[0001] Die Erfindung betrifft eine Temperaturerfassungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine.
[0002] Herkömmliche Temperaturerfassungseinrichtungen umfassen üblicherweise Sensorelemente
die auf Grundlage thermodynamischer Messprinzipien wie beispielsweise temperaturbedingter
Volumenänderung eines Fluides, oder auf Grundlage elektrischer Effekte wie beispielsweise
Änderungen eines Leitungswiderstandes, eine Temperaturerfassung ermöglichen. Diese
Sensorelemente sind über elektrische Leitungen oder auch dünne Rohrleitungen an eine
zentrale Erfassungseinrichtung angeschlossen. Sensorelemente zur Erfassung der Motortemperatur
können im Bereich eines Zylinderkopfes angeordnet sein. Sensorelemente zur Erfassung
der Öltemperatur sind vorzugsweise in einem, stromabwärts einer Ölpumpe liegenden
Leitungsabschnitt vorgesehen. Sensorelemente zur Erfassung der Temperatur der Motor-Ansaugluft
können in einem Ansaugtrakt des Motors vor oder nach einer Filtereinrichtung angeordnet
werden.
[0003] Durch die Erfassung der Temperaturen der Ansaugluft, des Kühlwassers, und des Öles
ist es möglich, den Betrieb des Motors insbesondere im Hinblick auf die Abgasqualität
zu optimieren. Die zahlreichen Sensoren sowie deren Ankoppelung an eine zentrale Motormanagementeinheit
erweist sich jedoch unter montagetechnischen Gesichtspunkten als aufwendig.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperaturerfassungseinrichtung zu
schaffen, durch welche wenigstens zwei bei dem Betrieb einer Brennkraftmaschine in
vorteilhafter Weise berücksichtigte Temperaturmesswerte auf günstige Weise erfasst
werden können.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Temperaturerfassungseinrichtung
für eine Brennkraftmaschine mit einer Trägerstruktur , einem an der Trägerstruktur
aufgenommenen ersten Sensorelement, einem an der Trägerstruktur aufgenommenen zweiten
Sensorelement, einer Motor-Luftführungseinrichtung zur Zuleitung eines Motor-Ansaugluftstromes
zu dem ersten Sensorelement und einer Kühler-Luftführungseinrichtung zur Zuleitung
eines durch einen Motorkühler hindurchgetretenen Kühler-Luftstromes zu dem zweiten
Sensorelement, wobei die Trägerstruktur in einem Bereich angeordnet ist, in welchem
die beiden Luftströme zueinander benachbart verlaufen.
[0006] Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich durch einen kompakte und vorteilhaft
montierbare Baueinheit die Temperaturen der beiden Luftströme zentral zu erfassen,
wobei die gewonnenen Messsignale unter vermindertem Verkabelungsaufwand in ein fahrzeugseitig
vorgesehenes Kabelbaumsystem eingekoppelt werden können. In besonders vorteilhafter
Weise wird es möglich, beispielsweise vor einem Motorstart die Funktionsweise der
beiden Sensoren gegeneinander zu überprüfen und ggf. eine gemeinsame Eichung der beiden
Sensoren vorzunehmen. Aufgrund der örtlichen Nähe der beiden Sensorelemente wird ein
besonders aussagefähiger Vergleich der jeweils erfassten Temperaturwerte möglich.
Da im Betrieb der Brennkraftmaschine die durch das zweite Sensorelement erfasste Temperatur
nicht unter der Temperatur der Ansaugluft liegen kann, ist eine besonders zuverlässige
Funktionsprüfung der Temperaturerfassungseinrichtung möglich.
[0007] Die beiden Sensorelemente sind vorzugsweise über die Trägerstruktur zu einer Baueinheit
zusammengefasst. Hierdurch ergeben sich insbesondere unter montagetechnischen Gesichtspunkten
Vorteile.
[0008] Die beiden Sensorelemente sind gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung
über eine gemeinsame Verkabelung mit einem fahrzeugseitig vorgesehenen Kabelbaumast
verbunden. Die den beiden Sensorelementen zugeordnete Verkabelung kann hierbei über
eine gemeinsame Anschlusssteckerstruktur mit dem fahrzeugseitigen Kabelbaumast verbunden
sein.
