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Die
Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung innerhalb eines Ansaugtraktes
einer Brennkraftmaschine eines Kraftwagens der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung
ein Verfahren zur Steuerung einer derartigen Verstelleinrichtung
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 7 angegebenen Art.
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Aus
der
DE 87 15 030 U1 ist
bereits eine derartige Verstelleinrichtung als bekannt zu entnehmen, welche über
einen jeweiligen Kanal mit einer Rohlufteinlassseite, einer Motorraumseite
und einer Brennkraftmaschinenseite verbunden ist. Die Verstelleinrichtung
umfasst dabei ein Verstellelement in Form eines Schließventils,
mittels welchem eine Verbindung zwischen der Rohlufteinlassseite,
der Motorraumseite und der Brennkraftmaschinenseite einstellbar
bzw. freigebbar ist. Hierdurch ist es möglich, der Brennkraftmaschinenseite
wahlweise Luft aus der Rohlufteinlassseite oder aus der Motorraumseite zuzuführen,
je nachdem, welche Witterungsverhältnisse beispielsweise
vorherrschen. Hierdurch ist es zum Beispiel möglich, Luft
für den Ansaugtrakt dann von der Motorraumseite anzusaugen,
wenn beispielsweise rohlufteinlassseitig die Gefahr einer Verstopfung
durch Schnee oder dergleichen besteht.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verstelleinrichtung sowie
ein Verfahren zu dessen Steuerung zu schaffen, welche universeller
einsetzbar sind.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verstelleinrichtung
sowie ein Verfahren zu dessen Steuerung mit den Merkmalen der Patentansprüche
1 bzw. 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen
und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweils
abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um
eine universeller einsetzbare Verstelleinrichtung zu schaffen, ist
es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verstellelement
der Verstelleinrichtung in eine Stellung bringbar ist, in welcher
die Rohlufteinlassseite mit der Motorraumseite verbunden ist. Mit
anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
die Verstelleinrichtung nicht nur dazu nutzen zu können,
um die Brennkraftmaschinenseite wahlweise von der Rohlufteinlassseite
oder der Motorraumseite her mit entsprechender Luft zu versorgen,
sondern das Verstellelement auch in eine Stellung bringen zu können,
in welcher Luft von der Rohlufteinlassseite zur Motorraumseite gelangen
kann. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, zumindest einen
Teil der Luft zu Kühlzwecken dem Motorraum zuzuleiten.
So ist es beispielsweise denkbar, in Schubphasen des Motors, in
welcher dieser entsprechend wenig Ansaugluft benötigt,
das Verstellelement so zu schalten, dass zumindest ein Teil der über die
Rohlufteinlassseite in den Ansaugtrakt gelangende Luft in den Motorraum
geleitet wird, um dort eine entsprechende Kühlung der Brennkraftmaschine
und des Motorraums zu bewirken. Die Kühlung des Motorraums
kann beispielsweise dem Zweck dienen, dass darin angeordnete Kunststoffteile
oder andere Bauteile nicht über deren zulässige
Bauteilgrenztemperatur erhitzt bzw. beansprucht werden.
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Insgesamt
ist somit erkennbar, dass mit der erfindungsgemäßen
Verstelleinrichtung eine weitere Funktion erfüllt werden
kann, nämlich gegebenenfalls die Motorraumseite mit von
der Rohlufteinlassseite stammender Luft zu versorgen, um hierdurch beispielsweise
eine Kühlung der Brennkraftmaschine und des Motorraums
zu bewirken.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft
gezeigt, wenn das Verstellelement der Verstelleinrichtung in eine
Akustikstellung bringbar ist, in welcher die Brennkraftmaschinenseite
einstellbar mit der Motorraumseite verbunden ist. Hierdurch ist
es möglich, mittels des Verstellelements die Gestaltung
des Motorgeräusches der Brennkraftmaschine zu beeinflussen.
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Als
weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Verstellelement
der Verstelleinrichtung in eine Stellung bringbar ist, in welcher
die Brennkraftmaschinenseite einstellbar mit der Rohlufteinlassseite
verbunden ist. Hierdurch kann beispielsweise eine Ansauggeräuschdämmung
nach Außen durch den teilweisen oder vollständigen
Verschluss der Rohluftöffnung erreicht werden, wobei dann
entsprechend vermehrt – gegebenenfalls auch nur kurzzeitig – über den
Motorraumbereich angesaugt werden kann.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft
gezeigt, wenn das Verstellelement in eine Parkstellung bringbar
ist, in welcher der Ansaugtrakt verschlossen ist. Hierdurch wird
beispielsweise erreicht, dass bei ausgeschaltetem Motor ein Schadstoffaustritt
beispielsweise in Form von unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC-Austritt
bzw. HC-Emissionen) aus dem Ansaugtrakt vermindert oder ganz verhindert
wird.
