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Die vorliegende Erfindung betrifft eine kombinierte Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung, die Teil eines Unterdruck-Bremskraftverstärkersystems ist, und insbesondere auf ein Verfahren zur Verhinderung der Funktionsstörung der kombinierten Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung aufgrund einer Vereisung des Ventils.
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Bekanntermaßen wird ein Kraftfahrzeug mit einem unterdruckunterstützten Bremssystem ausgestattet, bei dem ein Bremskraftverstärker/Unterdruck-Kraftverstärker zur Verstärkung der von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs aufgewendeten Kraft verwendet wird.
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Einige unterdruckunterstützte Bremssysteme verwenden den Unterdruck in einem Einlasskrümmer des Motors zur Bereitstellung einer Unterdruckquelle für den Bremskraftverstärker. Ein Nachteil solch einer Anordnung besteht darin, dass das Niveau des Unterdrucks im Einlasskrümmer des Motors während der Verwendung des Motors stark variiert und es Zeiten gibt, zu denen wenig oder gar kein Unterdruck im Einlasskrümmer vorliegt. Zur Lösung dieses Problems ist die Verwendung einer Saugvorrichtung, die mit einem Einlassstromkanal in den Motor verbunden ist, vorgeschlagen worden, um die Höhe an dem Bremskraftverstärker zur Verfügung stehendem Unterdruck zu Zeiten, zu denen sehr wenig Unterdruck zur Verwendung durch den Bremskraftverstärker im Einlasskrümmer vorliegt, zu verstärken.
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Zur Reduzierung der gegenseitigen Beeinflussung der Saugvorrichtung und der Motordrosselsteuerung auf ein Minimum ist es üblich, mit einer solchen Saugvorrichtung ein Ventil (ein Saugvorrichtungsventil) zur Steuerung des Luftstroms durch die Saugvorrichtung zu integrieren. Das Saugvorrichtungsventil ist normalerweise dahingehend betreibbar, entweder Strom durch die Saugvorrichtung zu gestatten, wenn sie geöffnet ist, oder den Luftstrom durch die Saugvorrichtung zu verhindern, wenn sie geschlossen ist. Solch eine Anordnung eines Ventils mit einer Saugvorrichtung wird normalerweise als eine kombinierte Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung bezeichnet.
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Das Problem bei einer solchen kombinierten Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung besteht darin, dass bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen, wie z. B. unter 0 °C, jegliche in der Saugvorrichtung verbleibende Feuchtigkeit nach Abschalten des Motors tendenziell gefriert. Diese Vereisung erzeugt eine Bindung zwischen einem Körperteil der Saugvorrichtung und einem Ventilelement des Saugvorrichtungsventils, wodurch das Ventilelement in einer geschlossenen Stellung gehalten und eine Funktionsstörung des Saugvorrichtungsventils bei Neustarten des Motors, wenn ein Öffnen des Saugvorrichtungsventils erforderlich ist, was oftmals der Fall ist, verursacht wird.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Funktionsstörung einer kombinierten Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung aufgrund von Vereisung zu verhindern.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Verhindern der Funktionsstörung einer kombinierten Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung eines einen Motor aufweisenden Kraftfahrzeugs aufgrund von Vereisung eines Ventils, das Teil der kombinierten Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung ist, bereitgestellt, wobei das Verfahren Befestigen der Saugvorrichtung in einem Winkel zur Horizontalen, um ein Ablaufen von Flüssigkeit aus der Saugvorrichtung zu verbessern, und, wenn ein Zündung-aus-Ereignis eintritt, das ein Abschalten des Motors des Kraftfahrzeugs anzeigt, Öffnen des Ventils, um zu gestatten, dass Flüssigkeit aus der Saugvorrichtung abläuft, umfasst.
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Bei dem Ventil kann es sich um ein normalerweise geschlossenes Ventil handeln, das durch die Wirkung eines Aktuators in eine geöffnete Stellung getrieben wird, und das Verfahren kann ferner Aktivieren des Aktuators bei Eintreten eines Zündung-aus-Ereignisses umfassen.
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Das Verfahren kann ferner umfassen, dass das Ventil lediglich dann geöffnet wird, wenn die Umgebungstemperatur unter einem ersten vorbestimmten Temperaturschwellenwert liegt.
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Das Verfahren kann ferner umfassen, dass das Ventil bei Eintreten eines Zündung-aus-Ereignisses für einen vorbestimmten Zeitraum geöffnet wird, so dass gestattet wird, dass Flüssigkeit aus der Saugvorrichtung abläuft, und das Ventil dann, wenn der Zeitraum abgelaufen ist, geschlossen wird.
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Alternativ dazu kann es sich bei dem Ventil um ein normalerweise geöffnetes Ventil handeln, das durch die Wirkung eines Aktuators in eine geschlossene Stellung getrieben wird, und das Verfahren kann ferner Deaktivieren des Aktuators bei Eintreten eines Zündung-aus-Ereignisses umfassen.
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Das Verfahren kann ferner Zuführen von Wärme zur Saugvorrichtung bei Eintreten eines Zündung-an-Ereignisses umfassen.
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Das Verfahren kann ferner umfassen, dass lediglich dann Wärme zur Saugvorrichtung zugeführt wird, wenn die Umgebungstemperatur unter einem zweiten vorbestimmten Temperaturschwellenwert liegt.
