DE102019128121A1

DE102019128121A1 - Kraftfahrzeug, insbesondere ein Kraftwagen, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102019128121A1
Application number: DE102019128121.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Oberberger; Alexander Bunzl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2019-10-17
Publication date: 2021-04-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (1), mit einer Verbrennungskraftmaschine (2), mittels welcher das Kraftfahrzeug (2) antreibbar ist, mit wenigstens einer Abgaskomponente (8), welche zumindest einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (2) durchströmbaren Abgaskanal (9) aufweist, und mit einer Beaufschlagungseinrichtung (15), mittels welcher wenigstens ein einen Unfall des Kraftfahrzeugs (1) charakterisierendes Signal ermittelbar und in Abhängigkeit von dem Signal die Abgaskomponente (8) mit einem Kühlfluid zum Kühlen der Abgaskomponente (8) direkt beaufschlagbar ist, wobei das Kühlfluid als eine einen Kühlkreislaufs (16) des Kraftfahrzeug (1) durchströmende Kühlflüssigkeit ausgebildet ist, mittels welcher wenigstens eine von der Abgaskomponente (8) unterschiedliche und in dem Kühlkreislauf (16) angeordnete Komponente (2, 3) des Kraftfahrzeugs (1) zu kühlen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
Die DE 10 2013 011 829 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine sowie mit einer mittels eines Kältemittels betriebenen Klimatisierungseinrichtung. Des Weiteren ist der DE 10 2014 009 849 A1 eine Sprühvorrichtung für einen Kraftwagen als bekannt zu entnehmen. Die Sprühvorrichtung umfasst wenigstens einen Tank zum Aufnehmen eines Fluids, welches zum Binden von Fluoridionen ausgebildet ist. Außerdem ist ein Sprühelement vorgesehen, mit welchem wenigstens eine Komponente des Kraftwagens mit dem Fluid aus dem Tank zumindest teilweise beaufschlagbar ist. Außerdem ist aus der DE 10 2015 212 725 A1 ein Kraftfahrzeug bekannt, welches zumindest ein Hochtemperatur-Bauteil und einen Kältemittelkreislauf mit einem darin eingeschlossenen Kältemittel aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftfahrzeugs zu schaffen, so dass eine besonders hohe Sicherheit realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches eine beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildete und auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine umfasst. Mittels der Verbrennungskraftmaschine ist das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, verbrennungsmotorisch antreibbar. Das Kraftfahrzeug weist dabei auch wenigstens eine Abgaskomponente auf, welche zumindest einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgaskanal aufweist. Somit kann das Abgas der Verbrennungskraftmaschine mittels der auch als Abgasführungskomponente bezeichneten Abgaskomponente geführt werden.
Das Kraftfahrzeug weist außerdem eine Beaufschlagungseinrichtung auf, mittels welcher wenigstens ein einen Unfall des Kraftfahrzeugs charakterisierendes, insbesondere elektrisches oder elektronisches, Signal ermittelbar ist. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass die Beaufschlagungseinrichtung das Signal bereitstellen und/oder empfangen kann. Beispielsweise umfasst die Beaufschlagungseinrichtung wenigstens eine elektronische Recheneinrichtung, mittels welcher das, insbesondere elektrische, Signal bereitgestellt und/oder empfangen werden kann. Beispielsweise wird das Signal von einem ersten Bauelement, wie beispielsweise einem Sensor, bereitgestellt und von einem zweiten Bauelement empfangen, wobei beispielsweise das erste Bauelement und/oder das zweite Bauelement ein Teil beziehungsweise Bestandteil der Beaufschlagungseinrichtung, insbesondere der elektronischen Recheneinrichtung, sein kann.
