DE10011927A1 - Adjuster for vehicle with internal combustion engine has controled deflector that substantially block cooling air flow during acceleration of vehicle from out of lower speed range - Google Patents
Adjuster for vehicle with internal combustion engine has controled deflector that substantially block cooling air flow during acceleration of vehicle from out of lower speed rangeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung an einem mit einer Brennkraftmaschine versehenem Kraftfahrzeug, die aus ei ner den Strom der Kühlluft steuernden Abstellvorrichtung be steht, die im Strom der Kühlluft im Bereich des Kühlmittelwär metauschers angeordnet und durch einen Steller betriebsparame terabhängig verstellbar ist.The invention relates to an adjusting device on a an internal combustion engine provided motor vehicle from egg ner the flow of the cooling air control device be stands in the flow of cooling air in the area of the coolant heat arranged and by an actuator operationally economical is adjustable depending on the temperature.
Es ist aus der DE 35 45 650 A1 bekannt, an der Frontpartie vom Kraftfahrzeugen im Bereich des Kühlers eine Absperrvorrichtung, wie zum Beispiel Kühlluftklappen oder Lamellen vorzusehen, die beweglich gelagert eine Öffnung abdecken. Die Klappen wer den durch die Druckdifferenz, die zwischen den Bereichen vor und hinter den Klappen bei hohen Geschwindigkeiten entsteht, geöffnet, um dadurch den Kühlluftstrom durch den Kühlmittelwär metauscher zu steuern.It is known from DE 35 45 650 A1, on the front section from Motor vehicles in the area of the radiator a shut-off device, such as providing cooling air flaps or fins, which cover an opening with movable bearings. The flaps who by the pressure difference that exists between the areas and behind the flaps at high speeds, opened to thereby the cooling air flow through the coolant heat to control the exchanger.
Es ist ebenfalls aus der DE 35 45 650 A1 bekannt, die Klappen oder die Lamellen durch ein Steuergerät, zum Beispiel einen Thermostaten, im Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur zu steu ern. Ihrer Aufgabe gemäß öffnen diese bekannten Absperrvorrich tungen aus aerodynamischen, thermischen und akustischen Gründen den Durchtritt für die Kühlluft nur dann, wenn es zur Kühlung unbedingt nötig ist.The flaps are also known from DE 35 45 650 A1 or the slats by a control unit, for example one Thermostats, too dependent on the coolant temperature According to their task, open this known shut-off device for aerodynamic, thermal and acoustic reasons the passage for the cooling air only when it is for cooling is absolutely necessary.
Es ist ebenfalls bekannt, Teile des Motorraumes oder den ganzen Motorraum aus akustischen Gründen mit einer Schallkapsel, die aber vom Gewicht, Platz und Kosten her eine aufwendige Lösung darstellt, zu versehen. Sowohl bei ungekapselten Motoren als auch bei teil- oder vollgekapselten Motoren stellt die vom Mo torraum zur Fahrzeugumgebung nach vorne hin führende Öffnung, die nur durch den Kühlmittelwärmetauscher und einen Kühlergrill verschlossen ist, eine nicht unerhebliche Quelle zur Abstrah lung von Geräusch dar, das durch den Motor, Motornebenaggrega ten oder den Lüfter entsteht.It is also known to have parts of the engine compartment or all of it Engine compartment for acoustic reasons with a sound capsule that but a complex solution in terms of weight, space and costs represents to provide. Both with unenclosed motors as even with partially or fully enclosed engines, the Mo opening leading to the vehicle surroundings leading to the front, that only through the coolant heat exchanger and a grille is a not inconsiderable source of abstraction development of noise caused by the engine, engine auxiliary unit or the fan is created.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung zu finden, die auf einfache Weise die Schallabstrahlung beim Beschleunigen des Kraftfahrzeuges bei niedrigen Geschwindigkeiten, wie sie zum Beispiel innerhalb geschlossener Ortschaften vorkommen, zu ver mindern. Es gilt hier das vom Gesetzgeber vorgeschriebene Prüf kriterium für die Fahrzeugakustik "beschleunigte Vorbeifahrt" zu erfüllen.The object of the invention is to find a device which the sound radiation when accelerating the Motor vehicle at low speeds, such as Example occur within closed towns, ver reduce. The test prescribed by law applies here criterion for vehicle acoustics "accelerated drive past" to fulfill.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine mit einem Steller zusammenwirkende Steuereinheit vorgesehen ist, durch die während des Beschleunigungsvorganges des Kraftfahr zeuges aus dem unteren Geschwindigkeitsbereich heraus die zu mindest weitgehend von der Kühlluft erfaßte Abstellvorrichtung den Kühlluftstrom sperrend ansteuerbar ist.This object is achieved in that a a control unit interacting with an actuator is provided, by the during the acceleration process of the motor vehicle from the lower speed range at least largely shut-off device detected by the cooling air the cooling air flow is controllable.
Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen zu entnehmen.Advantageous and expedient developments of the invention are the other claims.
Bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungskraftmaschine stellt die Verbrennungskraftmaschine die größte Geräuschquelle dar. Eine Teilkapselung, z. B. von unten, oder eine Vollkapselung der Ver brennungskraftmaschine stellen eine gute Geräuschdämmung dar. Damit ist es möglich, den Motorraum nahezu vollständig zu kap seln, mit Ausnahme der Ein- und Austrittsöffnungen für die Kühlluft, Ansaugluft, Abgas-, Kühlwasserleitungen und elektri sche Leitungen. Üblicherweise stellt der Kühlmittelwärmetau scher die vordere Begrenzung der Motorteil- oder Vollkapsel dar. In motor vehicles with an internal combustion engine, the Internal combustion engine is the largest source of noise Partial encapsulation, e.g. B. from below, or a full encapsulation of the Ver internal combustion engines represent good noise insulation. This makes it possible to almost completely cap the engine compartment seln, with the exception of the inlet and outlet openings for the Cooling air, intake air, exhaust gas, cooling water pipes and electri cal lines. The coolant heat dew usually provides shear the front limit of the engine part or full capsule represents.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, bei nicht so hoher Kühlmitteltemperatur den Luftdurchtritt des Kühlmittelwärmetau schers mittels Lamellen oder Klappen zu versperren, um dadurch geringere Geräuschabstrahlungen zu erreichen. Eine derartige Absperreinrichtung wird vom Staudruck des Fahrtwindes geöffnet. Der Grundgedanke dieser Regelung ist eine verbesserte Kühlung dann zu erreichen, wenn viel Abwärme anfällt, was bei hohen ab gegebenen Motorleistungen der Fall ist. Üblicherweise fährt das Fahrzeug bei hohen abgegebenen Motorleistungen schnell, und der Staudruck durch den Fahrtwind an der Fahrzeugvorderseite ermög licht ein Öffnen der Absperrelemente. Eine andere Möglichkeit besteht darin die Absperrelemente von der Kühlmitteltemperatur abhängig zu steuern, zum Beispiel mittels eines Thermostaten.It is known from the prior art, but not so high Coolant temperature the passage of air through the coolant heat rope to block by means of slats or flaps in order to thereby to achieve lower noise emissions. Such The shut-off device is opened by the dynamic pressure of the airstream. The basic idea of this regulation is an improved cooling to be reached when there is a lot of waste heat, which at high given engine power is the case. Usually it works Vehicle with high engine power output quickly, and the Back pressure caused by the airstream on the front of the vehicle light opening of the shut-off elements. Another possibility consists of the shut-off elements from the coolant temperature dependent control, for example by means of a thermostat.
Beiden Varianten der Regelung ist eigen, daß das Öffnen der Ab sperrelelmente starr an die Kühlmitteltemperatur oder die hohe Fahrgeschwindigkeit gekoppelt ist.It is characteristic of both variants of the regulation that the opening of the Ab blocking elements rigid to the coolant temperature or the high Driving speed is coupled.
Beim Beschleunigen eines Fahrzeuges bei niedrigen Geschwindig keiten, zum Beispiel innerhalb einer geschlossenen Ortschaft, gelten besondere Vorschriften für die Lärmemission. Das Prüf kriterium ist die Schallabstrahlung bei der sogenannten be schleunigten Vorbeifahrt.When accelerating a vehicle at low speed for example within a closed town, special regulations for noise emissions apply. The test The criterion is the sound radiation with the so-called be accelerated past.
Beim Beschleunigen des Fahrzeuges wird eine hohe Motorleistung abverlangt, was zu erhöhter Geräuschemission führt. Bei Kon stantfahrt im niedrigen Geschwindigkeitsbereich ist die Geräu schemission aufgrund niederer abgegebener Motorleistung sehr gering.When the vehicle accelerates, there is a high engine output demands, which leads to increased noise emissions. At con Going home in the low speed range is the noise due to the lower engine power output low.
