Verfahren zur Beheizung eines Drosselklappenstutzens

Abstract

 Es wird vorgeschlagen, das Saugrohr (10) einer Brennkraftmaschine im Bereich der Drosselklappe (12) dadurch zu erwärmen, daß der Elektromotor (16), der die Drosselklappe (12) im Rahmen eines elektronischen Gaspedales ansteuert, mit zusätzlicher Verlustleistung beaufschlagt wird und durch eine entsprechende Koppelung die Wärme an die Wandung des Saugrohres (10) weitergibt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beheizen eines Drosselklappenstutzens in einer Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Außerdem wird eine entsprechende Anordnung vorgeschlagen.

[0002] Um die Funktionsfähigkeit von Drosselklappen in Saugrohren von Brennkraftmaschinen sicherzustellen, ist es bekannt, derartige Saugrohre und/oder Drosselklappenstutzen zu heizen. Dies ist insbesondere wichtig unter Witterungsverhältnissen, in denen es zu einem Vereisen der Drosselklappe kommen kann, so daß die Luftzufuhr nicht mehr gesteuert werden kann. Zur Beheizung des Saugrohres ist es üblich, diese im Bereich des Drosselklappenstutzens über eine entsprechende Abzweigung vom Kühlwasserkreislauf des Fahrzeuges zu erwärmen.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfachere Möglichkeit zur Beheizung des Saugrohres im Bereich der Drosselklappe vorzuschlagen.

[0004] Die Aufgabe wird gelöst durch den Anspruch 1.

[0005] Außerdem wird durch die Erfindung eine entsprechende Anordnung beschrieben, die ein Aufheizen des Drosselklappenstutzens im Bereich der Drosselklappe ermöglicht.

[0006] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß bei Brennkraftmaschinen, deren Drosselklappen über elektronisch betriebene Drosselklappensysteme angesteuert wird, die Beheizung beispielsweise durch den Kühlkreislauf entfallen kann. Ein elektronisches Gaspedal ist derart aufgebaut, daß dem Gaspedal, das vom Fahrer betätigt wird, ein Geber zugeordnet ist, der über eine entsprechende elektrische Verbindung mit einer Auswerteinheit verbunden ist, die die Soll-Stellung der Drosselklappe mit der Ist-Stellung der Drosselklappe vergleicht und zusätzlich weitere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine verarbeitet. Abhängig von diesen Informationen wird die Drosselklappe über einen Elektromotor geöffnet oder geschlossen. Da eine mechanische Verbindung zwischen Elektromotor und Drosselklappe besteht, weil der Elektromotor über eine entsprechende Welle die Drosselklappe öffnet oder schließt, sind Elektromotor und Drosselklappe in räumlicher Nähe zueinander angeordnet, schon aus Bauraumgründen.

[0007] Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, durch eine entsprechende Stromversorgung des Elektromotors dessen Verlustleistung so zu erhöhen, daß der Elektromotor sich erwärmt, wobei aufgrund der mechanischen Verbindung und der guten Wärmeleitung des Materials im Bereich der Drosselklappe die Erwärmung des Elektromotors weitergeleitet wird auf den Bereich des Saugrohres, der die Drosselklappe umgibt, den sogenannten Drosselklappenstutzen. Das Saugrohr besteht in diesem Bereich üblicherweise aus Aluminium, das gute Wärmeleiteigenschaften besitzt, aber auch andere Materialien können ein ausreichendes Wärmeleitvermögen besitzen.

[0008] Die Erwärmung des Elektromotors kann in geeigneter Weise durch eine Impulsfolge erhöht werden, die eine Wechselspannung mit einer Frequenz erzeugt, die hoch genug ist, um ein mechanisches Ansprechen des Motors aufgrund der Trägheit des Stellgliedes zu verhindern. Die somit zugeführte elektrische Energie wird dementsprechend nicht in mechanische Energie, sondern allein in Wärmeenergie umgesetzt. Zumindest aber sollen die "Zitterbewegungen" der Drosselklappe in einem Ausmaß gehalten sein, daß der Verbrennungsablauf nicht beeinflußt wird.

[0009] In einer Ausgestaltung der Erfindung ist dem Bereich des Saugrohres, der erwärmt werden soll, eine Temperaturmessung zugeordnet, über die die dem Elektromotor zuzuführende Verlustleistung geregelt werden kann.

[0010] In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Ansteuerstrom für den E-Motor der Drosselklappe über die Lageregelung der Drosselklappe derart geregelt, daß die Drosselklappe schnelle Bewegungen zwischen einem Mindestöffnungswinkel und einem maximalen Öffnungswinkel ausführt. Dieser Hubbereich in dem gewünschten Drosselklappenöffnungswinkel wird derart bemessen, daß im Motorbetrieb keine unerwünschten Effekte auftreten.

