DE102016202359A1

DE102016202359A1 - Einrichtung zum heizen eines ansaugsystems für einen fahrzeugmotor durch heisses wasser

Info

Publication number: DE102016202359A1
Application number: DE102016202359.4A
Authority: DE
Inventors: Mamoru Yoshioka; Minoru Akita; Tsutomu KUNIYOSHI
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2015-02-17
Filing date: 2016-02-16
Publication date: 2016-08-18
Also published as: US10072619B2; CN105888893A; JP2016151222A; US20160237959A1; CN105888893B; JP6537842B2

Abstract

In einer Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems (11–14) für einen Motor (5) eines Fahrzeugs (1) durch heißes Wasser, hat das Fahrzeug einen in einem vorderen Teil platzierten Motorraum (2), in dem ein Radiator (3) auf einer Vorderseite platziert ist, und der Motor und das Ansaugsystem hinter dem Radiator platziert sind. Das Ansaugsystem enthält eine Ansaugpassage (11, 13, 14) und eine Drosseleinrichtung (12). Eine Heißwasserpassage (16) ist vorgesehen, um heißes Wasser um die Drosseleinrichtung (12) herum zu zirkulieren, um die Drosseleinrichtung (12) zu heizen, wobei das heiße Wasser durch Kühlen des Motors (5) erwärmt wurde. In der Heißwasserpassage (16) ist ein Heißwassersteuerungsventil (17) vorgesehen. In dem Heißwassersteuerungsventil (17) ist ein aus einer Formgedächtnislegierung hergestelltes Expansions-Kontraktions-Element (18) vorgesehen, um ein Öffnen und Schließen des Heißwassersteuerungsventils (17) als Reaktion auf die Innentemperatur des Motorraums (2) zu steuern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugmotor, der zusammen mit einem Radiator und einem Ansaugsystem in einem Motorraum eines Fahrzeugs platziert ist, und insbesondere eine Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems für einen Fahrzeugmotor mit heißem oder warmem Wasser, wobei der Motor so konfiguriert ist, dass verschiedene in einer Beziehung zu einem Ansaugsystem vorgesehene Zusatzeinrichtungen durch ein Zirkulieren von durch Kühlen des Motors erhitztem oder erwärmtem Kühlwasser oder Kühlmittel (heißem Wasser) geheizt werden.
Stand der Technik
Als der obige Typ von Technik war üblicherweise eine beispielsweise in der Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 7-77108 (1995) ( JP-A-7-77108 (1995) ) veröffentlichte Luftsteuerungseinrichtung bekannt. Im Allgemeinen wird, in einem Motor, Außen- oder Umgebungsluft durch eine Ansaugpassage direkt in einen Brennraum eingezogen. In kalten Regionen wird daher kalte Außenluft direkt in eine Ansaugpassage gezogen, und kann ein Einfrieren von verschiedenen in der Ansaugpassage vorgesehenen Zusatzeinrichtungen verursachen. Hierbei können Beispiele der in der Ansaugpassage vorgesehenen Zusatzeinrichtungen ein Drosselventil, einen vor einem Kompressor eines Laders gelegenen Mixer und anderes enthalten. Selbst in einem mit einer AGR-Einrichtung versehenen Motor kann Wasser oder Feuchtigkeit in einem durch die AGR-Passage hineinströmenden AGR-Gas nahe dem Drosselventil einfrieren. Übliche Zusatzeinrichtungen sind daher konfiguriert, Kühlwasser (heißes Wasser), das durch Kühlen des Motors erhitzt oder erwärmt wurde, zu zirkulieren, um die Zusatzeinrichtungen aufzuheizen, um ihr Einfrieren zu verhindern. Die in JP-A-7-77108 (1995) beschriebene Einrichtung ist so konfiguriert, dass eine Drosselwelle und ihre umgebenden Teile sowie das Drosselventil zusammen durch heißes Wasser erwärmt werden. Dabei entstand die Idee, dass ein Strom von heißem Wasser, um die Zusatzeinrichtungen zu erwärmen, durch Öffnen und Schließen eines in einer Heißwasserpassage vorgesehenen Heißwassersteuerungsventils gesteuert wird. Es ist auch vorstellbar, dass dieses Heißwassersteuerungsventil entsprechend der Temperatur des heißen Wassers oder der Temperatur von jeder der erwärmten Zusatzeinrichtungen gesteuert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Jedoch ist die Zusatzeinrichtung in der in JP-A-7-77108 (1995) beschriebenen Einrichtung von dem Motor, der eine Wärmequelle für das heiße Wasser ist, entfernt platziert. Wenn ein Öffnen/Schließen des Heißwassersteuerungsventils durch die Temperatur der Zusatzeinrichtung gesteuert wird, kann ein Pendeln während der Steuerung auftreten. Beispielsweise wird, wenn sich die Temperatur der Zusatzeinrichtung während des Motorstarts um einen gewissen Grad verringert, das Heißwassersteuerungsventil geöffnet, wobei es heißem Wasser ermöglicht wird, in die Heißwasserpassage zu strömen, und dabei die Zusatzeinrichtung zu erwärmen. Somit steigt die Temperatur der Zusatzeinrichtung an. Wenn diese Temperatur einen vorbestimmten Wert (eine hohe Temperatur) überschreitet, wird das Heißwassersteuerungsventil geschlossen, und somit der Strom von heißem Wasser in die Heißwasserpassage abgesperrt. Danach fällt die Temperatur der Zusatzeinrichtung, da die Zusatzeinrichtung durch Fahrtwind in Verbindung mit einem Fahren des Fahrzeugs gekühlt wird. Wenn diese Temperatur niedriger als ein vorbestimmter Wert (eine niedrige Temperatur) wird, wird das Heißwassersteuerungsventil wieder geöffnet, so dass heißes Wasser strömt, so dass die Zusatzeinrichtung erwärmt wird. Auf diese Weise wird das Heißwassersteuerungsventil entsprechend Temperaturänderungen in der Zusatzeinrichtung oft geöffnet und geschlossen. Dementsprechend kann die Temperatur der Zusatzeinrichtung nicht stabil eingestellt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der Umstände getätigt, und hat die Aufgabe, eine Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems für einen Fahrzeugmotor durch heißes Wasser bereitzustellen, die in der Lage ist, wenn erforderlich, eine in einem Ansaugsystem vorgesehene Zusatzeinrichtung unter Verwendung von durch Kühlen eines Motors erwärmtem heißen Wasser stabil zu heizen.