Da ein Beschleunigungsvorgang innerhalb geschlossener Ortschaf ten nur von kurzer Dauer ist - bei langanhaltendem Beschleuni gen ist man außerhalb des zulässigen Geschwindigkeitsbereiches - ist es zulässig, den Kühlluftstrom durch den Kühlmittelwärme tauscher kurzfristig, für die Dauer des Beschleunigens, abzu sperren, ohne daß dabei ein Schaden durch Überhitzung des Mo torraumes oder der Brennkraftmaschine entsteht. Dadurch wird auf einfache Weise die erhöhte Geräuschabstrahlung der Brenn kraftmaschine beim Beschleunigen nicht durch den Kühlmittelwär metauscher an die Umgebung des Fahrzeuges übertragen.Because an acceleration process within a closed village is short-lived - with long-lasting acceleration one is outside the permissible speed range - It is permissible to keep the cooling air flow through the coolant heat exchanger at short notice, for the duration of the acceleration lock without causing damage from overheating the Mo Torraumes or the internal combustion engine arises. This will the increased noise emission of the Brenn in a simple way engine when accelerating not by the coolant heat Transfer the exchanger to the surroundings of the vehicle.
Obwohl ein kurzfristiges Schließen des Kühlluftdurchtritts am Kühlmittelwärmetauscher bei normalen Betriebszuständen keinen Schaden an der Brennkraftmaschine durch überhitzen erzeugt, ist es nötig bei Kühlmitteltemperaturen oberhalb eines kritischen Wertes, wie er z. B. nach langsamer Bergfahrt bei hohen Außen temperaturen auftreten kann, den Kühlluftdurchtritt nicht zu versperren, um eine Schädigung der Brennkraftmaschine zu ver meiden.Although a short-term closure of the cooling air passage on No coolant heat exchanger in normal operating conditions Damage to the internal combustion engine caused by overheating is it is necessary at coolant temperatures above a critical one Worth how it z. B. after a slow uphill ride with high outside temperatures can occur, the cooling air passage does not block to prevent damage to the internal combustion engine avoid.
Der Querschnitt des Kühlluftstromes ist in unmittelbarer Nähe und im Kühlmittelwärmetauscher direkt am geringsten und hat ei ne rechteckige Form, um durch die dadurch sich ergebende hohe Strömungsgeschwindigkeit einen guten Wärmeübergang im Kühlmit telwärmetauscher zu erreichen. Im Bereich des Kühlmittelwärme tauschers hat man somit eine einfache Möglichkeit, eine wir kungsvolle Absperreinrichtung in den Kühlluftstrom vorzusehen. Ohne mit der Absperrvorrichtung das Fahrzeug vor dem Kühlmit telwärmetauscher zu verlängern, wird die Absperrvorrichtung in Strömungsrichtung des Kühlluftstromes unmittelbar hinter dem Kühlmittelwärmetauscher angebracht.The cross section of the cooling air flow is in the immediate vicinity and in the coolant heat exchanger directly the lowest and has egg ne rectangular shape, in order to achieve the resulting high Flow rate a good heat transfer in the coolant to reach the heat exchanger. In the area of coolant heat So you have an easy way to exchange provisional shut-off device in the cooling air flow. Without the locking device the vehicle in front of the coolant To extend the heat exchanger, the shut-off device in Flow direction of the cooling air flow immediately behind the Coolant heat exchanger attached.
Die Wärmeabgabe vom Kühlmittel an die Kühlluft im Kühlmittel wärmetauscher erfolgt bei geöffneter Absperrvorrichtung, wenn der Wärmetauscher möglichst nicht oder nur wenig verdeckt ist. Ein Absperren der Kühlluft und damit eine merkliche Geräuschre duzierung erfolgt nur, wenn der Kühlmittelwärmetauscher mög lichst vollständig mit der Absperrvorrichtung überdeckt ist.The heat transfer from the coolant to the cooling air in the coolant heat exchanger takes place with the shut-off device open, if if possible, the heat exchanger is not or only slightly covered. Shutting off the cooling air and thus a noticeable noise reduction only takes place if the coolant heat exchanger is possible is completely covered with the shut-off device.
Eine Absperrvorrichtung, die diese Forderungen erfüllt und gleichzeitig platzsparend baut, kann aus mehreren Lamellen be stehen, die um eine gedachte Mittenachse drehbar, oder um eine Achse entlang der Berandung schwenkbar gelagert sind. Derartige Lamellen können sowohl waagerecht als auch senkrecht angeordnet sein.A shut-off device that meets these requirements and builds space-saving at the same time, can be made of several slats stand, which can be rotated about an imaginary central axis, or about one Axis are pivotally mounted along the edge. Such Slats can be arranged both horizontally and vertically his.