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Das Verfahren kann ferner Zuführen von Wärme zu einem Ventilelement des Ventils bei Eintreten eines Zündung-an-Ereignisses umfassen.
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Das Verfahren kann ferner umfassen, dass lediglich dann Wärme zum Ventilelement zugeführt wird, wenn die Umgebungstemperatur unter einen zweiten vorbestimmten Temperaturschwellenwert liegt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug mit einem Motor, einer Mensch-Maschine-Schnittstelle zum Einschalten und Abschalten des Motors und einem Unterdruck-Bremskraftverstärkersystem, das eine kombinierte Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung und eine Steuerung zum Steuern des Öffnens und Schließens eines Ventils der kombinierten Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung umfasst, wobei die Saugvorrichtung in einem Winkel zur Horizontalen befestigt ist, um ein Ablaufen von Flüssigkeit aus der Saugvorrichtung zu verbessern, und die Steuerung dahingehend betreibbar ist, das Ventil zu öffnen, um ein Ablaufen von Flüssigkeit aus der Saugvorrichtung zu gestatten, wenn eine Betätigung der Mensch-Maschine-Schnittstelle anzeigt, dass der Motor des Kraftfahrzeugs abgeschaltet werden soll, bereitgestellt.
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Die Saugvorrichtung kann in einem Winkel zur Horizontalen befestigt sein, um ein Ablaufen von Flüssigkeit aus der Saugvorrichtung zu verbessern.
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Das Ventil kann ein Ventilelement und einen Aktuator zum Bewegen des Ventilelements zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung umfassen, und das Ventilelement kann sich in einer geschlossenen Stellung befinden, wenn der Aktuator deaktiviert ist, und kann durch Aktivierung des Aktuators in eine geöffnete Stellung getrieben werden, und die Steuerung kann dahingehend betreibbar sein, den Aktuator zu aktivieren, wenn der Motor des Kraftfahrzeugs abgeschaltet werden soll.
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Das Ventil kann lediglich dann geöffnet werden, wenn die Umgebungstemperatur unter einem ersten vorbestimmten Schwellenwert liegt.
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Wenn der Motor des Kraftfahrzeugs abgeschaltet werden soll, kann die Steuerung dahingehend betreibbar sein, das Ventil für einen vorbestimmten Zeitraum zu öffnen, um ein Ablaufen von Flüssigkeit aus der Saugvorrichtung zu gestatten, und kann dann nach Ablauf des vorbestimmten Zeitraums ferner dahingehend betreibbar sein, das Ventil zu schließen.
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Alternativ dazu kann das Ventil ein Ventilelement und einen Aktuator zum Bewegen des Ventilelements zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung umfassen, und das Ventilelement kann sich in einer geöffneten Stellung befinden, wenn der Aktuator deaktiviert ist, und kann durch Aktivierung des Aktuators in eine geschlossene Stellung getrieben werden, und die Steuerung kann dahingehend betreibbar sein, den Aktuator zu deaktivieren, wenn der Motor des Kraftfahrzeugs abgeschaltet werden soll.
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Die Saugvorrichtung kann eine Heizvorrichtung umfassen, und die Steuerung kann dahingehend betreibbar sein, die Heizvorrichtung zum Zuführen von Wärme zur Saugvorrichtung, wenn der Motor gestartet werden soll, zu verwenden.
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Eine Ventilelementheizvorrichtung kann für das Ventilelement des Ventils vorgesehen sein, und die Steuerung kann dahingehend betreibbar sein, die Ventilelementheizvorrichtung zum Zuführen von Wärme zum Ventilelement, wenn der Motor gestartet werden soll, zu verwenden.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, bei der:
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1 ein detailliertes Flussdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zur Verhinderung der Funktionsstörung einer kombinierten Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung aufgrund von Vereisung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist;
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2 ein detailliertes Flussdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines Verfahrens zur Verhinderung der Funktionsstörung einer kombinierten Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung aufgrund von Vereisung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist;
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3 ein Querschnitt durch eine kombinierte Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung eines Unterdruck-Bremskraftverstärkersystems, das Teil eines Kraftfahrzeugs ist, gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist; und
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4 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist.
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Unter Bezugnahme auf zunächst 1 beginnt das Verfahren bei Kasten 110, der ein Zündung-an-Ereignis darstellt. Bei älteren Kraftfahrzeugen wurden die Schaltkreise des Kraftfahrzeugs und das Starten eines Motors des Kraftfahrzeugs durch einen oftmals als ein „Zündschlüssel“ bezeichneten mit einem Schlüssel betriebenen Schalter ausgelöst. Das Bewegen eines solchen Schalters in eine „Ein“-Stellung, bei der alle Hauptschaltkreise des Kraftfahrzeugs aktiviert sind und der Motor des Kraftfahrzeugs gestartet wurde, wird herkömmlicherweise als ein „Zündung-an“-Ereignis bezeichnet, und diese Bezeichnung wird dazu verwendet, anzuzeigen, dass dieselbe Wirkung erzeugt wurde.
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Gleichermaßen wird das Bewegen solch eines Schalters in eine „Aus“-Stellung, bei der alle Hauptschaltkreise des Kraftfahrzeugs deaktiviert sind und der Motor des Kraftfahrzeugs angehalten ist, herkömmlicherweise als ein „Zündung-aus“-Ereignis bezeichnet, und diese Bezeichnung wird dazu verwendet, anzuzeigen, dass dieselbe Wirkung erzeugt wurde.