Mittel zum Lösen des Problems
Um die obige Aufgabe zu lösen, stellt ein Aspekt der Erfindung eine Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems für einen Fahrzeugmotor durch Heißwasser bereit, wobei das Fahrzeug einen in einem vorderen Teil platzierten Motorraum hat, in dem ein Radiator auf einer Vorderseite platziert ist und der Motor und das Ansaugsystem hinter dem Radiator platziert sind, wobei das Ansaugsystem eine Ansaugpassage, um Luft in den Motor einzuführen, und eine in einer Beziehung zu der Ansaugpassage vorgesehene Zusatzeinrichtung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung aufweist: eine Heißwasserpassage, die konfiguriert ist, es zu ermöglichen, dass durch Kühlen des Motors erwärmtes heißes Wassers um die Zusatzeinrichtung herum zirkuliert, um die Zusatzeinrichtung zu heizen; ein Heißwassersteuerungsventil, das konfiguriert ist, eine Strömung des heißen Wassers in der Heißwasserpassage zu steuern; und ein Steuerungsmittel, das konfiguriert ist, das Heißwassersteuerungsventil entsprechend einer Innentemperatur des Motorraums zu öffnen und zu schließen. Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Effekt der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, wenn erforderlich, eine in einem Ansaugsystem vorgesehene Zusatzeinrichtung mit durch Kühlen eines Motors erwärmtem heißen Wasser stabil zu heizen, ohne ein Pendeln zu verursachen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUGNEN
1 ist eine Draufsicht, die ein Fahrzeugvorderteil, von dem eine Haube entfernt wurde, in einer ersten Ausführungsform schematisch zeigt;
2 ist eine andere Draufsicht, die das Fahrzeugvorderteil, von dem die Haube entfernt wurde, in der ersten Ausführungsform schematisch zeigt;
3 ist eine Querschnittsansicht eines Heißwassersteuerungsventils in der ersten Ausführungsform in einem geschlossenen Ventilzustand;
4 ist eine Querschnittsansicht des Heißwassersteuerungsventils in der ersten Ausführungsform in einem geöffneten Ventilzustand;
5 ist eine Querschnittsansicht eines Heißwassersteuerungsventils in einer zweiten Ausführungsform in einem geschlossenen Ventilzustand;
6 ist eine Querschnittsansicht des Heißwassersteuerungsventils in der zweiten Ausführungsform in einem geöffneten Ventilzustand;
7 ist eine Draufsicht, die ein Fahrzeugvorderteil, von dem eine Haube entfernt wurde, in einer dritten Ausführungsform schematisch zeigt;
8 ist eine Draufsicht, die das Fahrzeugvorderteil, von dem die Haube entfernt wurde, in der dritten Ausführungsform schematisch zeigt;
9 ist ein Blockdiagramm, das einen elektrischen Aufbau einer Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems mit heißem Wasser in der dritten Ausführungsform zeigt;
10 ist ein Ablaufdiagramm, das Inhalte einer Heißwasser-Heizsteuerung in der dritten Ausführungsform zeigt;
11 ist ein Ablaufdiagramm, das Inhalte einer Motorraumtemperatur-Abschätzverarbeitung in einer vierten Ausführungsform zeigt;
12 ist ein Ablaufdiagramm, das Inhalte einer Heißwasser-Heizsteuerung in einer fünften Ausführungsform zeigt; und
13 ist ein Ablaufdiagramm, das Inhalte einer Heißwasser-Heizsteuerung in einer sechsten Ausführungsform zeigt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
<Erste Ausführungsform>
Eine detaillierte Beschreibung einer ersten Ausführungsform einer Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems für einen Fahrzeugmotor mit heißem Wasser (es wird sich darauf auch als eine ”Ansaugsystem-Heißwasserheizeinrichtung eines Fahrzeugmotors” bezogen), die die vorliegende Erfindung verkörpert, wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben.
1 und 2 sind Draufsichten, die ein Vorderteil eines Fahrzeugs 1, von dem eine Haube entfernt wurde, schematisch zeigen. In 1 und 2 sind die vordere, hintere, rechte und linke Seite des Fahrzeugs 1 durch Pfeile angegeben (dasselbe gilt in gleicher Weise wie für 1 und 2 für andere Figuren). In 1 und 2 stellen dicke Pfeile einen ”Luftstrom” dar und zeigen durch unterschiedliche Muster in den ”schattierten” Pfeilen eine Temperaturdifferenz. Im Speziellen stellen dunklere Schattierungen höhere Temperaturen dar (dasselbe gilt in gleicher Weise wie für 1 und 2 für andere Figuren). In einem in dem Vorderteil des Fahrzeugs 1 platzierten Motorraum 2 ist in dem vorderen Zentrum ein Radiator 3 platziert, um es zu ermöglichen, dass die von der Front des Fahrzeugs 1 eingezogene Luft durch ein Passieren durch den Radiator 3 in den Motorraum 2 strömt. Hinter dem Radiator 3 sind ein Motor 5, und ein Ansaugsystem und ein Abgassystem des Motors 5 platziert. Hierbei ist der Radiator 3 mit einer Kühlwasserpassage (nicht gezeigt) versehen, um Kühlwasser (heißes Wasser) für einen Wärmeaustausch zu zirkulieren, wobei das Kühlwasser (heißes Wasser) durch Kühlen des Motors 5 erwärmt wurde. Nach einem Anlassen des Motors 5 wird während einer kalten Periode Kühlwasser, das wahrscheinlich noch nicht durch den Motor 5 erwärmt wurde, in den Radiator 3 strömen. Da das Erwärmen des Motors 5 weiter fortschreitet, wird dann die Temperatur des Kühlwassers höher und höher. Nach einem Vollenden eines Aufwärmens des Motors 5 wird Hochtemperatur-Heißwasser in den Radiator 3 strömen. Auf der rechten und linken Seite von dem Radiator 3 sind Scheinwerfer 4 angeordnet. In dem Motorraum 2 ist der Motor 5 seitlich platziert. Vor dem Motor 5 ist ein Ansaugkrümmer 11 vorgesehen, um Luft in einen Brennraum (nicht gezeigt) einzuführen. Hinter dem Motor 5 ist ein Auspuffkrümmer 21 vorgesehen, um es zu ermöglichen, dass Abgas aus dem Brennraum ausströmt. Ein stromabwärtiges Ende des Auspuffkrümmers 21 ist mit einem Kataraktkonverter für eine Abgasreinigung und einem Abgasrohr (nicht gezeigt) verbunden. Der Auspuffkrümmer 21 und anderes bilden eine Abgaspassage und ein Abgassystem.
Ein Einlass des Ansaugkrümmers 11 ist über eine Drosseleinrichtung 12 mit einem Ansaugrohr 13 verbunden. Ein Vorderende des Ansaugrohrs 13 ist mit einem Luftfilter 14 versehen. Dieser Luftfilter 14 ist mit einem Ansaugeinlass 14a versehen. Dieser Ansaugkrümmer 11, diese Drosseleinrichtung 12, dieses Ansaugrohr 13 und dieser Luftfilter 14 bilden eine Ansaugpassage und ein Ansaugsystem der vorliegenden Erfindung. Die Ansaugpassage 11 ist konfiguriert, Luft (Ansaugluft) in den Brennraum des Motors 5 einzuführen. Der Ansaugkrümmer enthält einen Ausgleichsbehälter 11a und eine Mehrzahl von Rohrabzweigungen 11b. Die Drosseleinrichtung 12 enthält ein Drosselventil 12a. Diese Drosseleinrichtung 12 ist an einem rechten Ende des seitlich platzierten Ausgleichsbehälters 11a befestigt. Das Ansaugrohr 13 erstreckt sich von der Drosseleinrichtung 12 nach rechts und ist mit dem Luftfilter 14 verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Drosseleinrichtung 12 einer Zusatzeinrichtung der vorliegenden Erfindung, die in Beziehung zu der Ansaugpassage vorgesehen ist. Eine Heißwasserpassage 16 ist zwischen dem Motor 5 und der Drosseleinrichtung 12 vorgesehen. Die Heißwasserpassage 16 ist angeordnet, um durch Kühlen des Motors 5 erwärmtes Kühlwasser (heißes Wasser) dadurch umzuwälzen, um es zu ermöglichen, dass das Kühlwasser in das Gehäuse der Drosseleinrichtung 12 strömt, d. h. um das Drosselventil 12 herum zirkuliert, um die Drosseleinrichtung 12 zu heizen. Die Heißwasserpassage 16 ist von der Kühlwasserpassage abzweigend vorgesehen. An einer bestimmten Stelle ist in der Heißwasserpassage 16 ein nicht-elektrisch-betriebenes Heißwassersteuerungsventil 17 vorgesehen, um eine Strömung des heißen Wassers zu steuern. In diesem Heißwassersteuerungsventil 17 ist ein Expansions-Kontraktions-Element 18 vorgesehen, um ein Öffnen/Schließen des Heißwassersteuerungsventils 17 entsprechend der Temperatur des Motorraums 2 zu steuern. Dieses Expansions-Kontraktions-Element 18 entspricht einem Steuerungsmittel der vorliegenden Erfindung.
Als nächstes wird der Aufbau des Heißwassersteuerungsventils 17 im Detail beschrieben. 3 ist eine Querschnittsansicht des Heißwassersteuerungsventils 17 in einem geschlossenen Ventilzustand. 4 ist eine Querschnittsansicht des Heißwassersteuerungsventils 17 in einem geöffneten Ventilzustand. Wie in 3 und 4 gezeigt, enthält das Heißwassersteuerungsventil 17 einen Ventilteil 17A, der ein Ventilelement 26 enthält, um die Heißwasserpassage 16 zu öffnen und zu schließen, und einen Antriebsteil 17B, um dieses Ventilelement 26 anzutreiben.