[0009] Die Anschlusssteckerstruktur ist mit Vorteil integral mit der Trägerstruktur ausgebildet.
Die Trägerstruktur ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt und bildet
eine Trennwand, welche die beiden Luftströme zumindest vor deren Überstreifen der
Sensorelemente voneinander trennt.
[0010] Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung ist die Trägerstruktur vorzugsweise integral
mit einem Luftführungsorgan ausgebildet. Bei diesem Luftführungsorgan handelt es sich
vorzugsweise um eine Motoransaugluftführung.
[0011] Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Trägerstruktur in eine Gebläseaufhängung
oder einen Wasserkasten eines Fahrzugkühlers zu integrieren. Die beiden Sensorelemente
sind vorzugsweise zueinander benachbart angeordnet. Hierdurch ergibt sich ein besonders
kompakter Aufbau.
[0012] Die Trägerstruktur ist mit Vorteil in einem Bereich angeordnet, in welchem eine Leitungseinrichtung
eines Motoransaugluftsystems an einem Kühlergebläse vorbeigeführt ist. In diesem Bereich
ist vorzugsweise das Motoransaugluftsystem mit einem Motorkühler oder einer Kühlergebläseeinrichtung
gekoppelt.
[0013] Es ist möglich , ein weiteres Sensorelement vorzusehen, das ebenfalls an der Trägerstruktur
angebracht ist, zur Erfassung der Kühlwassertemperatur, wobei dieses Sensorelement
vorzugsweise ebenfalls über die gemeinsame Verkabelung an den fahrzeugseitigen Kabelbaum
angeschlossen ist.
[0014] Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Schemadarstellung zur Erläuterung eines bevorzugten Grundaufbaues einer erfindungsgemäßen
Temperaturerfassungseinrichtung;
- Fig. 2
- eine Skizze zur Erläuterung einer bevorzugten Einbauposition der erfindungsgemäßen
Temperaturerfassungseinrichtung.
[0015] Figur 1 zeigt eine vereinfachte Schnittansicht einer Temperaturerfassungseinrichtung
1 mit einem ersten Sensorelement 2 und einem zweiten Sensorelement 3 wobei das erste
Sensorelement 2 zur Erfassung der Temperatur eines Motor-Ansaugluftstromes V1 vorgesehen
ist und das zweite Sensorelement 3 zur Erfassung der Temperatur des aus einem Motor-Kühler
(Fig.2 Bezugszeichen 9) abströmenden Kühler-Luftstromes V2 vorgesehen ist.
[0016] Das erste Sensorelement 2 und das zweite Sensorelement 3 sind an einer gemeinsamen
Trägerstruktur 4 angeordnet die hier aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist und
über eine Befestigungseinrichtung 5a, 5b an einer Luftführungseinrichtung 5c anbringbar
ist welche von dem Motor-Ansaugluftstrom V1 durchströmt wird.
[0017] Die beiden Sensorelemente 2, 3 sind bei diesem Ausführungsbeispiel als PTC-Sensoren
ausgebildet, wobei deren Anschlusskabel 6 über eine Steckverbindereinrichtung mit
einem fahrzeugseitig vorgesehenen Kabelbaumast verbindbar sind. Diese Anschlusssteckereinrichtung
ist vorzugsweise integral mit der Trägerstruktur 4 ausgebildet
[0018] In einem Abstand von ca. 4 bis 15 mm ist in dieser Ansicht oberhalb des ersten Sensorelementes
2 eine Luftführungseinrichtung 7 vorgesehen durch welche ein Teilstrom V1' des vorbeiströmenden
Motor-Ansaugluftstromes V1 intensiv über das erste Sensorelement 2 geführt wird um
die Temperatur der Ansaugluft zuverlässig zu erfassen.
[0019] Auch für das zweite Sensorelement 3 ist eine Luftführungseinrichtung 8 vorgesehen
durch welche ein Teilstrom V2'des aus einem Kühler bzw. Fahrzeugwärmetauscher abströmenden
und, durch das Motorkühlwasser erwärmten Luftstromes V2 intensiv über das zweite Sensorelement
3 geführt wird.