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Es versteht sich jedoch, dass bei vielen modernen Kraftfahrzeugen kein Schlüsselschalter zum Erwirken von „Zündung-an“- und „Zündung-aus“-Ereignissen verwendet wird, sondern eine andere Form einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI – Human Machine Interface). Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine spezielle Art HMI beschränkt, und es könnte eine beliebige Art HMI, die ein Einschalten der Hauptschaltkreise des Kraftfahrzeugs und Starten des Motors (ein „Zündung-ein“-Ereignis) und Ausschalten der Hauptschaltkreise des Kraftfahrzeugs und Anhalten des Motors (ein „Zündung-aus“-Ereignis) bewirken kann, verwendet werden.
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Mit Bezug zurück auf Kasten 110 geht das Verfahren von diesem Kasten, wenn der Motor angesprungen ist, zu Kasten 120 über, wo das Saugvorrichtungsventil dahingehend gesteuert wird, den erforderlichen Unterdruck für den Bremskraftverstärker bereitzustellen. Das bedeutet im Allgemeinen, dass das Saugvorrichtungsventil geschlossen wird, wenn der direkt vom Motor zur Verfügung stehende Unterdruck hoch ist, und im Gegensatz dazu das Saugvorrichtungsventil geöffnet wird, wenn der direkt vom Motor zur Verfügung stehende Unterdruck unter dem für den Bremskraftverstärker erforderlichen liegt.
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Von Kasten 120 geht das Verfahren zu Kasten 130 über, um zu prüfen, ob ein „Zündung-aus“-Ereignis eingetreten ist, das anzeigt, dass der Motor des Kraftfahrzeugs angehalten werden soll. Wenn kein „Zündung-aus“-Ereignis eingetreten ist, kehrt das Verfahren zu Kasten 120 zurück und die Kästen 120 und 130 werden weiterhin ausgeführt, bis ein Zündung-aus-Ereignis eintritt. Das bedeutet, dass das Saugvorrichtungsventil bei laufendem Motor herkömmlicherweise dahingehend gesteuert wird, den Sollunterdruck für einen Bremskraftverstärker bereitzustellen.
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Wenn jedoch die Prüfung bei Kasten 130 ergibt, dass ein Zündung-aus-Ereignis eingetreten ist, geht das Verfahren von Kasten 130 zu Kasten 140 über, wo das Saugvorrichtungsventil geöffnet wird. In dem Moment, in dem ein Abschalten des Motors eintritt, wird sich jegliche eingeschlossene Feuchtigkeit in der Saugvorrichtung im flüssigen Zustand befinden, da unabhängig von der Umgebungstemperatur, bei der das Kraftfahrzeug betrieben wird, die Temperatur der Saugvorrichtung aufgrund ihrer Positionierung im Motorraum sehr nah am Motor stets wesentlich über 0 °C liegt.
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Da die kombinierte Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung während eines langen Abschaltzeitraums abkühlt, fällt die Temperatur innerhalb des Motorraums, bis sie letztlich im Wesentlichen dieselbe Temperatur wie die Umgebungsluft, in der das Kraftfahrzeug positioniert ist, erreicht. Somit wird sich, wenn die Umgebungstemperatur weit unter dem Gefrierpunkt der in der Saugvorrichtung positionierten Feuchtigkeit liegt, Eis in der Saugvorrichtung bilden. Da jedoch das Saugvorrichtungsventil beim Abschalten des Motors geöffnet war, wird jegliches sich in der Saugvorrichtung bildendes Eis nicht dazu führen, dass das Saugvorrichtungsventil am Körper der Saugvorrichtung anhaftet, da das Saugvorrichtungsventil den Saugvorrichtungskörper nicht berührt, da es sich in der geöffneten Stellung befindet.
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Somit wird eine Funktionsstörung der kombinierten Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung vermieden, und das Saugvorrichtungsventil kann ordnungsgemäß funktionieren, sobald der Motor neu gestartet wird.
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Mit Bezug zurück auf Kasten 140 geht das Verfahren von Kasten 140 zu Kasten 150 über, um zu prüfen, ob der Motor neu gestartet wurde, d.h., ein Zündung-an-Ereignis eingetreten ist. Wenn kein Zündung-an-Ereignis eingetreten ist, bewegt sich das Verfahren zyklisch durch die Kästen 140 und 150 und das Saugvorrichtungsventil wird geöffnet gehalten.
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Solch eine Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn die zur Bewegung des Saugvorrichtungsventils zwischen seiner geöffneten und seiner geschlossenen Stellung verwendete Einrichtung, wie z. B. ein Aktuator, dahingehend angeordnet ist, dass das Saugvorrichtungsventil geöffnet bleibt, wenn kein Eingang daran erfolgt, und der Aktuator eine Kraft an das Saugvorrichtungsventil anlegen muss, um es zu schließen. Solch ein Saugvorrichtungsventil wird als ein „normalerweise geöffnetes Ventil“ bezeichnet.