Mittels der Beaufschlagungseinrichtung ist in Abhängigkeit von dem Signal und somit in Abhängigkeit von dem Unfall, die Abgaskomponente, mit einem Kühlfluid direkt beaufschlagbar. Hierunter kann insbesondere verstanden werden, dass das von der Beaufschlagungseinrichtung bereitgestellte, insbesondere ausgesprühte oder ausgespritzten, Kühlfluid die Abgaskomponente, insbesondere eine beispielsweise innenseitige und/oder außenseitige Oberfläche der Abgaskomponente, direkt berühren und somit kontaktieren kann, so dass die Abgaskomponente, insbesondere die Oberfläche, zumindest teilweise direkt mit dem Kühlfluid beaufschlagt, insbesondere benetzt, werden kann. Die Oberfläche ist oder umfasst beispielsweise eine dem auch einfach als Kanal bezeichneten Abgaskanal abgewandte und somit beispielsweise einer Umgebung der Abgaskomponente zugewandte, außenumfangsseitige Mantelfläche der Abgaskomponente, oder die Oberfläche ist oder umfasst beispielsweise eine dem Kanal zugewandte und insbesondere den Kanal direkt begrenzende und somit beispielsweise der Umgebung der Abgaskomponente abgewandte, innenumfangsseitige Mantelfläche der Abgaskomponente. Durch direktes Beaufschlagen der Abgaskomponente mit dem Kühlfluid kann die Abgaskomponente, insbesondere außenseitig und/oder innenseitig, mittels des Kühlfluids gekühlt werden. Beispielsweise charakterisiert das Signal eine unfallbedingte Kraftbeaufschlagung des Kraftfahrzeugs, wobei beispielsweise die unfallbedingte Kraftbeaufschlagung mittels des zuvor genannten Sensors erfasst wird. Bei dem Sensor handelt es sich beispielsweise um einen Beschleunigungssensor, mittels welchem dann, wenn es zu einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Kraftfahrzeugs kommt, eine Beschleunigung erfasst wird. Der Sensor stellt das Signal bereit, welches beispielsweise die mittels des Sensors erfasste Beschleunigung und somit die unfallbedingte Kraftbeaufschlagung charakterisiert.
Um nun eine besonders hohe Sicherheit des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Kühlfluid als eine einen Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs durchströmende Kühlflüssigkeit ausgebildet ist, mittels welcher wenigstens eine von der Abgaskomponente unterschiedliche und zusätzlich zu der Abgaskomponente vorgesehene und in dem Kühlkreislauf angeordnete Komponente des Kraftfahrzeugs gekühlt werden kann. Mit anderen Worten umfasst das Kraftfahrzeug den Kühlkreislauf und die wenigstens eine Komponente, die in dem Kühlkreislauf angeordnet ist. Der Kühlkreislauf und somit die Komponente sind von der Kühlflüssigkeit durchströmbar. Die Komponente kann beispielsweise durch einen Wärmeübergang von der Komponente an das die Komponente durchströmende Kühlfluid gekühlt werden. Da das Kühlfluid als eine Kühlflüssigkeit ausgebildet ist, kann die Komponente besonders effektiv gekühlt werden. Außerdem kann die Abgaskomponente mittels der Kühlflüssigkeit effektiv und effizient gekühlt werden, so dass beispielsweise bei dem Unfall des Kraftfahrzeugs eine übermäßig hohe Temperatur der Abgaskomponente vermieden werden kann. Dadurch können beispielsweise aus einem Unfall des Kraftfahrzeugs resultierende und durch eine übermäßig hohe Temperatur der Abgaskomponente bewirkte Effekte, wie beispielsweise Entzündungen oder Entflammungen, vermieden beziehungsweise die Wahrscheinlichkeit solcher Effekte besonders gering gehalten werden.
Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug eine Klimaanlage auf, welche als Kompressionskältemaschine ausgebildet ist. Die Klimaanlage weist beispielsweise einen insbesondere von dem Kühlkreislauf unterschiedlichen und zusätzlich zu dem Kühlkreislauf vorgesehenen Kältemittelkreislauf auf, welcher von einem von der Kühlflüssigkeit unterschiedlichen, zusätzlich dazu vorgesehenen Kältemittel durchströmbar ist. Mittels der Klimaanlage kann beispielsweise der Innenraum des Kraftfahrzeugs mit gekühlter Luft versorgt werden.
Ferner ist es denkbar, dass das Kraftfahrzeug wenigstens ein beispielsweise von der Kühlfluid unterschiedliches, zusätzlich dazu vorgesehenes Medium aufweist, welches beispielsweise das zuvor genannte Kältemittel ist. Das Medium weist beispielsweise eine Entflamm- oder Entzündungstemperatur auf, ab der beziehungsweise durch deren Erreichen das Medium entflammbar beziehungsweise entzündbar ist oder entflammt beziehungsweise entzündet wird. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Abgaskomponente mittels der Kühlflüssigkeit derart gekühlt wird, dass durch das mittels der Kühlflüssigkeit bewirkte Kühlen eine gegenüber der Entflammtemperatur geringere Temperatur der Abgaskomponente erzeugt beziehungsweise eingestellt wird. Die Entflammtemperatur wird auch als Flammtemperatur oder Flammpunkt bezeichnet.