[0020] Die Trägerstruktur 4 der Temperaturerfassungseinrichtung 1 umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel
einen aus einem Kunststoffmaterial gefertigten Basiskörper 9 durch welchen auch eine
ausreichende thermische Trennung der beiden Sensorelemente 2, 3 erreicht wird.
[0021] Die, durch die beschriebene Temperaturerfassungseinrichtung 1 zentral generierten
Messwerte für die Temperatur der Motor-Ansaugluft sowie der Temperatur der aus dem
Motor-Kühler abströmenden erwärmten Luft, können über einen einzigen Steckverbinder
einer Steuereinrichtung insbesondere einem elektronischen Motor- Managementsystem
zur Ausführung OBD-relevanter Funktionen zugeführt werden. Die Temperaturerfassungseinrichtung
kann auch Teil einer Klimaautomatik (AOC-Sensor) bilden.
[0022] Die durch das erste Sensorelement 2 generierten, hinsichtlich der Temperatur des
Motor-Ansaugluftstromes indikativen Messsignale sowie die über das zweite Sensorelement
3 erfassten, hinsichtlich der Temperatur der aus dem Motorkühler abströmenden Luft
indikativen Signale können zur Optimierung des Betriebes der Brennkraftmaschine sowie
zur Überwachung derselben herangezogen werden.
[0023] In Fig.2 ist in Form einer Prinzipskizze dargestellt, in welcher Weise die erfindungsgemäße
Temperaturerfassungseinrichtung 1 bei einem Kraftfahrzeug angeordnet werden kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel befinden sich das erste Sensorelement 2 und das zweite
Sensorelement 3 in einem in Fahrtwind-Anströmrichtung gesehen hinter einem Kühler
9 liegenden Bereich. Eine, den Motor-Ansaugluftstrom V1 führende Luftführungseinrichtung
10 ist derart nahe an einen, von einem Kühler-Luftstrom V2 überströmten Ort heran
geführt, dass die Temperaturen der Motorluft sowie der durch den Kühler 9 geleiteten
- und hierbei erwärmten - Luft im wesentlichen zentral erfasst werden können.
[0024] Die durch das erste Sensorelement 2 und das zweite Sensorelement 3 erzeugten Messsignale
können über eine Anschlusssteckereinrichtung 11 an einen fahrzeugseitig vorgesehenen
Kabelbaumast weitergeleitet werden. Die Anschlusssteckereinrichtung 11 umfasst einen
Koppelungsabschnitt der integral mit der Luftführungseinrichtung 10 ausgebildet ist.
[0025] Die Luftführungseinrichtung 10 ist weiterhin mit einer Aufhängungseinrichtung 12
eines Kühlergebläses 13 verbunden. Diese Aufhängungseinrichtung 12 wiederum ist mit
dem Kühler 9 gekoppelt. Es ist möglich, auch die zur Spannungsversorgung eines Motors
14 der Gebläseeinrichtung 13 vorgesehenen Leitungseinrichtungen über den genannten
Anschlussstecker 11 an das fahrzeugseitig vorgesehene Leitungssystem anzukoppeln.
Hierdurch ergibt sich ein noch weiter verringerter Verkabelungsaufwand. Alternativ
hierzu ist es möglich, die beiden Sensorelemente 2, 3 über Kontakteinrichtungen die
in einen Gebläseanschlussstecker integriert sind mit dem fahrzeugseitigen Leitungssystem
zu koppeln. Bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Sensoreinrichtung
1 an einem Strukturbauteil der Luftführungseinrichtung 10 angebracht. Die Erfindung
ist jedoch nicht auf eine derartige Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise ist
es auch möglich, die Temperaturerfassungseinrichtung 1 zur kombinierten Erfassung
der Motor-Ansaugluft sowie der durch einen Kühler 9 erwärmten Luft an einem der Gebläseeinrichtung
13 oder dem Kühler 9 selbst zugeordneten Strukturbauteil anzubringen.