Das Ventilteil 17A ist mit einem Gehäuse 27, das in einer Draufsicht eine beinahe T-Form hat, versehen. Dieses Gehäuse 27 enthält einen hohlen Passagenteil 27a und einen hohlen Zylinderteil 27b, der den Passagenteil 27a schneidet. Beide Enden des Passagenteils 27a sind individuell mit Rohrverbindungen 28 verbunden. Diese Rohrverbindungen 28 sind weiter mit der Heißwasserpassage 16 verbunden, so dass der Passagenteil 27a einen Teil der Heißwasserpassage 16 bildet. Der Zylinderteil 27b ist mit einem Ventilelement 26 versehen. Dieses Ventilelement 26 hat eine beinahe Säulenform und ist platziert, um zwischen einer geschlossenen Ventilposition, um, wie in 3 gezeigt, einen Durchgang des Passagenteils 27a zu blockieren, und einer geöffneten Ventilposition, um, wie in 4 gezeigt, den Passagenteil 27a zu öffnen, hin- und herzugehen. Das Ventilelement 26 ist mit einem Ventilschaft 29 versehen, der sich zu dem Antriebsteil 173 erstreckt.
Der Antriebsteil 173 ist mit einem Gehäuse 30 versehen, das eine zylindrische Form hat. Dieses Gehäuse 30 hat eine am Boden geschlossene zylindrische Form mit einem offenen Ende (einem rechten Ende in 3), das durch einen Deckel 30a abgedichtet ist. In diesem Gehäuse 30 erstreckt sich der Ventilschaft 29 in einer axialen Richtung, indem er den Boden des Gehäuses 30 durchdringt. In dem Gehäuse 30 ist ein scheibenförmiges Flanschelement 31 mit einem Vorderendabschnitt des Ventilschafts 29 befestigt. Dieses Flanschelement 31 dient auch als ein wärmeisolierendes Element, das eine wärmeisolierende Eigenschaft hat. Als Materialien für das wärmeisolierende Element werden beispielsweise Keramik und Harz verwendet. In dem Gehäuse 30 sind ferner ein Expansions-Kontraktions-Element 18 und eine Feder 19 mit dem dazwischen eingefügten Flanschelement 31 angeordnet. Im Speziellen ist das als das wärmeisolierende Element dienende Flanschelement 31 zwischen der Feder 19 und dem Expansions-Kontraktions-Element 18 platziert. Das heißt, dass das Expansions-Kontraktions-Element 18 zwischen dem Boden des Gehäuses 30 und dem Flanschelement 31 vorgesehen ist. Dieses Expansions-Kontraktions-Element 18 ist aus einer in einer Spulenform gebildeten Formgedächtnislegierung hergestellt. Die Feder 19 ist zwischen dem Flanschelement 31 und dem Deckel 30a vorgesehen. Diese Feder 19 ist eine Komponente des Antriebsteils 17B. Das Expansions-Kontraktions-Element 18 kann sich als Reaktion auf die Innentemperatur des Motorraums 2 ausdehnen oder zusammenziehen, um Operationen des Antriebsteils 17B zu steuern. Im Speziellen zieht sich das Expansions-Kontraktions-Element 18 in einer Hochtemperatur-Periode, in der die Innentemperatur des Motorraums 2 hoch ist, wie in 3 gezeigt, zusammen, und das Flanschelement 31 wird durch die drängende Kraft der Feder 19 zusammen mit dem Ventilschaft 29 zusammengedrückt, und dabei das Ventilelement 26 in die geschlossene Ventilposition verschoben. Andererseits dehnt sich das Expansions-Kontraktions-Element 18 in einer Niedrigtemperatur-Periode, in der die Innentemperatur des Motorraums 2 niedrig ist, wie in 4 gezeigt, aus, und drückt das Flanschelement 31 zusammen mit dem Ventilschaft 29 in einer entgegengesetzten Richtung gegen die drängende Kraft der Feder 19, wobei das Ventilelement 26 in die geöffnete Ventilposition verschoben wird.
Beispielsweise verringert sich während einer Niedrigtemperatur-Außenluft-Periode, in der die Außenlufttemperatur auf den Gefrierpunkt fällt, und nach Vollenden des Aufwärmens des Motors 5, die Innentemperatur des Motorraums 2 in 1 aufgrund des kalten strömenden Winds, der in Verbindung mit dem Fahren des Fahrzeugs 1 durch den Radiator 3 passiert. Somit wird das Heißwassersteuerungsventil 17 geöffnet und ermöglicht es heißem Wasser, wie durch Pfeile in 1 angegeben, in die Heißwasserpassage 16 zu strömen, um die Drosseleinrichtung 12 zu heizen. Andererseits steigt während einer Normaltemperatur-Außenluft-Periode, in der die Außenlufttemperatur normal ist, und nach Vollenden des Aufwärmens des Motors 5, die Innentemperatur des Motorraums 2 aufgrund des warmen Fahrtwinds, der in Verbindung mit dem Fahren des Fahrzeugs 1 durch den Radiator 4 passiert, an. Dementsprechend wird das Heißwassersteuerungsventil 17 geschlossen und sperrt eine Strömung des heißen Wassers in der Heißwasserpassage 16 ab, um ein Heizen der Drosseleinrichtung 12 zu beenden.
Gemäß der Ansaugsystem-Heißwasserheizeinrichtung eines Fahrzeugmotors in der oben erklärten vorliegenden Ausführungsform ist der Radiator 3 in dem in dem Vorderteil des Fahrzeugs 1 gelegenen Motorraum 2 auf einer Vorderseite platziert, und der Motor 5 und sein Ansaugsystem, d. h. der Ansaugkrümmer 11, das Ansaugrohr 13, der Luftfilter 14 und die Drosseleinrichtung 12, die eine Zusatzeinrichtung ist, sind hinter dem Radiator 3 platziert. Während eines Betriebs des Motors 5 strömt die durch den Radiator 3 durchgegangene Luft in den Motorraum 2, wobei sie einen thermischen Einfluss auf die Luft in dem Motorraum 2 hat. Jedoch ist der Motorraum 2 mit durch den Motor 5 erzeugter Hitze (erhitzte Luft) gefüllt, und somit verändert sich die Innentemperatur des Motorraums 2 relativ langsam. Hierbei wird, um die Drosseleinrichtung 12 zu heizen, das durch ein Kühlen des Motors 5 erwärmte Heißwasser durch die Heißwasserpassage 16 um die Drosseleinrichtung 12 herum zirkuliert. Ein Öffnen und ein Schließen des Heißwassersteuerungsventils 17 werden durch das Expansions-Kontraktions-Element 18, das das Steuerungsmittel entsprechend der Innentemperatur des Motorraums 2 ist, gesteuert, wobei eine Strömung des heißen Wassers in der Heißwasserpassage 16 gesteuert wird. Dementsprechend ändert sich, selbst wenn sich die Temperatur der durch den Radiator 3 durchgehenden und in den Motorraum 2 strömenden Luft ändert, die Innentemperatur des Motorraums 2 nicht plötzlich und somit wird das Heißwassersteuerungsventil 17 nicht oft geschaltet, um zu öffnen und zu schließen. Daher kann die in dem Ansaugsystem vorgesehene Drosseleinrichtung 12, wenn notwendig, von durch ein Kühlen des Motors 5 erwärmtem Heißwasser ohne Verursachen eines Schwankens stabil geheizt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform steuert ein als Reaktion auf die Innentemperatur des Motorraums 2 verursachtes Ausdehnen oder Zusammenziehen des Expansions-Kontraktions-Element 18 die Operation der Feder 19, die das Antriebsteil ist, wobei ein Öffnen und Schließen des Heißwassersteuerungsventils 17 gesteuert wird. Folglich ist es nicht notwendig, irgendeinen elektrischen Aufbau für eine Öffnungs- und Schließsteuerung des Heißwassersteuerungsventils 17 vorzusehen. Dies kann einen vereinfachten Aufbau der Heißwasserheizeinrichtung erzielen.