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Weiterhin
vorteilhaft ist es, wenn das Verstellelement der Verstelleinrichtung
beheizbar ausgebildet ist. Somit ist es auch möglich, Vereisungen
im Bereich der Verstelleinrichtung bei kalten Temperaturen zu lösen.
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Schließlich
hat es sich bei der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung
als vorteilhaft gezeigt, wenn das Verstellelement ein Filterelement
umfasst, mittels welchem insbesondere Rohluft filterbar ist. Das
Filterelement kann beispielsweise Siebabschnitte oder dergleichen
aufweisen, so dass die Rohluft grob von Partikeln gesäubert
werden kann.
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Die
vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen
Verstelleinrichtung beschriebenen Vorteile gelten in ebensolcher
Weise für das Verfahren zur Steuerung der Verstelleinrichtung
gemäß Patentanspruch 7. Dieses Verfahren zeichnet
sich des Weiteren insbesondere dadurch aus, dass das Verstellelement
der Verstelleinrichtung in einer Schubphase der Brennkraftmaschine
in eine Stellung gebracht wird, in welcher die Rohlufteinlassseite
mit der Motorraumseite verbunden ist. Somit wird in Phasen der Brennkraftmaschine,
in welcher diese wenig Ansaugluft benötigt, die Rohluft
zur Kühlung der Brennkraftmaschine herangezogen.
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Schließlich
hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Verstellelement in
Abhängigkeit einer Temperatur der Brennkraftmaschine in
eine Stellung gebracht wird, in welcher die Rohlufteinlassseite
mit der Motorraumseite verbunden ist. Somit wird erreicht, dass
eine entsprechende Kühlung bzw. Belüftung der Brennkraftmaschine
und des Motorraums nur vorgenommen wird, wenn bestimmte Temperaturen
des Motors überschritten sind.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine
schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus eines Ansaugtraktes
einer Brennkraftmaschine, welche innerhalb eines Motorraums eines
Personenkraftwagens angeordnet ist, wobei der Ansaugtrakt eine Rohlufteinlassseite,
eine Motorraumseite und eine Brennkraftmaschinenseite umfasst, mit
welchen eine ein Verstellelement umfassende Verstelleinrichtung
verbunden ist, und wobei mittels des Verstellelements eine jeweilige
Verbindung zwischen der Rohlufteinlassseite, der Motorraumseite
und der Brennkraftmaschinenseite einstellbar ist;
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2 eine
Schnittansicht durch den Ansaugtrakt im Bereich der Verstelleinrichtung,
innerhalb welcher ein als Drehklappe ausgebildetes Verstellelement
in einer Sommerstellung gezeigt ist, in welcher mittels des Verstellelements
die Verbindung zur Motorraumseite verschlossen ist, wodurch die Brennkraftmaschinenseite
des Ansaugtrakts mit Rohluft aus der Rohlufteinlassseite versorgbar
ist;
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3 eine
Schnittansicht durch den Ansaugtrakt im Bereich der Verstelleinrichtung
gemäß 2, wobei das Verstellelement
in einer Winterstellung gezeigt ist, in welcher die Verbindung der
Brennkraftmaschinenseite mit der Rohlufteinlassseite unterbrochen
ist, wodurch die Brennkraftmaschinenseite mit Luft aus der Motorraumseite
versorgbar ist;
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4 eine
Schnittansicht durch den Ansaugtrakt im Bereich der Verstelleinrichtung
gemäß den 2 und 3,
wobei das Verstellelement in einer Parkstellung dargestellt ist,
in welcher eine Verbindung zur Brennkraftmaschinenseite geschlossen ist,
wodurch die Rohlufteinlassseite mit der Motorraumseite verbunden
ist, und wodurch der Motorraum mit Rohluft zur Kühlung
der Brennkraftmaschine versorgbar ist; und
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5 eine
Schnittansicht durch den Ansaugtrakt im Bereich der Verstelleinrichtung
gemäß den 2 bis 4,
wobei das Verstellelement in einer Akustikstellung gezeigt ist,
in welcher die Verbindung zur Motorraumseite zumindest teilweise
verschlossen ist, wodurch ein Motorge räusch in den Motorraum
zur Brennkraftmaschinenseite bzw. zur Fahrgastzelle hin einstellbar
ist.