Die Steuergrößen für das die Abstellvorrichtung steuernde Steu ergerät sind neben der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit - nur bei relativ niedrigen Geschwindigkeit wird der Kühlluftstrom verschlossen - die Beschleunigung des Fahrzeuges, die zum Bei spiel über das Fahrpedal, das dem Fahrwunsch des Fahrers ent sprechend niedergetreten wird, ermittelt werden kann und die Temperatur des Kühlmittels der Verbrennungskraftmaschine.The control variables for the tax controlling the shut-off device devices are in addition to the current vehicle speed - only at relatively low speed the cooling air flow locked - the acceleration of the vehicle, which contributes to play via the accelerator pedal, which corresponds to the driver's desire to drive is stepped down speaking, can be determined and the Temperature of the coolant of the internal combustion engine.
Das Steuergerät kann in das Motorsteuergerät oder in die Ab stellvorrichtung integriert sein. Es kann aber auch als separa tes Anbauteil im Fahrzeug untergebracht sein. Die Signale des Steuergerätes werden an einen Steller, und von dort über Über tragungselemente, z. B. Hebel, an die Lamellen als Stellbefehl weitergeleitet.The control unit can be in the engine control unit or in the Ab actuator be integrated. But it can also be used as a separa the attached part in the vehicle. The signals of the Control unit are sent to an actuator, and from there via supporting elements, e.g. B. lever, to the slats as a command forwarded.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispie les in der Zeichnung dargestellt und näher erläutert.The invention is based on an exemplary embodiment les shown in the drawing and explained in more detail.
In einem Kraftfahrzeug mit Brennkraftmaschine, beide nicht dar gestellt, ist ein Kühlmittelwärmetauscher 1 am vorderen Ende des Motorraumes angebracht. Die Kühlluft 2, durch Pfeile in der Figur gekennzeichnet, strömt durch den Kühlmittelwärmetauscher 1 und anschließend direkt durch die mit mehreren Lamellen 3 versehene Absperrvorrichtung 4. Nach Passieren des Motorlüf ters 5 verteilt sich die Kühlluft (2) im Motorraum.In a motor vehicle with an internal combustion engine, both not shown, a coolant heat exchanger 1 is attached to the front end of the engine compartment. The cooling air 2 , indicated by arrows in the figure, flows through the coolant heat exchanger 1 and then directly through the shut-off device 4 provided with a plurality of fins 3 . After passing the engine fan 5 , the cooling air ( 2 ) is distributed in the engine compartment.
Die Lamellen 3 sind um ihre Längsachse oder eine Parallele dazu drehbar gelagert, und werden über geeignete Übertragungselemen te 6, z. B. Hebel, von einem Steller 7 betätigt. Die Lamellen 3 sind derart gestaltet, daß sie im geschlossenen Zustand den Kühlmittelwärmetauscher möglichst vollständig überdecken und den Kühlluftstrom absperren, und damit eine Geräuschemission durch den Kühlmittelwärmetauscher nach außen verhindern. The slats 3 are rotatably supported about their longitudinal axis or a parallel thereto, and are te 6 , z. B. lever, operated by an actuator 7 . The fins 3 are designed such that they cover the coolant heat exchanger as completely as possible in the closed state and shut off the cooling air flow, and thus prevent noise emission through the coolant heat exchanger to the outside.
Im geöffneten Zustand sind die Lamellenflächen ungefähr paral lel zur Kühlluftströmungsrichtung gestellt, damit sie der Kühl luft einen möglichst geringen Strömungswiderstand entgegenstel len.When open, the lamella surfaces are roughly parallel lel to the cooling air flow direction, so that the cooling oppose the lowest possible flow resistance len.
In der Figur sind die Lamellen 3 in einer ungefähr zur Hälfte geöffneten Stellung gezeigt.In the figure, the slats 3 are shown in an approximately half-open position.
Der Steller 7 wird angesteuert von dem Steuergerät 8, das sei ne Informationen als Temperaturwert T von Temperatursensoren im Kühlmittel und als Fahrzeuggeschwindigkeit v vom Fahrzeugge schwindigkeitsmesser erhält. Als zusätzliche Steuergröße geht die Fahrzeugbeschleunigung a oder die Motordrehzahlbeschleuni gung a zum Beispiel als einfaches Wegesignal aus der Fahrpedal stellung ein. Die Steuergröße Fahrzeugbeschleunigung a bzw. Mo tordrehzahlbeschleunigung a kann auch vom Motorsteuergerät zum Beispiel anhand der eingespritzten Kraftstoffmenge geliefert werden.The actuator 7 is controlled by the control unit 8 , which receives ne information as a temperature value T from temperature sensors in the coolant and as a vehicle speed v from the vehicle speed meter. As an additional control variable, the vehicle acceleration a or the engine speed acceleration a is received, for example, as a simple path signal from the accelerator pedal position. The control variable vehicle acceleration a or engine speed acceleration a can also be supplied by the engine control unit, for example on the basis of the injected fuel quantity.
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