In der vorliegenden Ausführungsform kann, da das Expansions-Kontraktions-Element 18 aus einer Formgedächtnislegierung hergestellt ist, dieses Expansions-Kontraktions-Element 18 relativ einfach in dem Heißwassersteuerungsventil 17 installiert werden, und, verglichen mit einem aus einem flüssigen oder Fluidmaterial hergestelltem Expansions-Kontraktions-Element, relativ einfach gesteuert werden. In dieser Hinsicht kann ein Herstellen und Steuern des Heißwassersteuerungsventils 17 vereinfacht werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das aus einem wärmeisolierenden Element hergestellte Flanschelement 31 zwischen der Feder 19 und dem Expansions-Kontraktions-Element 18, die den Antriebsteil bilden, platziert. Dementsprechend wird die auf die Feder 19 übertragene Wärme durch das Flanschelement 31 blockiert und somit ist es wenig wahrscheinlich, dass sie auf das Expansions-Kontraktions-Element 18 übertragen wird. Dies ermöglicht es, einen zusätzlichen thermischen Einfluss auf das Expansions-Kontraktions-Element 18 zu verhindern und ein Öffnen und Schließen des Heißwassersteuerungsventils 17 gemäß der Innentemperatur des Motorraums 2 sauber zu steuern.
<Zweite Ausführungsform>
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems für einen Fahrzeugmotor durch heißes Wasser gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail erklärt.
In der folgenden Beschreibung sind zu denen in der ersten Ausführungsform identische oder gleiche Komponenten mit denselben Bezugszeichen wie die in der ersten Ausführungsform versehen und ihre Details werden nicht erklärt. Die folgende Erklärung ist somit auf die Unterschiede von der ersten Ausführungsform konzentriert gegeben.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass ein Heißwassersteuerungsventil 20, das einen von dem Heißwassersteuerungsventil 17 der ersten Ausführungsform unterschiedlichen Aufbau hat, stattdessen vorgesehen ist. 5 ist eine Querschnittsansicht des Heißwassersteuerungsventils 20 in einem geschlossenen Ventilzustand. 6 ist eine Querschnittsansicht des Heißwassersteuerungsventils 20 in einem geöffneten Ventilzustand. Wie in 5 und 6 gezeigt, ist dieses Heißwassersteuerungsventil 20 mit einem Gehäuse 32 versehen, das in einer Draufsicht nahezu eine T-Form hat. Dieses Gehäuse 32 enthält einen hohlen Passagenteil 32a und einen hohlen Zylinderteil 32b, der den Passagenteil 32a schneidet. Beide Enden des Passagenteils 32a sind mit der Heißwasserpassage 16 verbunden, so dass der Passagenteil 32a ein Teil der Heißwasserpassage 16 bildet. Der Zylinderteil 32b ist mit dem Ventilelement 26 und dem Ventilschaft 29, um die Heißwasserpassage 16 zu öffnen und zu schließen, und einer, um das Ventilelement 26 anzutreiben, als das Antriebsteil dienenden Feder 33 versehen. Das Ventilelement 26 ist platziert, um innerhalb des Zylinderteils 32b zwischen einer geschlossenen Ventilposition, um, wie in 5 gezeigt, den Passagenteil 32a zu blockieren, und einer geöffneten Ventilposition, um, wie in 6 gezeigt, den Passagenteil 32a zu öffnen, hin- und herzugehen.
In dem Zylinderteil 32b sind ein Lager 34, das den Ventilschaft 29 beweglich lagert, und eine Trennwand 35 feststehend vorgesehen. Der Ventilschaft 29 erstreckt sich durch ein Durchdringen dieses Lager 34 und dieser Trennwand 35. Ein Vorderende des Ventilschafts 29 ist mit dem scheibenförmigen Flanschelement 31, das auch als das wärmeisolierende Element dient, verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Feder 33 zwischen der Trennwand 35 und dem Flanschelement 31 platziert. Ferner ist ein Expansions-Kontraktions-Element 36 zwischen dem Flanschelement 31 und einem Boden 32c des Zylinderteils 32b vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Expansions-Kontraktions-Element 36 aus einem ”Wachs-Thermoelement” gebildet. Wie gut bekannt, enthält das Wachs-Thermoelement innen ein Thermo-Wachs, das sich als Reaktion auf Temperaturen ausdehnt oder zusammenzieht, und einen Kolben 36a, der sich in Verbindung mit einem Ausdehnen oder Zusammenziehen des Thermo-Wachses ausdehnt oder zusammenzieht. Dieses Expansions-Kontraktions-Element 36 kann sich als Reaktion auf die Innentemperatur des Motorraums 2 ausdehnen oder zusammenziehen, um Operationen der Feder 33 zu steuern. Im Speziellen dehnt sich der Kolben 36a des Expansions-Kontraktions-Element 36, wie in 5 gezeigt, in einer Hochtemperatur-Periode aus und drückt das Flanschelement 31 und den Ventilschaft 29 gegen die drängende Kraft der Feder 33, wobei das Ventilelement 26 in die geschlossene Ventilposition verschoben wird. Andererseits zieht sich der Kolben 36a des Expansions-Kontraktions-Elements 36 und auch das Flanschelement 31 in einer Niedrigtemperatur-Periode, in der die Innentemperatur des Motorraums 2 niedrig ist, zusammen, und die Feder 33 drückt den Ventilschaft 29 und das Flanschelement 31 in die entgegengesetzte Richtung, wobei das Ventilelement 26 in die geöffnete Ventilposition verschoben wird.
Gemäß der Ansaugsystem-Heißwasserheizeinrichtung eines Fahrzeugmotors in der oben erklärten vorliegenden Ausführungsform wird, wenn sich das aus einem Wachs-Thermoelement hergestellte Expansions-Kontraktions-Element 36 ausdehnt (erstreckt), das Heißwassersteuerungsventil 20 geschlossen und somit die Heißwasserpassage 16 blockiert. Wenn sich das Expansions-Kontraktions-Element 36 zusammenzieht, wird das Heißwassersteuerungsventil 20 geöffnet, und somit die Heißwasserpassage 16 geöffnet. In dieser Hinsicht dehnt sich das Expansions-Kontraktions-Element 36 der vorliegenden Ausführungsform aus (erstreckt sich), und zieht sich zusammen, um das Ventilelement 26 zu bewegen, um die Heißwasserpassage 16 in einer entgegengesetzten Weise zu dem Expansions-Kontraktions-Element 18 der ersten Ausführungsform zu öffnen und zu schließen. Jedoch ist die Funktion des Expansions-Kontraktions-Element 36, um ein Öffnen/Schließen des Heißwassersteuerungsventils 20 zu steuern, gleich dem des Expansions-Kontraktions-Elements 18, so dass die vorliegende Ausführungsform dieselben Operationen und Vorteile wie die erste Ausführungsform erzielen kann.
<Dritte Ausführungsform>
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems für einen Fahrzeugmotor durch heißes Wasser gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail erklärt.
7 und 8 sind Draufsichten, die das Vorderteil des Fahrzeugs 1, von dem eine Haube entfernt wurde, schematisch zeigen. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und zweiten Ausführungsform in den folgenden Punkten. Im Speziellen ist darin die Heißwasserpassage 16 mit einem Heißwassersteuerungsventil 23, das aus einem motorbetriebenen Ventil gebildet ist, versehen. Dieses Heißwassersteuerungsventil 23 ist konfiguriert, ein Ventilelement (nicht gezeigt) durch einen Motor 23a (siehe 9), der durch ein Versorgen mit Strom angetrieben wird, um eine Strömung von heißem Wasser in der Heißwasserpassage 16 zu steuern, zu öffnen und zu schließen. Der Motor 23a entspricht dem Antriebsteil und dem Elektromotor der vorliegenden Erfindung. Wie in 7 und 8 gezeigt, ist ein Motorraumtemperatursensor 41 in dem Motorraum 2 vorgesehen, um die Innentemperatur des Motorraums 2 als eine Motorraumtemperatur THEC zu erfassen. Dieser Sensor 41 entspricht einem Beispiel eines Motorraumtemperaturerfassungsmittels der vorliegenden Erfindung. Der Luftfilter 14 ist mit einem Ansauglufttemperatur-(IAT-)Sensor 42 versehen, um eine Temperatur von in den Luftfilter 14 strömender Ansaugluft als eine Ansauglufttemperatur THA zu erfassen. Der Ansauglufttemperatursensor 42 entspricht einem Beispiel eines Ansauglufttemperaturerfassungsmittels der vorliegenden Erfindung. Der Motor 5 ist mit einem Wassertemperatursensor 43 versehen, um die Temperatur THW von Kühlwasser (”Kühlwassertemperatur”), das in dem Motor strömt, zu erfassen. Da das Kühlwasser in der Heißwasserpassage 16 strömt, entspricht der Wassertemperatursensor 43 einem Beispiel eines Heißwassertemperaturerfassungsmittels der vorliegenden Erfindung. Die Drosseleinrichtung 12 ist mit einem Drosseltemperatursensor 44 versehen, um die Temperatur des Gehäuses der Drosseleinrichtung 12 als eine Drosseltemperatur THR zu erfassen. Dieser Drosseltemperatursensor 44 entspricht einem Beispiel eines Zusatzeinrichtungstemperaturerfassungsmittels der vorliegenden Erfindung. Darüber hinaus ist außerhalb von dem Radiator 3 ein Außenlufttemperatur-(OAT-)Sensor 45 vorgesehen, um die Temperatur von Außenluft (”Außenlufttemperatur”) THOA zu erfassen. Dieser Außenlufttemperatursensor 45 entspricht einem Beispiel eines Außenlufttemperaturerfassungsmittels der vorliegenden Erfindung. Auf der Fahrerseite ist in dem Fahrzeug 1 ferner eine Alarmlampe 24 vorgesehen, um über eine Abnormität des Heißwassersteuerungsventils 23 zu informieren. Das Fahrzeug 1 ist mit einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 50 versehen, um das Heißwassersteuerungsventil 23 basierend auf Erfassungswerten der Sensoren 41 bis 45 zu steuern.