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Diese Art von Ventil ist vorteilhaft, da keine Leistung oder Energie dazu verwendet werden muss, das Saugvorrichtungsventil geöffnet zu halten, wenn der Motor abgeschaltet ist. Gewöhnlich wird im Falle eines „normalerweise geöffneten Ventils“ eine Feder dazu verwendet, das Ventil in den geöffneten Zustand vorzuspannen, und ein Aktuator dazu verwendet, das Ventil unter Energiespeisung gegen die Wirkung der Feder geschlossen zu halten.
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Eine weitere Art von Ventil ist als ein „normalerweise geschlossenes Ventil“ bekannt, bei dem der Aktuator dem Saugvorrichtungsventil eine Kraft zuführen muss, um es zu öffnen, und wenn kein Eingang von dem Aktuator an das Saugvorrichtungsventil erfolgt, wird das Saugvorrichtungsventil durch eine Feder geschlossen. Es versteht sich, dass bei solch einem „normalerweise geschlossenen Ventil“ Energie erforderlich ist, um das Ventil geöffnet zu halten.
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Somit ist es wünschenswert, wenn ein wie in 1 gezeigtes Verfahren mit einer normalerweise geschlossenen Ventilart verwendet werden soll, eine Verriegelungsvorrichtung vorzusehen, um das Ventil geöffnet zu halten, wenn dies erforderlich ist, wodurch die Notwendigkeit, das Ventil unter Energiespeisung geöffnet zu halten, wenn es zu einem Vereisungsrisiko kommt, umgangen wird.
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Nun wird mit Bezug auf 2 eine zweite Ausführungsform eines Verfahrens zur Verhinderung einer Funktionsstörung einer kombinierten Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung aufgrund von Vereisung gezeigt, die besonders zur Verwendung mit einer normalerweise geschlossenen Ventilart geeignet ist. Die Begriffe „Zündung-an“ und „Zündung-aus“ haben die oben erörterte Bedeutung, und jegliche geeignete HMI-Art könnte verwendet werden.
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Das Verfahren beginnt bei Kasten 210, der eine Prüfung darstellt, um zu sehen, ob ein „Zündung-an“-Ereignis eingetreten ist. Wenn kein „Zündung-an“-Ereignis eingetreten ist, befindet sich das Kraftfahrzeug in einem Aus-Zustand und das Verfahren bleibt effektiv bei Kasten 210, wie durch den „Nein“-Pfeil von Kasten 210 zurück zu Kasten 210 angezeigt wird.
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Wenn jedoch die Prüfung bei Kasten 210 ergibt, dass ein „Zündung-an“-Ereignis eingetreten ist, wodurch angezeigt wird, dass der Motor gestartet ist, geht das Verfahren von Kasten 210 zu Kasten 220 über. Bei Kasten 220 wird das Saugvorrichtungsventil dahingehend gesteuert, den erforderlichen Unterdruck für den Bremskraftverstärker bereitzustellen. Das bedeutet im Allgemeinen, dass das Saugvorrichtungsventil geschlossen wird, wenn der direkt vom Motor zur Verfügung stehende Unterdruck hoch ist, und im Gegensatz dazu das Saugvorrichtungsventil geöffnet wird, wenn der direkt vom Motor zur Verfügung stehende Unterdruck unter dem für den Bremskraftverstärker erforderlichen liegt.
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Von Kasten 220 geht das Verfahren zu Kasten 230 über, um zu prüfen, ob ein „Zündung-aus“-Ereignis eingetreten ist, das anzeigt, dass der Motor des Kraftfahrzeugs angehalten werden soll. Wenn kein „Zündung-aus“-Ereignis eingetreten ist, kehrt das Verfahren zu Kasten 220 zurück und die Kästen 220 und 230 werden weiterhin ausgeführt, bis ein „Zündung-aus“-Ereignis eintritt. Das bedeutet, dass das Saugvorrichtungsventil bei laufendem Motor herkömmlicherweise dahingehend gesteuert wird, den Sollunterdruck für den Bremskraftverstärker bereitzustellen.
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Wenn jedoch die Prüfung bei Kasten 230 ergibt, dass ein „Zündung-aus“-Ereignis eingetreten ist, geht das Verfahren von Kasten 230 zu Kasten 240 über, wo geprüft wird, ob die gegenwärtige Umgebungstemperatur (T) unter einem ersten vorbestimmten Temperaturschwellenwert (TGrenz) liegt. Der für den ersten vorbestimmten Temperaturschwellenwert (TGrenz) festgelegte Wert ist eine Temperatur, die nahe bei der Temperatur liegt, bei der ein Gefrieren jeglicher Feuchtigkeit in der Saugvorrichtung erwartungsgemäß eintreten könnte. So könnte der Wert von (TGrenz) beispielsweise und ohne Einschränkung in den Bereich von 1 bis 10 °C fallen. Dieser Temperaturschwellenwert wird bereitgestellt, um bei einer Verwendung eines „normalerweise geschlossenen Ventils“ zu verhindern, dass das Saugvorrichtungsventil geöffnet gehalten wird, wenn kein Risiko einer Vereisung besteht.
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Mit Bezug zurück auf Kasten 240 geht das Verfahren, wenn die Prüfung bei Kasten 240 ergibt, dass die gegenwärtige Umgebungstemperatur T über dem vorbestimmten Temperaturschwellenwert (TGrenz) liegt, von Kasten 240 zu Kasten 245 über, wo das Saugvorrichtungsventil geschlossen wird, und kehrt dann zu Kasten 210 zurück, um auf das Eintreten des nächsten „Zündung-an“-Ereignisses zu warten.
