DE19505407A1 - Verfahren zur Beheizung eines Drosselklappenstutzens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beheizen eines Drosselklappen­ stutzens in einer Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 Außerdem wird eine entsprechende Anordnung vorgeschlagen.

Um die Funktionsfähigkeit von Drosselklappen in Saugrohren von Brenn­ kraftmaschinen sicherzustellen, ist es bekannt, derartige Saugrohre zu hei­ zen. Dies ist insbesondere wichtig unter Witterungsverhältnissen, in denen es zu einem Festfrieren der Drosselklappe kommen kann, so daß die Ge­ mischbildung nicht mehr gesteuert werden kann. Zur Beheizung des Saug­ rohres ist es üblich, diese im Bereich des Drosselklappenstutzens über eine entsprechende Abzweigung vom Kühlwasserkreislauf des Fahrzeuges zu erwärmen.

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

Die Aufgabe wird gelöst durch den Anspruch 1.

Außerdem wird durch die Erfindung eine entsprechende Anordnung be­ schrieben, die ein Aufheizen des Drosselklappenstutzens im Bereich der Drosselklappe ermöglicht.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß bei Brennkraftmaschinen, deren Drosselklappen über elektronisch betriebene Drosselklappensysteme an­ gesteuert wird, die Beheizung beispielsweise durch den Kühlkreislauf entfal­ len kann. Ein elektronisches Gaspedal ist derart aufgebaut, daß dem Gas­ pedal, das vom Fahrer betätigt wird, ein Geber zugeordnet ist, der über eine entsprechende elektrische Verbindung mit einer Auswerteinheit verbunden ist, die die Soll-Stellung der Drosselklappe mit der Ist-Stellung der Drossel­ klappe vergleicht und zusätzlich weitere Betriebsparameter der Brennkraft­ maschine verarbeitet. Abhängig von diesen Informationen wird die Drossel­ klappe über einen Elektromotor geöffnet oder geschlossen. Da eine mecha­ nische Verbindung zwischen Elektromotor und Drosselklappe besteht, weil der Elektromotor über eine entsprechende Welle die Drosselklappe öffnet oder schließt, sind Elektromotor und Drosselklappe in räumlicher Nähe zu­ einander angeordnet.

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

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

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

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

Im folgenden wird die Erfindung anhand der schematischen Fig. 1 darge­ stellt.

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

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

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

Zur effektiven Erhöhung der elektrischen Verlustleistung, die somit in Wärme umgesetzt wird, wird ein Wechselstrom in Form einer Impulsfolge dem Elektromotor zusätzlich zu den Ansteuerungssignalen zugeführt, wobei die Frequenz der Impulsfolge so hoch ist, daß der Elektromotor 16 mecha­ nisch nicht mehr reagieren kann und dementsprechend die Drosselklappe 12 nicht mehr öffnet oder schließt, auch keine Zitterbewegungen der Dros­ selklappe 12 finden mehr statt.

Um die Erwärmung des Elektromotors 16 nur bis zu dem Grad zu erreichen, der notwendig ist, um den Bereich des Saugrohres 10 in der Umgebung der Drosselklappe 12 zu erzielen, ist in räumlicher Nähe dazu ein Temperatur­ sensor 20 vorgesehen, der die Temperatur an der Wandung des Saugroh­ res 10 erfaßt und über eine Leitung 22 an das Steuergerät 18 weitergibt. Der Temperatursensor kann auch in einer Erfassung der sich mit der Temperatur verändernden elektrischen Größen bestehen, so daß ein eigenes Bauteil überflüssig ist. Damit kann ein Regelkreis erreicht werden, der die Aufhei­ zung über den Elektromotor 16 auf das notwendige Maß begrenzt.

Claims (5)

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

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

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

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

5. Saugrohr für eine Brennkraftmaschine mit einer über einen Elektromotor angesteuerten Drosselklappe, wobei der Elektromotor und die Drossel­ klappe in räumlicher Nähe zueinander angeordnet sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Wärmebrücke zwischen Elektromotor und Dros­ selklappe vorgesehen ist, und der Elektromotor über sein Steuergerät mit einer Impulsfolge beaufschlagbar ist.