9 ist ein Blockdiagramm, das einen elektrischen Aufbau der Ansaugsystem-Heißwasserheizeinrichtung in der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Eine Eingangsseite der ECU 50 ist mit dem Motorraumtemperatursensor 41, dem Ansauglufttemperatursensor 42, dem Wassertemperatursensor 43, dem Drosseltemperatursensor 44 und dem Außenlufttemperatursensor 45 verbunden. Eine Ausgangsseite der ECU 50 ist mit dem Motor 23a des Heißwassersteuerungsventils 23 und der Alarmlampe 24 verbunden. Die ECU 50 entspricht einem Beispiel eines Steuerungsmittels der vorliegenden Erfindung und ist konfiguriert, das Heißwassersteuerungsventil 23 basierend auf der erfassten Motorraumtemperatur THEC zu steuern, um eine Heißwasserheizsteuerung auszuführen.
Als nächstes wird die durch die ECU 50 auszuführende Heißwasserheizsteuerung erklärt. 10 ist ein Ablaufdiagramm, das Inhalte dieser Heißwasserheizsteuerung zeigt. Wenn das Abarbeiten zu dieser Routine wechselt, nimmt die ECU 50 in Schritt 100 die Motorraumtemperatur THEC basierend auf einem Erfassungswert des Motorraumtemperatursensors 41 auf (ruft ab).
In Schritt 110 bestimmt die ECU 50, ob ein Ventil-Schließ-Merker XVC ”0” ist. Dieser Ventil-Schließ-Merker XVC wird auf ”0” gesetzt, wenn das Heißwassersteuerungsventil 23 geöffnet ist, und alternativ auf ”1”, wenn das Heißwassersteuerungsventil 23 geschlossen ist. Wenn ein Bestimmungsergebnis in Schritt 110 positiv ist (JA), wechselt das Abarbeiten zu Schritt 120. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 110 negativ ist (NEIN), wechselt die ECU 50 andererseits das Abarbeiten zu Schritt 150.
In Schritt 120 bestimmt die ECU 50, ob die Motorraumtemperatur THEC höher als ein erster vorbestimmter Wert TH1 ist. Hierbei kann der erste vorbestimmte Wert TH1 beispielsweise mit ”35°C” angewendet werden. Wenn ein Bestimmungsergebnis in Schritt 120 positiv ist, führt die ECU 50 das Abarbeiten zu Schritt 130 weiter. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 120 negativ ist, wechselt die ECU 50 andererseits das Abarbeiten zu Schritt 160.
In Schritt 130 steuert die ECU 50 den Motor 23a, um das Heißwassersteuerungsventil 23 zu schließen. Dieses sperrt den Heißwasserstrom in der Heißwasserpassage 16 ab.
In Schritt 140 setzt die ECU 50 nachfolgend den Ventil-Schließ-Merker XVC auf ”1” und führt die Abarbeitung zu Schritt 100 zurück.
Andererseits bestimmt nachfolgend auf Schritt 110 die ECU 50 in Schritt 150, ob die Motorraumtemperatur THEC niedriger als ein zweiter vorbestimmter Wert TH2 (TH2 < TH1) ist. Hierbei kann der zweite vorbestimmte Wert TH2 beispielsweise mit ”30°C” angewendet werden. Wenn ein Bestimmungsergebnis in Schritt 150 positiv ist, führt die ECU 50 das Abarbeiten zu Schritt 160 weiter. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 150 negativ ist, wechselt die ECU 50 das Abarbeiten zu Schritt 130.
Nachfolgend auf Schritt 150 oder Schritt 120 steuert die ECU 50 in Schritt 160 den Motor 23a, um das Heißwassersteuerungsventil 23 zu öffnen, wobei es dem heißen Wasser ermöglicht wird, durch die Heißwasserpassage 16 zu strömen.
Danach setzt die ECU 50 in Schritt 170 den Ventil-Schließ-Merker XVC auf ”0” und führt das Abarbeiten zu Schritt 100 zurück.
Gemäß der vorangehenden Heißwasserheizsteuerung verringert sich beispielsweise während einer Niedrigtemperatur-Außenluft-Periode und nach einem Vollenden des Aufwärmens des Motors 5 die Innentemperatur des Motorraums 2 aufgrund von kaltem Fahrtwind, der in Zusammenhang mit dem Fahren des Fahrzeugs 1 durch den Radiator 3 durchgeht. Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn die erfasste Motorraumtemperatur THEC niedriger als der zweite vorbestimmte Wert TH2 wird, das Heißwassersteuerungsventil 23 geöffnet und ermöglicht es dem heißen Wasser, wie durch Pfeile in 7 angegeben, durch die Heißwasserpassage 16 zu strömen, wobei die Drosseleinrichtung 12 geheizt wird. Andererseits erhöht sich während der Außenluft-Normaltemperatur-Periode und nach einem Vollenden des Aufwärmens des Motors 5 die Innentemperatur des Motorraums 2 in 8 aufgrund von warmem Fahrtwind, der in Zusammenhang mit dem Fahren des Fahrzeugs 1 durch den Radiator 3 durchgeht. Zu diesem Zeitpunkt wird, wenn die erfasste Motorraumtemperatur THEC höher als der erste vorbestimmte Wert TH1 wird, das Heißwassersteuerungsventil 23 geschlossen, wobei das Strömen oder das Zirkulieren von heißem Wasser durch die Heißwasserpassage 16 abgesperrt wird, wobei ein Heizen der Drosseleinrichtung 12 beendet wird.
Gemäß der Ansaugsystem-Heißwasserheizeinrichtung eines Fahrzeugmotors in der vorliegenden oben erklärten Ausführungsform, die sich von jedem der Heißwassersteuerungsventile 17 und 20 von dem Temperatur-empfindlichen Typ in den oben erwähnten Ausführungsformen unterscheidet, wird der Motor 23a basierend auf der durch den Motorraumtemperatursensor 41 erfassten Motorraumtemperatur THEC durch die ECU 50 genau gesteuert, und somit kann das Heißwassersteuerungsventil 23c in geeigneter Weise geöffnet oder geschossen werden. Dementsprechend kann, wenn erforderlich, die in dem Ansaugsystem vorgesehene Drosseleinrichtung 12, wie in jeder der vorangehenden Ausführungsformen, von durch Kühlen des Motors 5 erwärmtem heißen Wasser stabil geheizt werden, ohne ein Schwanken zu verursachen. Zusätzlich kann die Steuerungsgenauigkeit des Heißwassersteuerungsventils 23 bezüglich der Innentemperatur des Motorraums 2 verbessert werden.
<Vierte Ausführungsform>
Eine vierte Ausführungsform der Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems eines Fahrzeugmotors durch heißes Wasser gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail erklärt.
Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform in den folgenden Punkten. Im Speziellen ist der in 7 bis 9 gezeigte Motorraumtemperatursensor 41 in der vorliegenden Ausführungsform weggelassen und stattdessen wird die Motorraumtemperatur THEC gemäß den Betriebsbedingungen des Motors 5 abgeschätzt. 11 ist ein Ablaufdiagramm, das Inhalte des Abschätzungsprozesses zeigt.
Wenn das Abarbeiten zu dieser Routine wechselt, nimmt die ECU 50 in Schritt 200 eine Ansauglufttemperatur THA, eine Kühlwassertemperatur THW und eine Außenlufttemperatur THOA jeweils basierend auf Erfassungswerten des Ansauglufttemperatursensors 42, des Wassertemperatursensors 43 und des Außenlufttemperatursensors 45 auf. Hierbei wird die Kühlwassertemperatur THW als der Heißwassertemperatur in der Heißwasserpassage 16 entsprechend angenommen.
In Schritt 210 schätzt die ECU 50 dann eine durch den Motor 5 erzeugte Wärmemenge (Motorwärmemenge) QE aus der aufgenommenen Kühlwassertemperatur THW ab. Die ECU 50 kann diese Motorwärmemenge QE bezogen auf für den Motor 5 im Voraus experimentell erhaltenen Wärmemengendaten abschätzen.
In Schritt 220 berechnet die ECU 50 dann eine Basismotorraumtemperatur THECB aus der abgeschätzten Motorwärmemenge QE. Die ECU 50 kann diese Basismotorraumtemperatur THECB bezogen auf im Voraus experimentell erhaltenen Temperaturdaten berechnen.
In Schritt 230 berechnet die ECU 50 nachfolgend einen Ansauglufttemperaturkorrekturwert KA aus der aufgenommenen Ansauglufttemperatur THA. Die ECU 50 kann diesen Ansauglufttemperaturkorrekturwert KA bezogen auf im Voraus experimentell erhaltenen Korrekturwertdaten berechnen.
In Schritt 240 berechnet die ECU 50 einen Außenlufttemperaturkorrekturwert KOA aus der aufgenommenen Außenlufttemperatur THOA. Die ECU 50 kann diesen Außenlufttemperaturkorrekturwert KOA bezogen auf im Voraus experimentell erhaltenen Korrekturwertdaten berechnen.
In Schritt 250 schätzt dann die ECU 50 eine Motorraumtemperatur THEC basierend auf der folgenden Gleichung (1) ab und führt das Abarbeiten zu Schritt 200 zurück: THEC = THECB + KA + KOA (Gl. 1)
Die ECU 50 spiegelt ferner die wie oben in der in 10 gezeigten Heißwasserheizsteuerung abgeschätzte Motorraumtemperatur THEC wider.
Gemäß der Ansaugsystem-Heißwasserheizeinrichtung eines Fahrzeugmotors in der vorliegenden oben erklärten Ausführungsform wird die Innentemperatur des Motorraums 2 basierend auf der erfassten Ansauglufttemperatur THA, der Kühlwassertemperatur THW (Heißwassertemperatur) und der Außenlufttemperatur THOA durch die ECU 50 als die Motorraumtemperatur THEC abgeschätzt. Der Motor 23a wird basierend auf der abgeschätzten Motorraumtemperatur THEC durch die ECU 50 genau gesteuert und dementsprechend wird das Heißwassersteuerungsventil 23 sauber geöffnet und geschlossen. Folglich ist es in der vorliegenden Ausführungsform, im Unterschied zu der dritten Ausführungsform, nicht notwendig, den Motorraumtemperatursensor 41, der ausschließlich für eine Erfassung der Motorraumtemperatur THEC verwendet wird, vorzusehen. In dieser Hinsicht kann der Aufbau der Ansaugsystem-Heißwasserheizeinrichtung stärker vereinfacht werden als in der dritten Ausführungsform.
<Fünfte Ausführungsform>
Eine fünfte Ausführungsform der Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems für einen Fahrzeugmotor durch heißes Wasser gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail erklärt.
Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten und vierten Ausführungsform in den folgenden Punkten. Im Speziellen ist der in 7 bis 9 gezeigte Motorraumtemperatursensor 41 in der fünften Ausführungsform weggelassen und stattdessen führt die ECU 50 eine Heißwasserheizsteuerung basierend auf der Ansauglufttemperatur THA aus. 12 ist ein Ablaufdiagramm, das Inhalte der Heißwasserheizsteuerung zeigt.
Dieses Ablaufdiagramm unterscheidet sich in den Inhalten in den Schritten 105, 125 und 155 von den Inhalten in den Schritten 100, 120 und 150 in dem Ablaufdiagramm in 10. Im Speziellen nimmt die ECU 50, anstatt in Schritt 100, eine Ansauglufttemperatur THA basierend auf einem Erfassungswert des Ansauglufttemperatursensors 42 in Schritt 105 auf. Anstatt in Schritt 120 bestimmt die ECU 50, ob die Ansauglufttemperatur THA höher als der erste vorbestimmte Wert TH1 ist, in Schritt 125. Anstatt in Schritt 150 bestimmt die ECU 50, ob die Ansauglufttemperatur THA niedriger als der zweite vorbestimmte Wert TH2 (TH2 < TH1) ist, in Schritt 155. Andere Ablaufinhalte in diesem Ablaufdiagramm sind dieselben wie diese in dem Ablaufdiagramm in 10.
In der Ansaugsystem-Heißwasserheizeinrichtung eines Fahrzeugmotors in der vorliegenden oben erklärten Ausführungsform ist die ECU 50 konfiguriert, den Motor 23a basierend auf der durch den Ansauglufttemperatursensor 42 erfassten Ansauglufttemperatur THA zu steuern, um das Heißwassersteuerungsventil 23 zu öffnen und zu schließen. Im Allgemeinen wird die Ansauglufttemperatur in der Ansaugpassage durch die Wärme innerhalb des Motorraums beeinflusst, und daher korreliert sie mit der Temperatur des Motorraums. Dementsprechend wird der Motor 23a basierend auf der erfassten Ansauglufttemperatur THA durch die ECU 50 genau gesteuert, und das Heißwassersteuerungsventil 23 wird sauber geöffnet und geschlossen. Auch in der vorliegenden Ausführungsform ist es dementsprechend nicht nötig, den Motorraumtemperatursensor 41, der ausschließlich für eine Erfassung der Motorraumtemperatur THEC verwendet wird, vorzusehen, und somit kann der Aufbau der Ansaugsystem-Heißwasserheizeinrichtung stärker vereinfacht sein als in der dritten Ausführungsform.
<Sechste Ausführungsform>
Eine sechste Ausführungsform der Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems für einen Fahrzeugmotor durch heißes Wasser gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen nachstehend erklärt.
Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich in Inhalten der Heißwasserheizsteuerung von der dritten bis fünften Ausführungsform. In der sechsten Ausführungsform ist im Speziellen der in 7 bis 10 gezeigte Motorraumtemperatursensor 41 weggelassen und stattdessen führt die ECU 50 die in einem Ablaufdiagramm in 13 gezeigte Heißwasserheizsteuerung aus.
Wenn das Abarbeiten zu dieser Routine wechselt, nimmt die ECU 50 in Schritt 300 eine Ansauglufttemperatur THA basierend auf einem Erfassungswert des Ansauglufttemperatursensors 42 auf.
In Schritt 310 nimmt die ECU 50 jeweils auf Erfassungswerten des Wassertemperatursensors 43 und des Drosseltemperatursensors 44 basierend eine Kühlwassertemperatur THW und eine Drosseltemperatur THR auf. Hierbei entspricht die Kühlwassertemperatur THW der Heißwassertemperatur in der Heizwasserpassage 16, und der Wassertemperatursensor 43 entspricht einem Heißwassertemperaturerfassungsmittel der vorliegenden Erfindung. Die Drosseltemperatur THR entspricht einer Zusatzeinrichtungstemperatur der vorliegenden Erfindung und der Drosseltemperatursensor 44 entspricht einem Zusatzeinrichtungstemperaturerfassungsmittel der vorliegenden Erfindung.