Bei der Abgaskomponente handelt es sich beispielsweise um einen Zylinderkopf, einen Motorblock oder ein anderes, abgasführendes Bauteil. Insbesondere ist es denkbar, dass die Abgaskomponente in einem Motorraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, in dessen Motorraum auch die Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist. Im Falle eines Unfalls wird beispielsweise zumindest ein Teil des Motorraums, insbesondere zumindest ein überwiegender Teil des Motorraums oder der gesamte Motorraum, mittels der Beaufschlagungseinrichtung mit der Kühlflüssigkeit geflutet. In der Folge kommt die Kühlflüssigkeit in direkten Kontakt mit der Abgaskomponente, so dass die Abgaskomponente durch eine Kontaktkühlung, insbesondere durch eine Verdampfung der Kühlflüssigkeit gekühlt wird. Mit anderen Worten, dadurch, dass die Kühlflüssigkeit in direkten Kontakt mit der Abgaskomponente kommt, verdampft beispielsweise aufgrund einer hohen Temperatur der Abgaskomponente die Kühlflüssigkeit, wodurch die Abgaskomponente effektiv und effizient gekühlt wird. Ferner ist es denkbar, dass die Abgaskomponenten beziehungsweise deren Inneres, beispielsweise der Kanal, mittels der Beaufschlagungseinrichtung mit dem Kühlfluid geflutet wird, wodurch die Abgaskomponente effektiv gekühlt werden kann. Unter dem Merkmal, dass die innenumfangsseitige Mantelfläche den Kanal direkt begrenzt, ist insbesondere zu verstehen, dass das den Kanal durchströmende Abgas die innenumfangsseitige Mantelfläche direkt berührt beziehungsweise berühren kann.
Insgesamt ist erkennbar, dass die Abgaskomponente, insbesondere die innenumfangsseitige Mantelfläche und/oder die außenumfangsseitige Mantelfläche, mittels der Kühlflüssigkeit effektiv gekühlt werden kann, so dass sich beispielsweise ausströmende, brennbare Medien aus gegebenenfalls beschädigten Medienleitungen nicht an der heißen Abgaskomponente entzünden können. In der Folge lässt sich auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine besonders hohe Sicherheit realisieren, insbesondere zusätzlich oder alternativ zu einer konstruktiven, räumlichen Trennung einer Leitung zum Führen des Mediums und der Abgaskomponente, Löscheinrichtungen, pyrotechnischen Einrichtungen zur Verdrängung des ausströmenden Mediums und/oder Leiteinrichtungen zur Abfuhr des Mediums. Erfindungsgemäß kommt der Kühlflüssigkeit eine Doppelfunktion zu. Zum einen wird die Kühlflüssigkeit, insbesondere in einem Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs, genutzt, um während des Normalbetriebs die Komponente zu kühlen. Zum anderen wird die Kühlflüssigkeit beispielsweise bei einem oder in Folge eines Unfalls des Kraftfahrzeugs genutzt, um die Abgaskomponente gezielt und direkt zu kühlen, um unerwünschte, aus dem Unfall resultierende Effekte zu vermeiden beziehungsweise die Wahrscheinlichkeit von solchen Effekten besonders gering halten zu können.
Die einfach auch als Einrichtung bezeichnete Beaufschlagungseinrichtung ist beispielsweise im Zylinderkopf oder im Motorblock vorgesehen beziehungsweise angeordnet. Vorzugsweise ist die Beaufschlagungseinrichtung dazu ausgebildet, im Falle eines Unfalls die Kühlflüssigkeit in den Motorraum einströmen zu lassen.