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Wenn jedoch die Prüfung bei Kasten 240 ergibt, dass die gegenwärtige Umgebungstemperatur T unter dem vorbestimmten Temperaturschwellenwert TGrenz liegt, geht das Verfahren von Kasten 240 zu Kasten 250 über.
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Bei Kasten 250 wird das Saugvorrichtungsventil geöffnet und ein Zeitgeber wird gestartet. Der Zeitgeber ist so eingestellt, dass sich bei seinem Ablauf jegliches Eis, dessen Bildung in der Saugvorrichtung wahrscheinlich ist, bereits gebildet hat. Das bedeutet, dass es wahrscheinlich ist, dass die Temperatur der Saugvorrichtung zum Ende des durch den Zeitgeber festgelegten Zeitraums im Wesentlichen der Umgebungstemperatur der Luft, in der das Kraftfahrzeug positioniert ist, entspricht.
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Sobald sich jegliches Eis, dessen Bildung in der Saugvorrichtung wahrscheinlich ist, gebildet hat, kann das Saugvorrichtungsventil geschlossen werden, und dann sitzt das Saugvorrichtungsventil, wenn es dann geschlossen ist, einfach auf jeglichem Eis, das sich gebildet hat, anstatt durch das Eis am Saugvorrichtungskörper anzuhaften.
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Mit Bezug zurück auf Kasten 250 geht das Verfahren zu Kasten 260 über, um zu prüfen, ob der Zeitgeber abgelaufen oder ausgelaufen ist, und kehrt bei offen gehaltenem Saugvorrichtungsventil über den Kasten 265 zum Kasten 250 zurück, wenn der Zeitgeber nicht ausgelaufen ist.
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Wenn jedoch die Prüfung bei Kasten 260 ergibt, dass der Zeitgeber verstrichen oder ausgelaufen ist, geht das Verfahren zu Kasten 270 über, wo das Saugvorrichtungsventil geschlossen wird, und kehrt dann zu Kasten 210 zurück, um auf das Eintreten des nächsten Zündung-an-Ereignisses zu warten.
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Wie zuvor wird sich, da das Saugvorrichtungsventil in dem Moment, in dem ein Abschalten des Motors eintritt, geöffnet ist, jegliche eingeschlossene Feuchtigkeit in der Saugvorrichtung stets im flüssigen Zustand befinden, da die Temperatur der Saugvorrichtung stets wesentlich über 0 °C liegt, und somit kann es nicht zu einem Anhaften des Saugvorrichtungsventils am Körper der Saugvorrichtung kommen.
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Dadurch, dass das Saugvorrichtungsventil für einen Zeitraum nach dem Abschalten des Motors geöffnet gehalten wird, wird eine Eisbildung in der Saugvorrichtung ohne die Erzeugung einer Brücke zwischen dem Saugvorrichtungsventil und dem Körper der Saugvorrichtung gestattet. Somit kommt es nicht zum Anhaften des Saugvorrichtungsventils am Saugvorrichtungskörper, das zu einer Fehlfunktion führt, wenn der Motor irgendwann neu gestartet wird.
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Somit wird eine Fehlfunktion der kombinierten Anordnung aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung vermieden, und das Saugvorrichtungsventil kann ordnungsgemäß funktionieren, sobald der Motor neu gestartet wird.
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Es versteht sich, dass die Prüfung der Temperatur bei Kasten 240 nicht eingesetzt werden muss, und in solch einem Fall würde das Verfahren direkt von Kasten 230 auf Kasten 250 übergehen und würde dann wie oben beschrieben fortfahren.
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Nun wird mit Bezug auf 3 und 4 ein Kraftfahrzeug 1, das einen Motor 6 und ein unterdruckunterstütztes Bremssystem aufweist, gezeigt.
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Über einen Einlass 2 wird wie durch den Pfeil „A“ angezeigt Umgebungsluft in ein Einlasssystem 3 für den Motor 6 eingelassen. Der Einlass 2 kann einen Luftfilter zur Entfernung von Feststoffen aus der in das Einlasssystem 3 eintretenden Luft umfassen.
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Das Einlasssystem 3 umfasst ein erstes Teil 3u, das stromaufwärts einer Drosselklappe 4 positioniert ist, und ein zweites Teil 3d, das stromabwärts der Drosselklappe 4 positioniert ist.
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Eine kombinierte Anordnung 10 aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung umfasst ein Saugvorrichtungsventil 11 und eine Saugvorrichtung 12.
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Die Saugvorrichtung 12 weist ein Einlassende 12i, das mit dem ersten Teil 3u des Einlasssystems 3 an einer Stelle stromaufwärts der Drosselklappe 4 über eine erste Leitung 7 verbunden ist, und ein Auslassende 12o, das über eine zweite Leitung 8 mit dem zweiten Teil 3d des Einlasssystems 3 an einer Stelle stromabwärts der Drosselklappe 4 und stromaufwärts eines Einlasskrümmers 5 des Motors 6 verbunden ist, auf.