In Schritt 320 bestimmt die ECU 50 nachfolgend, ob der Ventil-Schließ-Merker XVC ”0” ist. Wenn ein Bestimmungsergebnis in Schritt 320 positiv ist, führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 330 weiter. Andererseits wechselt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 390, wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 320 negativ ist.
In Schritt 330 bestimmt die ECU 50, ob die Ansauglufttemperatur THA höher als der erste vorbestimmte Wert TH1 ist. Wenn ein Bestimmungsergebnis in Schritt 330 positiv ist, führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 340 weiter. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 330 negativ ist, wechselt die ECU 50 das Abarbeiten zu Schritt 400.
In Schritt 340 schließt die ECU 50 das Heißwassersteuerungsventil 23, wobei der Heißwasser-Strom durch die Heißwasserpassage 16 abgesperrt wird. In Schritt 350 setzt die ECU 50 dann den Ventil-Schließ-Merker XVC auf ”1”.
In Schritt 360 bestimmt die ECU 50, ob eine Temperatur (THW-α), die durch Subtrahieren eines vorbestimmten Werts α von der Kühlwassertemperatur THW erhalten wird, höher als die Drosseltemperatur THR ist. Wenn ein positives Ergebnis in Schritt 360 erhalten wird, führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 370 weiter. Wenn ein negatives Ergebnis in Schritt 360 erhalten wird, wechselt die ECU 50 andererseits das Abarbeiten zu Schritt 380.
In Schritt 370 beurteilt die ECU 50 das Heißwassersteuerungsventil 23 in Übereinstimmung mit einer Anweisung als normal geschlossen (Normal-Bestimmung) und führt das Abarbeiten zu Schritt 300 zurück. Die ECU 50 kann dieses Bestimmungsergebnis in einem eingebauten Speicher speichern.
Andererseits beurteilt die ECU 50 in Schritt 380 das Heißwassersteuerungsventil 23 als entgegen der Anweisung abnorm geöffnet (Abnorm-Bestimmung) und führt das Abarbeiten zu Schritt 300 zurück. Hierbei kann die ECU 50 dieses Bestimmungsergebnis in dem eingebauten Speicher speichern. Die ECU 50 kann auch die Alarmlampe 24 blinken lassen, um über diese Abnormität zu informieren.
Nachfolgend auf Schritt 320 bestimmt die ECU 50 in Schritt 390 andererseits, ob die Ansauglufttemperatur THA niedriger als der zweite vorbestimmte Wert TH2 (TH2 < TH1) ist. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 390 positiv ist, führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 400 weiter. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 390 negativ ist, wechselt die ECU 50 das Abarbeiten zu Schritt 340.
Nachfolgend auf Schritt 390 oder 330 steuert die ECU 50 in Schritt 400 den Motor 23a, um das Heißwassersteuerungsventil 23 zu öffnen, wobei es dem heißen Wasser ermöglicht wird, durch die Heißwasserpassage 16 zu strömen. In Schritt 410 setzt, die ECU 50 danach den Ventil-Schließ-Merker XVC auf ”0”.
In Schritt 420 bestimmt die ECU 50 dann, ob eine Temperatur (THW-β), die durch Subtrahieren eines vorbestimmten Werts β(α > β) von der Kühlwassertemperatur THW erhalten wird, niedriger als die Drosseltemperatur THR ist. Wenn ein positives Ergebnis in Schritt 420 erhalten wird, führt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 430 weiter. Wenn ein negatives Ergebnis in Schritt 420 erhalten wird, wechselt die ECU 50 die Abarbeitung zu Schritt 440.
In Schritt 430 beurteilt die ECU 50 das Heißwassersteuerungsventil 23 in Übereinstimmung mit einer Anweisung als normal geöffnet (Normal-Bestimmung), und führt die Abarbeitung zu Schritt 300 weiter. Die ECU 50 kann dieses Bestimmungsergebnis in dem eingebauten Speicher speichern.
Andererseits beurteilt die ECU 50 in Schritt 440, dass das Heißwassersteuerungsventil 23 entgegen der Anweisung abnorm geschlossen ist (Abnorm-Bestimmung) und führt die Abarbeitung zu Schritt 300 zurück. Hierbei kann die ECU 50 dieses Bestimmungsergebnis in dem eingebauten Speicher speichern. Die ECU 50 kann auch die Alarmlampe 24 blinken lassen, um über diese Abnormität zu informieren.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die ECU 50 einem Beispiel eines Abnormitätsbestimmungsmittels, um die Abnormität des Heißwassersteuerungsventils 23 zu bestimmen. Die ECU 50 ist somit konfiguriert, basierend auf einer Temperaturdifferenz zwischen der Kühlwassertemperatur THW und der Drosseltemperatur THR, die erfasst werden, wenn das Heißwassersteuerungsventil 23 geöffnet oder geschlossen ist, zu bestimmen, ob das Heißwassersteuerungsventil 23 abnorm ist oder nicht.
Gemäß der Ansaugsystem-Heißwasserheizeinrichtung eines Fahrzeugmotors in der vorliegenden oben erklärten Ausführungsform können zusätzlich zu den Operationen und Vorteilen der fünften Ausführungsform die folgenden Operationen und Vorteile erzielt werden. Im Speziellen wird 50 basierend auf der Temperaturdifferenz zwischen der durch den Wassertemperatursensor 43 erfassten Kühlwassertemperatur THW (Heißwassertemperatur) und der durch den Drosseltemperatursensor 44 erfassten Drosseltemperatur THR, wenn das Heißwassersteuerungsventil geöffnet oder geschlossen ist, durch die ECU bestimmt, ob das Heißwassersteuerungsventil 23 abnorm ist oder nicht. Aus diesem Bestimmungsergebnis, das zeigt, dass das Heißwassersteuerungsventil 23 abnorm ist, kann ein Fahrer das Auftreten eines Fehlers oder eines Problems in dem Heißwassersteuerungsventil 23 früh erfahren. Dementsprechend kann sich der Fahrer sofort um den Fehler oder das Problem in dem Heißwassersteuerungsventil 23 kümmern und ferner das Auftreten eines zweiten Fehlers oder Problems in dem Motor 5 verhindern.
Beispielsweise wird in einem Fall, in dem das Heißwassersteuerungsventil mit dem Ventilelement in dem geöffneten Ventilzustand steckenbleibend fehlerhaft ist, wahrscheinlich selbst nach einem Vollenden eines Aufwärmens des Motors 5 Hochtemperatur-Heißwasser um die Drosseleinrichtung 12 herum zirkuliert, und somit die Ansaugluft, die durch die Drosseleinrichtung 12 geht, geheizt. Dies kann zu einer Verringerung einer Luftdichte in dem Brennraum führen, was in einer verschlechterten Kraftstoffverbrennungsqualität oder Leistungsfähigkeit führt, und ferner zu einem zweiten Fehler in dem Motor 5, wie etwa einem gestörten Klopfen, verminderten Drehmoment und verschlechterter Kraftstoffersparnis führen. Andererseits können in einem Fall, in dem das Heißwassersteuerungsventil 23 mit dem Ventilelement in dem geschlossenen Ventilzustand steckenbleibend fehlerhaft ist, zweite Fehler oder Probleme verursacht werden; beispielsweise kann in der Drosseleinrichtung 12 und dem Ansaugrohr 13 kondensiertes Wasser auftreten und das Drosselventil 12a kann aufgrund eines Einfrieren von kondensiertem Wasser steckenbleiben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, sich frühzeitig um die oben erwähnten Fehler oder Probleme des Heißwassersteuerungsventils 23 zu kümmern, und ferner das Auftreten der beispielhaften zweiten Fehler oder Probleme zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf jegliche der vorangehenden Ausführungsformen beschränkt und kann in anderen spezifischen Formen verkörpert sein, ohne sich von den wesentlichen Eigenschaften davon zu entfernen.
In der ersten Ausführungsform ist das in dem Heißwassersteuerungsventil 17 vorgesehene Expansions-Kontraktions-Element 18 eine Komponente, die aus einer Formgedächtnislegierung in einer Spulenform hergestellt ist, aber es kann aus einer plattenförmigen oder stangenförmigen Formgedächtnislegierung hergestellt sein.
In der ersten und zweiten Ausführungsform ist das Flanschelement 31 aus dem wärmeisolierenden Element hergestellt. Als Alternative kann das Flanschelement 31 aus einem nicht-wärmeisolierenden Element hergestellt sein.