[0026] Es ist auch möglich, durch die erfindungsgemäße Temperaturerfassungseinrichtung 1
weitere Systemparameter wie beispielsweise die Kühlwassertemperatur in dem Kühler
9 zu erfassen. Eine derartige Temperaturerfassungseinrichtung 1 ist vorzugsweise an
einem dem Kühler 9 zugeordneten Strukturbauteil ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße
Lösung wird es möglich, den Fahrzeugkühler, die Gebläseeinrichtung mit deren Aufhängungseinrichtung
sowie die im Fahrzeugfrontbereich liegenden Komponenten der Motor-Ansaugluftführungseinrichtung
10 als eine, mit den erforderlichen Sensoreinrichtungen bestückte, vormontierte Baueinheit
auszubilden die im Rahmen eines automatisierten Montagevorgangs auf vorteilhafte Weise
montiert werden kann. Es ist möglich, die Anschlusssteckereinrichtung 11 derart auszubilden,
dass diese im Rahmen des Einsetzens der genannten Baueinheit in das Fahrzeug selbsttätig
mit den fahrzeugseitig vorgesehenen Anschlusskomponenten in Eingriff gelangt.
1. Temperaturerfassungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Trägerstruktur
(4), einem an der Trägerstruktur (4) aufgenommenen ersten Sensorelement (2), einem
an der Trägerstruktur (4) aufgenommenen zweiten Sensorelement (3), einer Einrichtung
zur Zuleitung zumindest eines Teilstromes (V1') eines Motoransaugluftstromes (V1)
zu dem ersten Sensorelement (2) und einer Einrichtung zur Zuleitung zumindest eines
Teilstromes (V2')eines durch einen Motorkühler (9) hindurchgetretenen Kühler-Luftstromes
(V2) zu dem zweiten Sensorelement (3), wobei die Trägerstruktur (4) in einem Bereich
angeordnet ist, in welchem die beiden Luftströme (V1, V2) zueinander benachbart verlaufen.
2. Temperaturerfassungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sensorelemente (2, 3) über die Trägerstruktur zu einer Baueinheit zusammengefasst
sind.
3. Temperaturerfassungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sensorelemente (2, 3) über eine gemeinsame Verkabelung mit einem fahrzeugseitig
vorgesehenen Kabelbaumast verbunden sind.
4. Temperaturerfassungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jene den beiden Sensorelementen zugeordnete Verkabelung über eine gemeinsame Anschlusssteckerstruktur
(11) mit dem fahrzeugseitigen Kabelbaumast verbunden ist.
5. Temperaturerfassungseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusssteckerstruktur (11) integral mit der Trägerstruktur (4) ausgebildet
ist.
6. Temperaturerfassungseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (4) aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist.
7. Temperaturerfassungseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (4) eine Trennwand bildet, welche die beiden Luftströme (V1',
V2') zumindest vor deren Überstreifen der Sensorelemente (2, 3) voneinander trennt.
8. Temperaturerfassungseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (4) integral mit einem Luftführungsorgan ausgebildet ist.
9. Temperaturerfassungseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (4) integral mit einer Motoransaugluftführung ausgebildet ist.
10. Temperaturerfassungseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (4) in eine Gebläseaufhängung (12) integriert ist.
11. Temperaturerfassungseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (4) an einem Kühlerwasserkasten vorgesehen ist.
12. Temperaturerfassungseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente (2, 3) zueinander benachbart angeordnet sind.
13. Temperaturerfassungseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (4) in einem Bereich angeordnet ist, in welchem eine Leitungseinrichtung
zur Führung eines Motor-Ansaugluftstromes (V1) an einem Kühlergebläse (13) vorbeigeführt
ist.
14. Temperaturerfassungseinrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass in dem genannten Bereich die Leitungseinrichtung mit dem Motorkühler (9) oder einem
Teil der des Kühlergebläses (13) gekoppelt ist.
15. Temperaturerfassungseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Sensorelement vorgesehen ist, zur Erfassung der Kühlwassertemperatur,
und dass dieses Sensorelement ebenfalls über die gemeinsame Verkabelung an den fahrzeugseitigen
Kabelbaum angeschlossen ist.