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Die Saugvorrichtung 12 weist einen Unterdruckeinlass 12s auf, der über ein erstes Einwegventil 13 mit einer Niederdruckseite 15LP eines Unterdruck-Bremskraftverstärkers 15 verbunden ist. Der Unterdruck-Bremskraftverstärker 15 umfasst des Weiteren eine Membran 15d, die die Niederdruckseite 15LP von einer Hochdruckseite 15HP des Bremskraftverstärkers 15 trennt. Wie durch den Pfeil „a“ angezeigt wird, wird Luft mit Atmosphärendruck in die Hochdruckseite 15HP des Bremskraftverstärkers 15 eingelassen.
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Wenn ein Bremspedal 16 von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 heruntergedrückt wird, wird dem Bremskraftverstärker 15 von dem Bremspedal eine mechanische Eingabe zugeführt. Wenn das Bremspedal 16 heruntergedrückt wird, wird einer Anzahl von Bremssätteln 18 mit Druck beaufschlagtes Hydraulikfluid von einem (nicht gezeigten) Bremskraftzylinder, der Teil des Bremskraftverstärkers 15 ist, zugeführt, um ein Abbremsen des Fahrzeugs 1 herbeizuführen.
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Eine Umgehungsleitung 9 umgeht das erste Einwegventil 13 und umfasst ein zweites Einwegventil 14. Die Rückschlagventile 13, 14 verhindern, dass Unterdruck von dem Einlasskrümmer 5 zurückgesaugt wird, wenn der Druck auf der Niederdruckseite 15LP des Bremskraftverstärkers 15 unter dem Druck im Einlasskrümmer 5 liegt. Das bedeutet, dass ein Strom vom Einlasskrümmer 5 zur Niederdruckseite 15LP verhindert wird, wenn der Unterdruck auf der Niederdruckseite 15LP über dem Unterdruck im Einlasskrümmer 5 liegt.
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Die Umgehungsleitung 9 ist an einem Ende an einer Stelle zwischen dem ersten Einwegventil 13 und der Niederdruckseite 15LP verbunden und ist an einem gegenüberliegenden Ende mit dem zweiten Teil 3d des Einlasssystems 3 an einer Stelle zwischen der Drosselklappe 4 und dem Einlasskrümmer 5 verbunden.
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Das Öffnen und Schließen des Saugvorrichtungsventils 11 wird durch eine Steuerung 20 gesteuert. Bei der Steuerung 20 kann es sich um eine einzige Einheit, wie z. B. eine Antriebsstrangsteuereinheit, oder zwei oder mehr miteinander verbundene Einheiten oder Module, die kombiniert zur Steuerung des Saugvorrichtungsventils 11 betreibbar sind, handeln.
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Die Steuerung 20 empfängt bei diesem Beispiel einen Eingang von einem Drucksensor 17, der zur Erfassung der Höhe des auf der Niederdruckseite 15LP des Bremskraftverstärkers 15 vorliegenden Unterdrucks verwendet wird. Das Öffnen und Schließen des Saugvorrichtungsventils 11 bei Normalbetrieb des Motors 6 basiert zumindest teilweise auf der Höhe des durch den Drucksensor 17 auf der Niederdruckseite 15LP des Bremskraftverstärkers 15 erfassten Drucks. Es versteht sich, dass bei anderen Beispielen der auf der Niederdruckseite 15LP des Bremskraftverstärkers 15 vorliegende Unterdruck auf einem Modell beruhen könnte und nicht direkt erfasst wird.
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Die Steuerung 20 kann das Saugvorrichtungsventil 11 direkt steuern oder kann ein Signal an eine getrennte Einheit (nicht gezeigt) zur Steuerung des Mediums, das zur Steuerung des Öffnens und Schließens des Saugvorrichtungsventils 11 verwendet wird, abgeben. Die Steuerung 20 könnte beispielsweise und ohne jegliche Beschränkung ein Ventil steuern, das zur Steuerung des Pneumatikdruckstroms oder Hydraulikdruckstroms zum Saugvorrichtungsventil 11 verwendet wird, oder einer Stromquelle oder einem elektrischen Leistungsverstärker ein Steuersignal zuführen.
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Eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 19 ist zum Einschalten und Ausschalten der Hauptschaltkreise des Kraftfahrzeugs 1 und zum Steuern des Startens und Stoppens des Motors 6 vorgesehen.
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Unter besonderer Bezugnahme auf 3 umfasst die kombinierte Anordnung 10 aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung das Saugvorrichtungsventil 11 und die Saugvorrichtung 12, die zur Bildung der kombinierten Anordnung 10 aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung miteinander gekoppelt sind.
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Das Saugvorrichtungsventil 11 umfasst einen Körper 11b, in dem ein Aktuator 11a befestigt ist, der zum Bewegen eines Ventilelements in Form eines Zapfenventils 11p verwendet wird. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf ein Zapfenventil verwendende Saugvorrichtungsventile beschränkt ist. Bei diesem Beispiel ist das Saugvorrichtungsventil 11 ein normalerweise geschlossenes Ventil und wird durch das Anlegen von pneumatischem Druck über einen Einlasskanal 11c geöffnet. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf die Verwendung eines normalerweise geschlossenen Saugvorrichtungsventils oder auf die Art von Aktuator, der für das Saugvorrichtungsventil 11 verwendet wird, beschränkt ist. Beispielsweise könnte der Aktuator ein elektrischer Aktuator, wie z. B. ein Solenoidventil, oder ein hydraulischer Aktuator sein.