In jeder der vorangehenden Ausführungsformen wird die Drosseleinrichtung 12 als eine in Verbindung mit der Ansaugpassage vorgesehene Zusatzeinrichtung angenommen. Als diese Zusatzeinrichtung können ein Mischer vor einem Kompressor eines Laders, ein ISC-Ventil für eine Leerlaufrotationssteuerung, ein AGR-Ventil, das nahe der Ansaugpassage vorgesehen ist, und anderes angenommen werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung für auf ein Fahrzeug, wie etwa ein Auto oder dergleichen, in der ein Motor in einem frontseitigen Motorraum platziert ist, anwendbar.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Motorraum
3: Radiator
5: Motor
11: Ansaugkrümmer (Ansaugpassage)
12: Drosseleinrichtung (Ansaugpassage, Zusatzeinrichtung)
13: Ansaugrohr (Ansaugpassage)
14: Luftfilter (Ansaugpassage)
16: Heißwasserpassage
17: Heißwassersteuerungsventil
173: Antriebsteil
18: Expansions-Kontraktions-Element
19: Feder (Antriebsteil)
20: Heißwassersteuerungsventil
23: Heißwassersteuerungsventil
23a: Motor (Antriebsteil, Elektromotor)
26: Ventilelement
31: Flanschelement (wärmeisolierendes Element)
33: Feder (Antriebsteil)
36: Expansions-Kontraktions-Element
41: Motorraumtemperatursensor (Motorraumtemperaturerfassungsmittel)
42: Ansauglufttemperatursensor (Ansauglufttemperaturerfassungsmittel)
43: Wassertemperatursensor (Heißwassertemperaturerfassungsmittel)
44: Drosseltemperatursensor (Zusatzeinrichtungstemperaturerfassungsmittel)
45: Außenluftsensor (Außenlufttemperaturerfassungsmittel)
50: ECU (Ventilsteuerungsmittel, Abnormitätsbestimmungsmittel)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 7-77108 A [0002, 0002, 0003]

Claims

Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems (11–14) für einen Motor (5) eines Fahrzeugs (1) mit heißem Wasser, wobei das Fahrzeug (1) einen in einem vorderen Teil platzierten Motorraum (2) hat, in dem ein Radiator (3) an einer Vorderseite platziert ist, und der Motor (5) und das Ansaugsystem (11–14) hinter dem Radiator (3) platziert sind, wobei das Ansaugsystem (11–14) eine Ansaugpassage (11, 13, 14), um Luft in den Motor (5) einzuführen, und eine in Beziehung mit der Ansaugpassage (11, 13, 14) vorgesehene Zusatzeinrichtung (12) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung aufweist: eine Heißwasserpassage (16), die konfiguriert ist, es zu ermöglichen, dass durch Kühlen des Motors (5) erwärmtes heißes Wasser um die Zusatzeinrichtung (12) herum zirkuliert, um die Zusatzeinrichtung (12) zu heizen; ein Heißwassersteuerungsventil (17; 20; 23), das konfiguriert ist, eine Strömung des Heißwassers in der Heißwasserpassage (16) zu steuern; und ein Steuerungsmittel (18; 36; 50), das konfiguriert ist, das Heißwassersteuerungsventil (17; 20; 23) zu steuern, um sich entsprechend einer Innentemperatur des Motorraums (2) zu öffnen und zu schließen.
Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems für einen Motor eines Fahrzeugs mit heißem Wasser gemäß Anspruch 1, wobei das Heißwassersteuerungsventil (17; 20) ein Ventilelement (26), um die Heißwasserpassage (16) zu öffnen und zu schließen, und einen Antriebsteil (17B; 19; 33), um das Ventilelement (26) anzutreiben, enthält, und das Steuerungsmittel ein Expansions-Kontraktions-Element (18, 36) enthält, das konfiguriert ist, sich als Reaktion auf die Innentemperatur des Motorraums (2) auszudehnen oder zusammenzuziehen, um Operationen des Antriebsteils (17B; 19; 33) zu steuern.
Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems für einen Motor eines Fahrzeugs mit heißem Wasser gemäß Anspruch 2, wobei das Expansions-Kontraktions-Element (18) aus einer Formgedächtnislegierung hergestellt ist.
Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems für einen Motor eines Fahrzeugs mit heißem Wasser gemäß Anspruch 2 oder 3, ferner ein wärmeisolierendes Element (31) zwischen dem Antriebsteil (17B; 19; 33) und dem Expansions-Kontraktions-Element (18, 36) enthaltend.
Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems für einen Motor eines Fahrzeugs mit heißem Wasser gemäß Anspruch 2, ferner ein Motorraumtemperaturerfassungsmittel (41) enthaltend, das konfiguriert ist, die Innentemperatur des Motorraums (2) als eine Motorraumtemperatur zu erfassen, wobei der Antriebsteil einen Elektromotor (23a) enthält, der konfiguriert ist, das Ventilelement anzutreiben, um sich zu öffnen und zu schließen, und das Steuerungsmittel eine elektronische Steuerungseinheit (50) ist, die konfiguriert ist, den Elektromotor (23a) basierend auf der durch das Motorraumtemperaturerfassungsmittel (41) erfassten Motorraumtemperatur zu steuern.
Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems für einen Motor eines Fahrzeugs mit heißem Wasser gemäß Anspruch 2, ferner enthaltend: ein Ansauglufttemperaturerfassungsmittel (42), das konfiguriert ist, eine Ansauglufttemperatur in der Ansaugpassage (11, 13, 14) zu erfassen; ein Heißwassertemperaturerfassungsmittel (43), das konfiguriert ist, eine Heißwassertemperatur in der Heißwasserpassage (16) zu erfassen; und ein Außenlufttemperaturerfassungsmittel (45), das konfiguriert ist, eine Außenlufttemperatur außerhalb des Fahrzeugs (1) zu erfassen, wobei der Antriebsteil einen Elektromotor (23a) enthält, um das Ventilelement anzutreiben, um sich zu öffnen und zu schließen, und das Steuerungsmittel eine elektronische Steuerungseinheit (50) ist, die konfiguriert ist, basierend auf der erfassten Ansauglufttemperatur, Heißwassertemperatur und Außenlufttemperatur, eine Innentemperatur des Motorraums (2) als eine Motorraumtemperatur abzuschätzen, und den Elektromotor (23a) zu steuern.
Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems für einen Motor eines Fahrzeugs mit heißem Wasser gemäß Anspruch 2, ferner ein Ansauglufttemperaturerfassungsmittel (42) enthaltend, das konfiguriert ist, eine Ansauglufttemperatur in der Ansaugpassage (11, 13, 14) zu erfassen, wobei der Antriebsteil einen Elektromotor (23a) enthält, der konfiguriert ist, das Ventilelement anzutreiben, um sich zu öffnen und zu schließen, und das Steuerungsmittel eine elektronische Steuerungseinheit (50) ist, die konfiguriert ist, den Elektromotor (23a) basierend auf der durch das Ansauglufttemperaturerfassungsmittel (42) erfassten Ansauglufttemperatur zu steuern.
Einrichtung zum Heizen eines Ansaugsystems für einen Motor eines Fahrzeugs mit heißem Wasser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner enthaltend: ein Heißwassertemperaturerfassungsmittel (42), das konfiguriert ist, eine Heißwassertemperatur in der Heißwasserpassage (16) zu erfassen; ein Zusatzeinrichtungstemperaturerfassungsmittel (44), das konfiguriert ist, eine Temperatur der Zusatzeinrichtung (12) als eine Zusatzeinrichtungstemperatur zu erfassen; und ein Abnormitätsbestimmungsmittel (50), das konfiguriert ist, eine Abnormität des Heißwassersteuerungsventils (23) zu bestimmen, und wobei das Abnormitätsbestimmungsmittel (50) konfiguriert ist, basierend auf einer Temperaturdifferenz zwischen der Heißwassertemperatur und der Zusatzeinrichtungstemperatur, die erfasst wird, wenn das Heißwassersteuerungsventil (23) geöffnet oder geschlossen ist, zu bestimmen, ob das Heißwassersteuerungsventil (23) abnorm ist.