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In 1 ist
in einer äußerst schematischen Darstellung ein
Anschluss an eine Fahrgastzelle 10 angeordneter Motorraum 12 eines
Personenkraftwagens erkennbar, innerhalb welchem eine Brennkraftmaschine 14 angeordnet
ist. Der Brennkraftmaschine 14 ist ein lediglich äußerst
schematischer Ansaugtrakt 16 zugeordnet, über
welchen die Luftansaugung der Brennkraftmaschine erfolgt. Über
einen Rohluftkanal 18 ist dabei Rohluft von außerhalb
des Personenkraftwagens ansaugbar. Ebenso ist ein Kanal 20 vorgesehen,
mittels welchem Luft aus dem Motorraum 12 angesaugt werden
kann. Die beiden Kanäle 18, 20 münden
in eine Verstelleinrichtung 22 des Ansaugtraktes 16,
welche nachfolgend im Zusammenhang mit den 2 bis 5 noch
näher erläutert werden wird. Von der Verstelleinrichtung 22 aus,
gelangt die von außerhalb des Kraftwagens (Rohluftkanal 18)
und/oder vom Motorraum 12 (Kanal 20) stammende
Luft über einen weiteren Kanal 24 zu einem Luftfilter 26,
welcher an entsprechender Ansaugseite 28 der Brennkraftmaschine 14 vorgeordnet
ist. Aus 1 ist schließlich eine
Abgasanlage 30 der Brennkraftmaschine 14 äußerst
schematisch angedeutet.
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In
den 2 bis 5 ist der Ansaugtrakt 16 jeweils
in einer Schnittansicht im Bereich der bereits im Zusammenhang mit 1 erläuterten
Verstelleinrichtung 22 dargestellt. Aus den 2 bis 5 ist demzufolge
erkennbar, dass der Rohluftkanal 18 und der Kanal 20 der
im Wesentlichen rotationsförmigen Versteileinrichtung 22 münden.
Von der Verstelleinrichtung 22 geht ebenfalls der Kanal 24 und
der Luftfilter 26 hin ab. Demzufolge stellt der Rohluftkanal 18 eine
Rohlufteinlassseite 32 des Ansaugtraktes 16 dar.
Der Kanal 20 stellt eine Motorraumseite 34 des Ansaugtraktes 16 dar.
Schließlich stellt der Kanal 24 zum Luftfilter 26 hin,
eine Brennkraftmaschinenseite 36 des Ansaugtraktes 16 bzw.
der Verstelleinrichtung 22 dar.
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Innerhalb
der Verstelleinrichtung 22 ist ein vorliegend als Drehklappe
ausgebildetes Verstellelement 38 drehbar bzw. schwenkbar
gelagert. Mittels dieses Verstellelements 38, welches gemäß den 2 bis 5 in
unterschiedliche Drehstellungen bringbar ist, können verschiedene
Verbindungen zwischen der Rohlufteinlassseite 32, der Motorraumseite 34 und
der Brennkraftmaschinenseite 36 eingestellt werden, je
nachdem, in welcher Stellung sich das Verstellelement 38 befindet.
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Gemäß 1 ist
mittels des Verstellelements 38 die Verbindung des Ansaugtraktes 16 bzw. der
Verstelleinrichtung 22 zur Motorraumseite 34 hin geschlossen.
Mit anderen Worten ist hierzu der Kanal 20 im Bereich seiner
Mündung in die Verstelleinrichtung 22 mittels
des Verstellelements 38 verschlossen. Das Verstellelement 38 ist
dabei vorliegend in seiner sogenannten Sommerstellung angeordnet, welche
beispielsweise bei normalen Außentemperaturen eingestellt
ist. Die von der Brennkraftmaschine 14 benötigte
Ansaugluft wird in der Sommerstellung des Verstellelements 38 gemäß 2 somit
durch Rohluft von außerhalb des Kraftwagens bereitgestellt indem
die entsprechende Verbindung zwischen der Rohlufteinlassseite 32 und
der Brennkraftmaschinenseite 36 geschalten ist.
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3 zeigt
das Verstellelement 38 hingegen in seiner sogenannten Winterstellung,
in welcher der Rohluftkanal 18 in seinem Mündungsbereich
zur Verstelleinrichtung 22 hin durch das Verstellelement 38 verschlossen
ist. Demzufolge ist im Unterschied zur Sommerstellung gemäß 2 vorliegend
die Verbindung zwischen der Motorraumseite 34 und der Brennkraftmaschinenseite 36 freigegeben,
während die Verbindung zwischen der Rohlufteinlassseite 32 und
der Brennkraftmaschinenseite 36 verschlossen ist. Die Winterstellung
des Verstellelements 38 gemäß 3 hat
dabei beispielsweise die Funktion, im Winter – insbesondere
bei Schnee oder Wassereintrag – Luft aus dem Motorraum 12 bereitstellen
zu können. Durch Schnee, Wassereintrag oder dergleichen
kann es nämlich passieren, dass der Rohluftkanal 18 zumindest
teilweise verschlossen bzw. verstopft ist, so dass keine hinreichende
Menge an Ansaugluft zur Brennkraftmaschine 14 gelangt.