[0011] Ein bedeutender Vorteil der Erfindung liegt darin, daß, im Gegensatz zum Stand der Technik, die Erwärmung des Saugrohres nicht erst dann eintritt, wenn die Brennkraftmaschine bereits eine Zeitlang gelaufen ist und dementsprechend sich das Kühlwasser auf ausreichende Temperaturen erwärmt hat, sondern diese Erwärmung kann sofort bei Start der Brennkraftmaschine, wenn nötig, sogar vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine, zur Verfügung gestellt werden, da die entsprechende Zuführung elektrischer Energie zu dem Elektromotor sofort vorgenommen werden kann und die Erwärmung sehr schnell vor sich geht.

[0012] Im folgenden wird die Erfindung anhand der schematischen Figur 1 dargestellt.

[0013] Mit dem Bezugszeichen 10 ist das Saugrohr oder der Drosselklappenstutzen einer Brennkraftmaschine dargestellt, eine Drosselklappe 12 dient zur Steuerung der Leistung der Brennkraftmaschine, indem der wirksame Querschnitt des Saugrohres 10 durch Verschwenken der Drosselklappe um ihre Achse 14 vergrößert oder verkleinert wird.

[0014] Wie in der Einleitung beschrieben, findet das Verschwenken der Drosselklappe 12 durch einen Elektromotor 16 statt, der von einem Steuergerät 18 über entsprechende Leitungen 24 angesteuert wird. Dem Steuergerät 18 werden Informationen wie Stellung der Drosselklappe, Betriebsparameter wie Saugrohrunterdruck, Drehzahl und weitere Informationen zugeführt, um die Drosselklappe 12 abhängig von diesen Informationen zu öffnen oder zu schließen.

[0015] Zur Erwärmung des Umgebungsbereiches der Drosselklappe 12 ist vorgesehen, die Erwärmung des Elektromotors 16 künstlich anzuheben, aufgrund der unmittelbaren räumlichen Nähe des Elektromotors 16 zur Wandung des Saugrohres 10 wird die Wärme des Elektromotors auf die Wandung des Saugrohres oder Drosselklappenstutzens übertragen.

[0016] Zur effektiven Erhöhung der elektrischen Verlustleistung, die somit in Wärme umgesetzt wird, werden die Ansteuersignale in Form einer Impulsfolge dem Elektromotor zusätzlich zu den Ansteuerungssignalen zugeführt, wobei die Frequenz der Impulsfolge so hoch sein kann, daß der Elektromotor 16 mechanisch nicht mehr reagieren kann und dementsprechend die Drosselklappe 12 nicht mehr öffnet oder schließt, auch keine Zitterbewegungen der Drosselklappe 12 finden mehr statt. Jedoch auch ein Pendeln oder Zittern, das ohne negativen Einfluß auf den Motorbetrieb und Verbrennungsablauf ist, kann zu dem gewünschten Effekt führen.

[0017] Um die Erwärmung des Elektromotors 16 nur bis zu dem Grad zu erreichen, der notwendig ist, um den Bereich des Saugrohres 10 in der Umgebung der Drosselklappe 12 zu erzielen, ist in räumlicher Nähe dazu ein Temperatursensor 20 vorgesehen, der die Temperatur an der Wandung des Saugrohres 10 erfaßt und über eine Leitung 22 an das Steuergerät 18 weitergibt. Der Temperatursensor kann auch in einer Erfassung der sich mit der Temperatur verändernden elektrischen Größen bestehen, so daß ein eigenes Bauteil überflüssig ist. So kann beispielsweise der Wicklungswiderstand des Elektromotors als Maß für die Temperatur verwendet werden. Auch die Einbringung von Motortemperatursensor und/oder Lufttemperatursensor ist möglich. Damit kann ein Regelkreis erreicht werden, der die Aufheizung über den Elektromotor 16 auf das notwendige Maß begrenzt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Beheizung eines über einen Elektromotor angesteuerten Drosselklappenstutzens in einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlustleistung des die Drosselklappe betätigenden Elektromotors erhöht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor mit einer Impulsfolge angesteuert wird, deren Frequenz derart gewählt ist, daß der Elektromotor nicht mechanisch reagiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor mit einer Impulsfolge angesteuert wird, deren Frequenz derart gewählt ist, daß die Bewegungen der Drosselklappe keinen Einfluß auf den Verbrennungsablauf haben.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung abhängig von der Außentemperatur gewählt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsverlauf der Drosselklappe lagegeregelt ist.

6. Saugrohr für eine Brennkraftmaschine mit einer über einen Elektromotor angesteuerten Drosselklappe, wobei der Elektromotor und die Drosselklappe in räumlicher Nähe zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmebrücke zwischen Elektromotor und Drosselklappe vorgesehen ist, und der Elektromotor über sein Steuergerät mit einer Impulsfolge beaufschlagbar ist.

Zeichnung