Als besonders vorteilhaft hat es gezeigt, wenn die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen Brennraum aufweist. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine laufen in dem Brennraum Verbrennungsvorgänge ab, in deren Rahmen jeweilige Kraftstoff-Luft-Gemische verbrannt werden. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Beaufschlagungseinrichtung dazu ausgebildet ist, zum innenseitigen beziehungsweise zum umfangsseitigen Kühlen der Abgaskomponente in Abhängigkeit von dem Signal die Kühlflüssigkeit in flüssigem Zustand in den Brennraum und über den Brennraum in flüssigem Zustand in den Abgaskanal einzubringen, so dass die flüssige Kühlflüssigkeit die Abgaskomponente innenumfangsseitig, das heißt die zuvor genannte, innenumfangsseitige Mantelfläche der Abgaskomponente, direkt berührt und somit effektiv kühlen kann. Hierzu ist die Beaufschlagungseinrichtung beispielsweise zumindest teilweise in dem Zylinderkopf angeordnet, welcher beispielsweise ein den Brennraum teilweise begrenzendes Brennraumdach bildet. Ferner ist es denkbar, dass die Beaufschlagungseinrichtung zumindest teilweise in dem beispielsweise als Kuppelgehäuse ausgebildeten Motorblock angeordnet ist, welcher beispielsweise einen den Brennraum teilweise begrenzenden Zylinder bildet. In den Zylinder ist beispielsweise ein Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen, wobei der Kolben den Brennraum teilweise begrenzt. Durch das innenseitige Kühlen der Abgaskomponente kann deren Temperatur besonders vorteilhaft abgesenkt und insbesondere unterhalb des Flammpunkts des Mediums gebracht werden. Da vorzugsweise die Kühlflüssigkeit in flüssigem Zustand über den Brennraum in die Abgaskomponente, insbesondere in den Kanal, eingebracht wird, wird beispielsweise der Brennraum mit der Kühlflüssigkeit, insbesondere in flüssigem Zustand, geflutet. Die Beaufschlagungseinrichtung weist vorzugsweise ein, insbesondere pyrotechnisches oder elektrisches beziehungsweise elektrisch gesteuertes, Ventil auf, über welches die Abgaskomponente mit der Kühlflüssigkeit beaufschlagbar, insbesondere die Kühlflüssigkeit in flüssigem Zustand in den Brennraum oder über den Brennraum in die Abgaskomponente, insbesondere in den Kanal, einbringbar ist. Insbesondere kann mittels des Ventils eine Menge der Kühlflüssigkeit, mit welcher die Abgaskomponente direkt zu beaufschlagen ist beziehungsweise beaufschlagt wird, eingestellt werden. In einem geschlossenen Zustand des Ventils verhindert beispielsweise das Ventil ein Beaufschlagen der Abgaskomponente mit der Kühlflüssigkeit. In einem geöffneten Zustand des Ventils wird beispielsweise die Abgaskomponente, insbesondere die innenumfangsseitige Mantelfläche und/oder die außenumfangsseitige Mantelfläche, direkt mit der Kühlflüssigkeit über das Ventil beaufschlagt und dadurch gekühlt.
Eine besonders hohe Sicherheit lässt sich insbesondere dadurch realisieren, dass die Kühlflüssigkeit, insbesondere überwiegend oder ausschließlich, Wasser umfasst. Dadurch kann die Abgaskomponente, insbesondere innenseitig und/oder außenseitig, stark gekühlt werden.
Eine besonders hohe Sicherheit lässt sich auf besonders einfache Weise insbesondere dadurch realisieren, dass die mittels der Kühlflüssigkeit zu kühlende Komponente die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere der Motorblock und/oder Zylinderkopf, ist.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Kühlkreislauf wenigstens ein von der Kühlflüssigkeit durchströmbarer und von der Komponente unterschiedlicher, zusätzlich zu der Komponente vorgesehener Kühler angeordnet ist, mittels welchem die Kühlflüssigkeit zu kühlen ist. Hierdurch kann eine Temperatur der Kühlflüssigkeit selbst besonders gering gehalten werden, so dass die Abgaskomponente besonders effektiv und effizient gekühlt werden kann.
Der Kühler ist beispielsweise von Luft umströmbar, so dass beispielsweise die Kühlflüssigkeit über den Kühler dadurch gekühlt werden kann, dass ein Wärmeübergang von der den Kühler durchströmenden Kühlflüssigkeit über den Kühler an die den Kühler umströmenden Luft erfolgt beziehungsweise erfolgen kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Beaufschlagungseinrichtung wenigstens ein Beaufschlagungselement auf, welches wenigstens eine von der Kühlflüssigkeit durchströmbare Ausströmöffnung aufweist, über welche die Abgaskomponente, insbesondere die innenumfangsseitige Mantelfläche und/oder die außenumfangsseitige Mantelfläche, direkt mit der Kühlflüssigkeit beaufschlagbar ist, wobei zumindest ein Teil der Abgaskomponente, insbesondere der innenumfangsseitigen oder außenumfangsseitigen Mantelfläche, durch die Ausströmöffnung überdeckt ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass die Kühlflüssigkeit durch die Ausströmöffnung hindurch und somit über die Ausströmöffnung aus dem Beaufschlagungselement ausgesprüht beziehungsweise ausgespritzt werden kann. Da die Abgaskomponente durch die Ausströmöffnung überdeckt ist, trifft das die Ausströmöffnung durchströmende Kühlfluid nach dem Durchströmen der Ausströmöffnung direkt auf die Abgaskomponente, ohne zuvor ein weiteres, zusätzlich zum Beaufschlagungselement und zur Abgaskomponente vorgesehenes Bauteil des Kraftfahrzeugs zu berühren. Dadurch kann die Abgaskomponente besonders effektiv gekühlt werden.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Abgaskomponente ein auch als Auspuffkrümmer oder Krümmer bezeichneter Abgaskrümmer ist. Dieser Ausführungsform liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass der Abgaskrümmer üblicherweise und insbesondere während des befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine eine sehr hohe Temperatur aufweist. Durch Kühlen des Abgaskrümmers kann eine besonders hohe Sicherheit realisiert werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeugs. Bei dem Verfahren weist das Kraftfahrzeug eine Verbrennungskraftmaschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Bei dem Verfahren weist das Kraftfahrzeug außerdem wenigstens eine Abgaskomponente auf, welche zumindest einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren und einfach auch als Kanal bezeichneten Abgaskanal aufweist.
