellt, so dass die für den
sicheren Motorbetrieb zulässigen Grenzwerte eingehalten werden. Dabei ist der
Heizungszweig, der ebenfalls durch die Brennkraftmaschine strömt, ständig durch-
strömt. Den Einsatz eines durch eine Motorsteuerung angesteuerten Ventils,
anstelle des Thermostatventils wie in der Druckschrift D10 beschrieben, wird der
Fachmann als fachnotorisches Austauschmittel vorsehen. Aus dieser Textpassage
lassen sich somit die Merkmale e) und e1) entnehmen.

Wie vorstehend dargelegt, schlägt die Druckschrift D10 vor, zur Erhöhung der
Heizleistung den Verbrennungsverlauf zu beeinflussen. Auf S. 53 wird hierzu vor-
geschlagen, die Verbrennung in die Expansionsphase zu verschieben (Kap. 5.2)
bzw. auch den Einspritzzeitpunkt nach früh zu verschieben (Kap. 5.3). Diese vor-
geschlagenen Maßnahmen entsprechen einer Verstellung der Brennstoffumset-
zung in Richtung von Kurbelwelleneinstellungen mit vergrößertem Brennraumvolu-
men (Merkmal d1)). Zwangsläufig ergibt sich hieraus auch eine künstliche Erhö-
hung des Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine (Teilmerkmal d)) sowie
eine Erhöhung der Brennraumwandtemperatur und der Verdichtungstemperatur
des Brenngases relativ zum Betrieb ohne künstliche Kraftstoffverbrauchserhöhung
(Merkmal g)).
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Auf der S. 9, letzter Absatz bis S. 10, erster Absatz der Druckschrift D10 wird vor-
geschlagen, innermotorische Maßnahmen in Kombination mit einem Abgaswär-
metauscher detaillierter zu untersuchen, da dies, trotz der nachteiligen Emissions-
erhöhung, den Wärmeeintrag in das Kühlmittel und das Abgas erhöhe. Zu den
innermotorischen Maßnahmen wird in Kap. 5.2 eine Verlagerung der Kraftstoffein-
spritzung in die Expansionsphase und in Kap 5.3 eine Verschiebung des Einspritz-
zeitpunkts in Richtung früh genannt. Mit dem Wissen, dass die einzuspritzende
Kraftstoffmenge auf mehrere Einspritzungen aufgeteilt werden kann, gelangt der
Fachmann somit durch eine überschaubare Anzahl von Versuchen zwar zu einer
Mehrfacheinspritzung (Merkmal g1)) gemäß der in den Merkmalen g2) und g3)
definierten Einspritzcharakteristik.

Jedoch ist der Druckschrift D10 kein Hinweis darauf zu entnehmen, zur Steigerung
nur der Abgastemperatur ohne Berücksichtigung der Kabinenheizung, den Kühl-
mitteldurchsatz durch den Motor auf nahezu Null zu reduzieren, wie in Merk-
mal e1) des geltenden Anspruchs 1 gefordert. Vielmehr führt diese Druckschrift
hiervon weg, da sie auf die Optimierung der Kabinenheizleistung abstellt, wie aus
der oben genannten Aufgabenstellung und dem Titel „Heizleistung in PKW mit ver-
brauchsoptimierten Motoren“ ersichtlich. Dementsprechend ist dort die Fahrzeug-
heizung ständig von Kühlmittel durchströmt, vgl. S. 16, Abschnitt „Innerer Kühl-
kreislauf“.

Auch eine Kombination mit der technischen Lehre der übrigen im Verfahren be-
findlichen Druckschriften führt den Fachmann nicht in nahe liegender Weise zu
einem Verfahren zum Betrieb eines Kühl- und Heizungskreislaufs, das den Kühl-
kreislauf auf unterschiedliche Weise, abhängig von einem hohen Heizbedarf
(Merkmale e) und e1)) oder zur Steigerung der Abgastemperatur (Merkmal f)),
variiert.

So beschreibt die Druckschrift D13 zwar ein Verfahren zum Betrieb eines Kühl-
und Heizkreislaufs, bei dem der Kühlmitteldurchsatz bei hohem Heizbedarf ent-
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sprechend den Merkmalen e) und e1) geregelt wird. Jedoch ist dieser Druckschrift
kein Hinweis darauf zu entnehmen, dass zur Steigerung der Abgastemperatur
ohne Berücksichtigung der Kabinenheizung der Kühlmitteldurchsatz durch den
Motor auf nahezu Null reduziert wird.

Ebenso ist die in der Druckschrift D14 beschriebene technische Lehre zu beurtei-
len. Dort sind zwar unterschiedlichen Phasen des Warmlaufs einer Brennkraftma-
schine beschrieben, so eine Phase zur Erwärmung des Abgases, vgl. den An-
spruch 2, dort Phasen (R) und (C) und eine Phase zur Erwärmung der Fahrgast-
kabine, vgl. den Anspruch 4, dort Phase (H), jedoch ohne eine Beeinflussung des
Kühlwasserdurchsatzes durch die Brennkraftmaschine in einer der dort offenbar-
ten Phasen zu erwähnen.

Die aus den Druckschriften D1, D2, D8 und D11 bekannten Kühl- und Heizungs-
kreisläufe für Kraftfahrzeuge geben ebenfalls keine Veranlassung, den Kühlmittel-
durchsatz durch den Motor, für den Fall einer zu steigernden Abgastemperatur, auf
nahe Null zu reduzieren.

Die Gegenstände aller anderen im Verfahren befindlichen Druckschriften liegen
noch weiter ab. Insbesondere sind aus ihnen keine Verfahren zum Betrieb eines
Kühl- und Heizungskreislaufs für Kraftfahrzeuge mit einer durch Kühlmittel gekühl-
ten Brennkraftmaschine bekannt. Auch enthalten sie keine Anregung oder keinen
Hinweis darauf, den Kühlmitteldurchsatz zur Erhöhung der Abwärme auf nahezu
Null zu reduzieren.

Aufgrund des nicht vorhandenen Vorbilds und der fehlenden Anregung gelangt der
Fachmann somit nicht ohne eigenes erfinderisches Zutun zum vollständigen Ge-
genstand des Anspruchs 1.

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5. Die Unteransprüche 2 bis 22 betreffen vorteilhafte und nicht selbstverständ-
liche Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß dem geltenden Anspruch 1, und ihre
Gegenstände sind daher zusammen mit dem geltenden Patentanspruch 1
patentfähig.


III.

Rechtsmittelbelehrung

Dieser Beschluss kann mit der Rechtsbeschwerde nur dann angefochten werden,
wenn einer der in § 100 Absatz 3 PatG aufgeführten Mängel des Verfahrens ge-
rügt wird. Die Rechtsbeschwerde ist innerhalb eines Monats nach Zustellung die-
ses Beschlusses beim Bundesgerichtshof, Herrenstraße 45 a, 76133 Karlsruhe,
durch einen beim Bundesgerichtshof zugelassenen Rechtsanwalt als Bevollmäch-
tigten schriftlich einzulegen.


Dr. Höchst v. Zglinitzki Wiegele Dr. Schwenke


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