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Die Saugvorrichtung 12 weist einen Körper 12b auf, der ein Venturirohr 12v definiert, durch das im Gebrauch Luft in der durch den Pfeil „f“ angezeigten Richtung strömt. Das Venturirohr 12v erstreckt sich entlang einer Längsachse X-X, die in der Darstellung in 3 horizontal angeordnet ist. Es versteht sich, dass eine Neigung der Längsachse X-X bezüglich der Horizontalen das Ablaufen von Feuchtigkeit aus dem Venturirohr 12v der Saugvorrichtung 12 nach dem Eintreten eines Zündung-aus-Ereignisses unterstützen würde.
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Eine Öffnung 12a im Saugvorrichtungskörper 12b stellt eine Verbindung zwischen dem Venturirohr 12v und einem Unterdruckeinlass 12s bereit.
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Die Saugvorrichtung 12 weist eine herkömmliche Konstruktion auf und wird auf herkömmliche Art und Weise betrieben. Der Luftstrom durch das Venturirohr 12v bewirkt einen Abfall des Drucks in dem Bereich mit dem kleinsten Durchmesser, wodurch Luft über das erste Einwegventil 13 aus der Niederdruckseite 15LP des Bremskraftverstärkers 15 und durch den Unterdruckeinlass 12s in die Saugvorrichtung 12 gesaugt wird, wie durch den Pfeil „s“ angezeigt wird. Die Luft wird dann durch die Öffnung 12a in das Venturirohr 12v gesaugt.
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Bei Normalbetrieb des Motors 6 steuert die Steuerung 20 das Saugvorrichtungsventil 11 dahingehend, das Zapfenventil 11p zwischen einer Stellung, in der es mit der Öffnung 12a in dem Körper 12b der Saugvorrichtung 12 wie in 2 gezeigt in Eingriff steht, die als eine „geschlossene“ Stellung des Saugvorrichtungsventils bezeichnet wird, und einer Stellung, in der das Zapfenventil 11p den Luftstrom durch die Öffnung 12a in das Venturirohr 12v nicht blockiert, die als eine „geöffnete“ Stellung des Saugvorrichtungsventils bezeichnet wird, zu bewegen. Das Saugvorrichtungsventil 11 wird wie in der Technik bekannt im Allgemeinen in die geöffnete Stellung bewegt, wenn die Höhe des Unterdrucks im Einlasskrümmer 5 unter der für die Niederdruckseite 15LP des Bremskraftverstärkers 15 erforderlichen liegt, und wird in die geschlossene Stellung bewegt, wenn die Höhe des Unterdrucks im Einlasskrümmer 5 für die Niederdruckseite 15LP des Bremskraftverstärkers 15 ausreichend ist.
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Wenn das Saugvorrichtungsventil 11 geöffnet ist, durchströmen ungefähr 40 % der in den Einlasskrümmer 5 eintretenden Luft die Saugvorrichtung 12, und somit muss ein Management des Steuerns des Öffnens und Schließens des Saugvorrichtungsventils 11 durch die Steuerung 20 erfolgen, um eine Beeinträchtigung der Motordrosselsteuerung durch beispielsweise die Erzeugung einer nicht angeforderten Erhöhung bei der Drehmomenterzeugung zu verhindern. Es versteht sich, dass die durch die Saugvorrichtung strömende Luftmenge bei anderen Beispielen mehr oder weniger als 40 % der in den Einlasskrümmer 5 eintretenden Luft betragen kann
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Bei Normalbetrieb des Motors 6 läuft der Betrieb der kombinierten Anordnung 10 aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung somit auf herkömmliche Art und Weise ab.
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Wenn der Motor 6 jedoch in einer Situation abgeschaltet werden soll, in der das Kraftfahrzeug 1 bei einer sehr geringen Umgebungstemperatur betrieben wird, die eine Eisbildung im Venturirohr 12v der Saugvorrichtung 12 nach dem Abschalten des Motors wahrscheinlich macht, ist die Steuerung 20 dahingehend programmiert, das Saugvorrichtungsventil 11 zu öffnen, um eine Eisbildung um das Zapfenventil 11p herum zwischen diesem und dem Saugvorrichtungskörper 12b, wo es sich in dem Venturirohr 12v ansammeln kann, zu verhindern. Bei der geöffneten Stellung des Saugvorrichtungsventils besteht kein Kontakt zwischen der Spitze des Zapfenventils 11p und dem Saugvorrichtungskörper 12b, da es nicht mit der Öffnung 12a in dem Saugvorrichtungskörper 12b in Eingriff steht.
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Somit besteht bei Neustart des Motors 6 kein Risiko einer Funktionsstörung des Saugvorrichtungsventils 11 aufgrund von Eis, das zu einem Anhaften des Zapfenventils 11p an dem Saugvorrichtungskörper 12b oder einer Verbindung dieser führt. Dies ist wesentlich, da es oftmals der Fall ist, dass nach einem Motorstart (einem „Zündung-an“-Ereignis) der Unterdruck auf der Niederdruckseite 15LP des Bremskraftverstärkers 15 aufgestockt werden muss, die Höhe an vom Motor 6 zur Verfügung stehendem Unterdruck jedoch nicht ausreicht, um dieses zu erzielen. Somit ist es oftmals erforderlich, dass das Saugvorrichtungsventil 11 unmittelbar nach einem Start des Motors 6 geöffnet ist. Wenn jedoch das Zapfenventil 11p in der geschlossenen Stellung durch eine Eisformierung am Saugvorrichtungskörper 12b anhaftet, kann es nicht geöffnet werden und somit kommt es zu einer Funktionsstörung des Saugvorrichtungsventils 11. Eine solche Funktionsstörung des Saugvorrichtungsventils kann dazu führen, dass der Fahrer ein straffes Bremspedal verspürt, wenn kurz nach dem Eintreten eines „Zündung-an“-Ereignisses eine Betätigung der Bremsen erforderlich wird.