Bei dem Verfahren umfasst das Kraftfahrzeug ferner eine Beaufschlagungseinrichtung, mittels welcher wenigstens ein einen Unfall des Kraftfahrzeugs charakterisierendes Signal ermittelt und in Abhängigkeit von dem Signal gezielt die Abgaskomponente mit einem Kühlfluid direkt beaufschlagt wird, wodurch die Abgaskomponente gezielt gekühlt wird. Beispielsweise wird mittels der Beaufschlagungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Signal eine dem Kanal abgewandte und beispielsweise einer Umgebung der Abgaskomponente zugewandte, außenumfangsseitige Mantelfläche der Abgaskomponente gezielt und direkt mit dem Kühlfluid beaufschlagt, so dass das Kühlfluid die außenumfangsseitige Mantelfläche direkt berührt und insbesondere benetzt. Alternativ oder zusätzlich wird beispielsweise mittels der Beaufschlagungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Signal eine dem Kanal zugewandte und beispielsweise den Kanal direkt begrenzende, innenumfangsseitige Mantelfläche der Abgaskomponente direkt und gezielt mit dem Kühlfluid beaufschlagt, so dass beispielsweise das Kühlfluid die innenumfangsseitige Mantelfläche direkt berührt und somit beispielsweise benetzt.
Unter dem Merkmal, dass die Abgaskomponente gezielt mit dem Kühlfluid beaufschlagt und dadurch gezielt gekühlt wird, ist insbesondere zu verstehen, dass das Beaufschlagen der Abgaskomponente mit dem Kühlfluid und das daraus resultierende Kühlen der Abgaskomponente gezielt, das heißt gewünscht, durchgeführt, insbesondere bewirkt, wird, indem beispielsweise wenigstens ein insbesondere elektrisch betreibbarer Aktor, insbesondere von der Beaufschlagungseinrichtung, gezielt angesteuert wird. Mit anderen Worten soll unter dem gezielten Beaufschlagen und Kühlen verstanden werden, dass das Beaufschlagen und das Kühlen aktiv bewirkt wird und nicht etwa zufällig oder willkürlich aus dem oder einem Unfall des Kraftfahrzeugs oder beispielsweise aus einer willkürlich oder zufällig entstehenden Leckage resultiert.
Um nun eine besonders hohe Sicherheit des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass als das Kühlfluid eine Kühlflüssigkeit verwendet wird, welche zeitlich vor dem Beaufschlagen der Mantelfläche einen Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs durchströmt und hierdurch wenigstens eine von der Abgaskomponente unterschiedliche und in dem Kühlkreislauf angeordnete und somit von der Kühlflüssigkeit durchströmte oder durchströmbare Komponente des Kraftfahrzeugs kühlt. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Beispielsweise charakterisiert das Signal einen Beginn eines tatsächlichen Unfalls des Kraftfahrzeugs beziehungsweise einen tatsächlichen Unfall des Kraftfahrzeugs, so dass beispielsweise die Abgaskomponente mittels der Beaufschlagungseinrichtung mit der Kühlflüssigkeit mit oder zumindest kurz nach dem Beginn des tatsächlichen Unfalls beaufschlagt wird. Ferner ist es denkbar, dass das Signal eine Wahrscheinlichkeit charakterisiert, mit der es in naher Zukunft zu einem Unfall des Kraftfahrzeugs kommt.
Beispielsweise wird die Wahrscheinlichkeit mittels der elektronischen Recheneinrichtung ermittelt. Mit anderen Worten ist es denkbar, dass das Signal einen insbesondere von der elektronischen Recheneinrichtung als unvermeidbar eingestuften Unfall charakterisiert, welcher beispielsweise dann, wenn mit dem Beaufschlagen der Abgaskomponente mit dem Kühlfluid begonnen wird, noch nicht begonnen beziehungsweise noch nicht stattgefunden hat oder noch nicht abläuft, sondern erst in naher Zukunft mit einer hohen Wahrscheinlichkeit eintreten wird. Somit ist es denkbar, dass die Abgaskomponente mittels der Beaufschlagungseinrichtung mit dem Kühlfluid direkt beaufschlagt wird, bevor ein beziehungsweise der Unfall beginnt beziehungsweise tatsächlich eintritt. Hierdurch kann eine besonders hohe Sicherheit realisiert werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und der zugehörigen Zeichnung.
Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Draufsicht eines erfindungsgemäßen, als Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeugs.
Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Draufsicht ein Kraftfahrzeug 1, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Verbrennungskraftmaschine 2 auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, verbrennungsmotorisch angetrieben werden kann. Die Verbrennungskraftmaschine 2 weist einen Motorblock 3 auf, welcher beispielsweise als Kurbelgehäuse ausgebildet ist. Der Motorblock 3 bildet beziehungsweise begrenzt einen Zylinder 4, in welchen jeweils ein in der Figur nicht dargestellter Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Die Kolben sind über jeweilige Pleuel gelenkig mit einer beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle 5 der Verbrennungskraftmaschine 2 gekoppelt, so dass die translatorischen Bewegungen der Kolben in den Zylindern 4 in eine rotatorische Bewegung der Abtriebswelle 5 umgewandelt werden können. Die Verbrennungskraftmaschine 2 weist auch einen in der Figur nicht erkennbaren Zylinderkopf auf, welcher separat von dem Motorblock 3 ausgebildet und mit dem Motorblock 3 verbunden ist. Je Zylinder 4 weist der Zylinderkopf ein Brennraumdach auf. Der jeweilige Zylinder 4, der jeweilige, in dem jeweiligen Zylinder 4 translatorisch bewegbar aufgenommene Kolben und das jeweilige, dem jeweiligen Zylinder 4 zugeordnete Brennraumdach begrenzen einen jeweiligen Brennraum 6 der Verbrennungskraftmaschine 2 jeweils teilweise. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 2 laufen in den Brennräumen 6 Verbrennungsvorgänge ab, in deren Rahmen jeweilige Kraftstoff-Luft-Gemische gezündet und verbrannt werden. Daraus resultiert Abgas der Verbrennungskraftmaschine 2.
Das Kraftfahrzeug 1 weist dabei einen Abgastrakt 7 auf, welcher von dem Abgas aus den Brennräumen 6 durchströmbar ist. Hierzu umfasst der Abgastrakt 7 wenigstens eine von dem Abgas aus den Brennräumen 6 durchströmbare Abgaskomponente, welche vorliegend als ein auch als Krümmer oder Auspuffkrümmer bezeichneter Abgaskrümmer 8 ausgebildet ist. Mittels des Abgaskrümmers 8 wird beispielsweise das Abgas aus den Zylindern 4 zusammengeführt, wobei beispielsweise der Abgaskrümmer 8 zumindest im Wesentlichen direkt mit dem Zylinderkopf verbunden ist. In der Folge weist der Abgaskrümmer 8 während des befeuerten Betriebs eine sehr hohe Temperatur auf.
Aus der Figur ist erkennbar, dass der Abgaskrümmer 8 (Abgaskomponente) wenigstens einen einfach auch als Kanal bezeichneten Abgaskanal 9 aufweist, welcher von dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine 2 durchströmbar ist. Der Abgaskanal 9 ist direkt durch eine innenumfangsseitige Mantelfläche 10 des Abgaskrümmers 8 begrenzt. Der Abgaskrümmer 8 weist auch eine dem Abgaskanal 9 und somit der innenumfangsseitigen Mantelfläche 10 abgewandte, einer Umgebung 11 des Abgaskrümmers 8 zugewandte, außenumfangsseitige Mantelfläche 12 auf. Die Verbrennungskraftmaschine 2 und der Abgaskrümmer 8 sind in einem Motorraum des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet.
Über die Abtriebswelle 5 kann die Verbrennungskraftmaschine 2 Drehmomente bereitstellen, mittels welchen wenigstens zwei Fahrzeugräder 13 des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere über ein Achsgetriebe 14, angetrieben werden können. Hierdurch kann das Kraftfahrzeug 1 insgesamt mittels der Verbrennungskraftmaschine 2 angetrieben werden. Das Kraftfahrzeug 1 weist auch eine Beaufschlagungseinrichtung 15 auf, mittels welcher wenigstens ein einen Unfall des Kraftfahrzeugs 1 charakterisierendes, elektrisches Signal ermittelbar ist beziehungsweise ermittelt wird. Mittels der Beaufschlagungseinrichtung 15 ist beziehungsweise wird in Abhängigkeit von dem ermittelten Signal der Abgaskrümmer 8 direkt mit einem Kühlfluid zum Kühlen des Abgaskrümmers 8 beaufschlagbar beziehungsweise beaufschlagt.