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Als
im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es zu betrachten, dass sowohl
bei der Sommerstellung in 2 wie auch
bei der Winterstellung gemäß 3 eine
teilweise Öffnung der Verbindung zwischen der Brennkraftmaschinenseite 36 und
der Rohlufteinlassseite 32 (2) bzw.
der Motorraumseite 34 (3) denkbar
ist. Wird beispielsweise in der Winterstellung der Rohluftkanal 18 in
seinem Mündungsbereich zur Versteileinrichtung 22 mittels des
Verstellelements 38 ganz oder zumindest teilweise verschlossen,
so kann dadurch eine Ansauggeräuschdämmung durch
Verschluss des Rohluftkanals 18 nach Außen erreicht
werden, wobei dann vermehrt – auch nur kurzzeitig – über
den Motorraum 12 angesaugt wird.
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Gemäß 4 ist
das Verstellelement 38 in einer Parkstellung angeordnet,
in welcher dieses vorliegend den zur Brennkraftmaschinenseite 36 führenden Kanal 24 vollständig
verschließt. Natürlich wäre hier auch
ein teilweises Verschließen denkbar. Wie durch die Pfeile
erkennbar ist, wird hierdurch erreicht, dass eine Verbindung zwischen
der Rohlufteinlassseite 32 und der Motorraumseite 34 geschaffen
ist. Somit ist es beispielsweise beim Parken oder in Schubphasen
der Brennkraftmaschine 14 möglich, Rohluft von
außerhalb des Fahrzeugs in den Motorraum 12 zu
leiten, um hierdurch die Brennkraftmaschine 16 und den
Motorraum 12 zu kühlen. Neben der Kühlung
der Brennkraftmaschine 16 und des Motorraums 12 kann
diese Zuleitung von Rohluft auch anderen Zwecken dienen.
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Dabei
kann die Zuleitung von Rohluft gegebenenfalls durch ein Gebläse
oder dgl. unterstütz werden, um hierdurch eine besonders
gute Belüftung und Kühlung der Brennkraftmaschine 16 und
des Motorraums 12 zu erreichen. Das Gebläse oder
dgl. ist dabei bevorzugt auf der Motorraumseite 34 angeordnet,
insbesondere im Motorraum 12 selbst oder aber gegebenenfalls
auch im Kanal 20.
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Dabei
ist es nicht nur denkbar, das Verstellelement 38 in Abhängigkeit
einer Schubphase der Brennkraftmaschine 14 entsprechend
in die Parkstellung gemäß 4 zu verstellen,
sondern beispielsweise auch in Abhängigkeit einer Temperatur
der Brennkraftmaschine 14. Mit anderen Worten soll gegebenenfalls
die Parkstellung des Verstellelements 38 nur eingestellt
werden, wenn die Motortemperatur der Brennkraftmaschine 14 einen
bestimmten Schwellwert überschritten hat.
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Durch
die Parkstellung gemäß 4 kann des
Weiteren erreicht werden, dass der Ansaugtrakt 12 zur Brennkraftmaschinenseite 36 hin
bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine 14 verschlossen
wird, um hierdurch einen sogenannten HC-Austritt bzw. eine sogenannte
HC-Emission aus dem Ansaugtrakt 16 zu vermeiden.
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In 5 ist
das Verstellelement 38 in einer Akustikstellung dargestellt,
in welcher dieses zumindest teilweise den Kanal 20 zur
Motorraumseite 34 hin – in dessen Mündungsbereich
zur Verstelleinrichtung 22 – verschließt.
Hierdurch ist es möglich, die Motorgeräusche entsprechend
zu gestalten, in dem die Verbindung zwischen Motorraum 12 und
Fahrgastzelle 10 durch Spaltöffnung zum Motorraum 12 hin
eingestellt wird. Mit anderen Worten wird je nach Einstellung des
Verstellelements 38 in der Akustikstellung ein unterschiedliches
Motorgeräusch erreicht.
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Anstatt
eines vorliegend als Segment–Drehschieber bzw. als Drehklappe
gestalteten Verstellelements 38 wäre es auch denkbar,
beispielsweise einen Walzendrehschieber, eine Drehscheibe oder eine
Umschaltklappe zu verwenden. Das Verstellelement 38 kann
vorliegend beheizbar ausgebildet sein, damit beispielsweise im Winter
Vereisungen gelöst werden können. Zudem kann das
Verstellelement 38 ein Filterelement, beispielsweise einen
Siebabschnitt umfassen, mittels welchem beispielsweise die Rohluft
grob zu filtern ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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