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In dem Fall, in dem ein normalerweise geschlossenes Saugvorrichtungsventil verwendet wird, kann die Steuerung 20 dahingehend angeordnet sein, das Saugvorrichtungsventil 11 lediglich für einen Zeitraum nach dem Abschalten des Motors geöffnet zu halten. Das bedeutet, dass das Saugvorrichtungsventil 11 nach dem Eintreten eines „Zündung-aus“-Ereignisses für einen Zeitraum geöffnet gehalten wird, der ausreicht, um sicherzustellen, dass sich jegliches Eis, dessen Bildung in dem Venturirohr 12v der Saugvorrichtung 12 wahrscheinlich ist, bereits gebildet hat. Somit sitzt das Zapfenventil 11p, wenn es dann geschlossen ist, einfach auf dem Eis und wird nicht in dem Eis eingeschlossen, was zu seiner an Haftung an den Körper 12b der Saugvorrichtung 12 führen würde.
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Die Verwendung einer solchen Zeitverzögerung reduziert die Menge an Leistung, die verbraucht wird, im Vergleich zu einer Situation, in der das Ventil für den gesamten Zeitraum, während dessen der Motor abgeschaltet ist, wobei es sich um einen Zeitraum von mehreren Wochen handeln kann, geöffnet bleibt.
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Darüber hinaus kann das Öffnen des Saugvorrichtungsventils 11 lediglich dann gestattet werden, wenn die Umgebungstemperatur gering genug ist, dass eine Vereisung begründet zu erwarten ist. Wenn die Umgebungstemperatur beispielsweise unter 5 °C liegt, wenn der Motor 6 abgeschaltet ist, besteht ein Risiko des Auftretens einer Vereisung. Somit wird das Saugvorrichtungsventil 11 jedes Mal, wenn die Umgebungstemperatur beim Eintreten eines „Zündung-aus“-Ereignisses unter ungefähr 10 °C liegt, durch die Steuerung 20 geöffnet, jedoch wird das Saugvorrichtungsventil 11 bei einer Temperatur von über 10 °C nicht geöffnet, da lediglich ein geringes Risiko des Auftretens einer Vereisung besteht. Wieder wird durch die Verwendung einer Temperaturgrenze das Risiko eines unnötigen Leistungsverbrauchs, um das Saugvorrichtungsventil 11 unter Umständen, wenn eine Vereisung nicht wahrscheinlich ist, geöffnet zu halten, reduziert.
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Obgleich dies in 3 und 4 nicht gezeigt wird, kann eine Heizvorrichtung als Teil der kombinierten Anordnung 10 aus einem Ventil und einer Saugvorrichtung integriert sein.
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Die Heizvorrichtung könnte eine an dem Saugvorrichtungskörper 12b angebrachte Vorrichtung mit positiven Temperaturkoeffizienten zur Erwärmung des Saugvorrichtungskörpers 12b und/oder ein Heizelement, das entweder an dem Saugvorrichtungsventil 11 angebracht oder als Teil dieses ausgebildet ist, wie z. B. eine in dem Zapfenventil 11p ausgebildete oder darin enthaltene resistive Vorrichtung oder Vorrichtung mit positiver Temperatur, umfassen.
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Die Verwendung einer Heizvorrichtung ist besonders nützlich bei sehr geringen Temperaturen, wie z. B. unter –10 °C, wo ein Risiko einer Vereisung selbst nach Starten des Motors besteht, wenn das Saugvorrichtungsventil aufgrund der Zeit, die zum Erwärmen der Saugvorrichtung benötigt wird, geschlossen gehalten wird. In solch einem Fall wird die Heizvorrichtung beim Eintreten eines „Zündung-an“-Ereignisses eingeschaltet und eingeschaltet gelassen, bis das Risiko einer Vereisung abgenommen hat.
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Die Heizvorrichtung wird bevorzugt lediglich dann eingeschaltet, wenn die Umgebungstemperatur unter einem zweiten vorbestimmten Temperaturschwellenwert, wie z. B. –10 °C, wo ein Risiko einer Vereisung der Saugvorrichtung nach dem Starten des Motors besteht, liegt.
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Der zweite vorbestimmte Temperaturschwellenwert liegt unter dem ersten vorbestimmten Temperaturschwellenwert, der zur Bestimmung, ob das Saugvorrichtungsventil zu öffnen ist, verwendet wird.
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Für den Fachmann ist offensichtlich, dass die Erfindung, obgleich sie beispielhaft mit Bezug auf eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben wurde, nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, und dass alternative Ausführungsformen gestaltet werden könnten, ohne vom Schutzumfang der Erfindung, der durch die anhängigen Ansprüche definiert wird, abzuweichen.