Das Kraftfahrzeug 1 weist auch einen Kühlkreislauf 16 und eine auch als Kühlwasser bezeichnete Kühlflüssigkeit auf, wobei der Kühlkreislauf 16 von der Kühlflüssigkeit durchströmbar ist. Die Kühlflüssigkeit umfasst zumindest teilweise, insbesondere überwiegend oder ausschließlich, Wasser. Dabei sind in dem Kühlkreislauf 16 eine von dem Abgaskrümmer 8 unterschiedliche, zusätzlich zu dem Abgaskrümmer 8 vorgesehene Komponente in Form der Verbrennungskraftmaschine 2, insbesondere des Motorblocks 3, und ein von dem Abgaskrümmer 8 und von der Verbrennungskraftmaschine 2 unterschiedlicher, zusätzlich dazu vorgesehener Kühler 17 angeordnet, so dass die Verbrennungskraftmaschine 2, insbesondere der Motorblock 3, und der Kühler 17 von der Kühlflüssigkeit durchströmbar sind. Insbesondere während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 wird der Kühler 17 von Fahrtwind und somit von den Fahrtwind bildender Luft, insbesondere außenumfangsseitig, umströmt. In der Folge kann ein Wärmeübergang von der den Kühler 17 durchströmenden Kühlflüssigkeit über den Kühler 17 an die den Kühler 17 durchströmende Luft erfolgen, wodurch die Kühlflüssigkeit gekühlt wird.
Um nun eine besonders hohe Sicherheit des Kraftfahrzeugs 1 realisieren zu können, wird als das zuvor genannte Kühlfluid die Kühlflüssigkeit verwendet. Hierdurch kann der Abgaskrümmer 8 besonders effektiv und effizient gekühlt werden. Unter dem Merkmal, dass der Abgaskrümmer 8 mittels der Beaufschlagungseinrichtung 15 direkt mit der Kühlflüssigkeit beaufschlagbar ist beziehungsweise beaufschlagt wird, ist insbesondere zu verstehen, dass die Kühlflüssigkeit, die mittels der Beaufschlagungseinrichtung 15 aus dem Kühlkreislauf 16 entnommen wird, um dadurch die Abgaskomponente (Abgaskrümmer 8) direkt mit der Kühlflüssigkeit zu beaufschlagen, die Abgaskomponente 8 direkt berührt. Weist dabei der Abgaskrümmer 8 eine hohe Temperatur auf, verdampft die Kühlflüssigkeit, so dass eine Kontaktkühlung des Abgaskrümmers 8 geschaffen ist.
Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Beaufschlagungseinrichtung 15 dazu ausgebildet, zum innenseitigen beziehungsweise dem umfangsseitigen Kühlen des Abgaskrümmers 8 in Abhängigkeit von dem Signal die Kühlflüssigkeit in flüssigem Zustand in zumindest einen der Brennräume 6 und über den zumindest einen Brennraum 6 in den Abgaskanal 9 einzubringen, so dass die zunächst flüssige Kühlflüssigkeit die innenumfangsseitige Mantelfläche 10 direkt berühren und in der Folge effektiv und effizient kühlen kann. Dies bedeutet, dass im Falle eines Unfalls der zumindest eine Brennraum 6 mittels der Beaufschlagungseinrichtung 15 mit der Kühlflüssigkeit geflutet wird, so dass die Kühlflüssigkeit in flüssigem Zustand über den zumindest einen Brennraum 6 in den Abgaskanal 9 gelangt und somit die innenumfangsseitige Mantelfläche 10 direkt berühren und in der Folge kühlen kann.
Hierzu weist die Beaufschlagungseinrichtung 15 wenigstens ein beispielsweise als Injektor ausgebildetes Beaufschlagungselement 18 auf, mittels welchem die Kühlflüssigkeit in flüssigem Zustand direkt in den zumindest einen Brennraum 6 eingebracht, insbesondere eingesprüht oder eingespritzt, wird beziehungsweise werden kann. Dabei ist das Beaufschlagungselement 18 zumindest teilweise in den Zylinderkopf oder in den Motorblock 3 angeordnet beziehungsweise aufgenommen.
Die Beaufschlagungseinrichtung 15 umfasst außerdem eine elektronische Recheneinrichtung 19, mittels welcher beispielsweise das Signal empfangen und somit ermittelt wird. In Abhängigkeit von dem Signal steuert die elektronische Recheneinrichtung 19 beispielsweise das Beaufschlagungselement 18 an, wodurch mittels des Beaufschlagungselements 18 die Kühlflüssigkeit aus dem Kühlkreislauf 16 in flüssigem Zustand in den zumindest einen Brennraum 6 und über diesen in den Abgaskanal 9 eingebracht wird. Durch das beschriebene, gezielte Kühlen des Abgaskrümmers 8 kann dieser in Hinblick auf seine Temperatur so gekühlt werden, dass die durch das Kühlen bewirkte Temperatur des Abgaskrümmers 8 geringer als ein Entflammpunkt wenigstens eines von der Kühlflüssigkeit unterschiedlichen, zusätzlich dazu vorgesehenen Mediums des Kraftfahrzeugs 1 ist. In der Folge kann sich das Medium nicht an dem Abgaskrümmer 8 entzünden.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Verbrennungskraftmaschine
3: Motorblock
4: Zylinder
5: Abtriebswelle
6: Brennraum
7: Abgastrakt
8: Abgaskrümmer
9: Abgaskanal
10: innenumfangsseitige Mantelfläche
11: Umgebung
12: außenumfangsseitige Mantelfläche
13: Fahrzeugrad
14: Achsgetriebe
15: Beaufschlagungseinrichtung
16: Kühlkreislauf
17: Kühler
18: Beaufschlagungselement
19: elektronische Recheneinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013011829 A1 [0002]
DE 102014009849 A1 [0002]
DE 102015212725 A1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeug (1), mit einer Verbrennungskraftmaschine (2), mittels welcher das Kraftfahrzeug (2) antreibbar ist, mit wenigstens einer Abgaskomponente (8), welche zumindest einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (2) durchströmbaren Abgaskanal (9) aufweist, und mit einer Beaufschlagungseinrichtung (15), mittels welcher wenigstens ein einen Unfall des Kraftfahrzeugs (1) charakterisierendes Signal ermittelbar und in Abhängigkeit von dem Signal die Abgaskomponente (8) mit einem Kühlfluid zum Kühlen der Abgaskomponente (8) direkt beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlfluid als eine einen Kühlkreislaufs (16) des Kraftfahrzeug (1) durchströmende Kühlflüssigkeit ausgebildet ist, mittels welcher wenigstens eine von der Abgaskomponente (8) unterschiedliche und in dem Kühlkreislauf (16) angeordnete Komponente (2, 3) des Kraftfahrzeugs (1) zu kühlen ist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (2) wenigstens einen Brennraum (6) aufweist, wobei die Beaufschlagungseinrichtung (15) dazu ausgebildet ist, zum innenseitigen Kühlen der Abgaskomponente (8) in Abhängigkeit von dem Signal die Kühlflüssigkeit in flüssigem Zustand in den Brennraum (6) und über den Brennraum (6) in den Abgaskanal (9) einzubringen.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeit, insbesondere zumindest überwiegend, Wasser umfasst.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (2, 3) die Verbrennungskraftmaschine (2) ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kühlkreislauf (16) wenigstens ein von der Kühlflüssigkeit durchströmbarer und von der Komponente (2, 3) unterschiedlicher Kühler (17) angeordnet ist, mittels welchem die Kühlflüssigkeit zu kühlen ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagungseinrichtung (15) wenigstens ein Beaufschlagungselement (18) aufweist, welches wenigstens eine von der Kühlflüssigkeit durchströmbare Ausströmöffnung aufweist, über welche die Abgaskomponente (8) direkt mit der Kühlflüssigkeit beaufschlagbar ist, wobei zumindest ein Teil der Abgaskomponente (8) durch die Ausströmöffnung überdeckt ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgaskomponente (8) ein Abgaskrümmer (8) ist.
Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), mit einer Verbrennungskraftmaschine (2), mittels welcher das Kraftfahrzeug (1) antreibbar ist, mit wenigstens einer Abgaskomponente (8), welche zumindest einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine (2) durchströmbaren Abgaskanal (9) aufweist, und mit einer Beaufschlagungseinrichtung (15), mittels welcher wenigstens ein einen Unfall des Kraftfahrzeugs (1) charakterisierendes Signal ermittelt und in Abhängigkeit von dem Signal gezielt die Abgaskomponente (8) mit einem Kühlfluid direkt beaufschlagt wird, wodurch die Abgaskomponente (8) gezielt gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als das Kühlfluid eine Kühlflüssigkeit verwendet wird, welche zeitlich vor dem Beaufschlagen der Abgaskomponente einen Kühlkreislauf (16) des Kraftfahrzeugs (1) durchströmt und hierdurch wenigstens eine von der Abgaskomponente (8) unterschiedliche und in dem Kühlkreislauf (16) angeordnete Komponente (2, 3) des Kraftfahrzeugs (1) kühlt.