DE10011927C2 - Verstelleinrichtung an einem mit einer Brennkraftmaschine versehenem Kraftfahrzeug - Google Patents

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.

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.

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.

Es ist aus der DE 34 46 950 C1 eine Steuervorrichtung für die Kühlluftströmung durch einen Luft-Flüssigkeitskühler einer Brennkraftmaschine bekannt. Die Steuervorrichtung enthält eine Lüfterzarge zwischen Kühler und Lüfter in einer Geräuschkapsel für die Brennkraftmaschine. In der Lüfterzarge ist zwischen Kühler und Lüfter ein Rollvorhang angeordnet, der außer bei ho­ her Betriebstemperatur der Maschine die Geräuschkapsel zum Küh­ ler hin abschließt und dadurch die anwärmzeit der Maschine ver­ kürzt.

Es ist aus der DE 198 13 602 A1 eine Vorrichtung zur Regelung eines Luftstromes für einen Wärmetauscher eines Kraftfahrzeu­ ges. Die Vorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Klappen, die in einem Gestell schwenkbar um parallele Achsen gelagert sind, so­ wie ein Steuergestänge dazu, das durch Gelenkverbindungen mit den Klappen verbunden ist.

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.

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.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mit einem Steller zusammenwirkendes Steuergerät ist, durch das während des Beschleunigungsvorganges des Kraftfahr­ zeuges aus dem unteren Geschwindigkeitsbereich heraus die zu­ mindest weitgehend von der Kühlluft erfaßte Abstellvorrichtung bei normaler Betriebstemperatur des Kühlmittels den Kühlluft­ strom sperrend angesteuert wird.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen zu entnehmen.

Bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungskraftmaschine stellt die Verbrennungskraftmaschine die größte Geräuschquelle dar. Eine Teilkapselung, z. B. von unten, oder eine Vollkapselung der Verbrennungskraftmaschine stellen eine gute Geräuschdämmung dar. Damit ist es möglich, den Motorraum nahezu vollständig zu kapseln, mit Ausnahme der Ein- und Austrittsöffnungen für die Kühlluft, Ansaugluft, Abgas-, Kühlwasserleitungen und elektri­ schen Leitungen. Üblicherweise stellt der Kühlmittelwärmetau­ scher die vordere Begrenzung der Motorteil- oder Vollkapsel dar.

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.

Beiden Varianten der Regelung ist eigen, daß das Öffnen der Absperrelelmente starr an die Kühlmitteltemperatur oder die ho­ he Fahrgeschwindigkeit gekoppelt ist.

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.

Beim Beschleunigen des Fahrzeuges wird eine hohe Motorleistung abverlangt, was zu erhöhter Geräuschemission führt. Bei Kon­ stantfahrt im niedrigen Geschwindigkeitsbereich ist die Ge­ räuschemission aufgrund niederer abgegebener Motorleistung sehr gering.

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.

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.

Der Querschnitt des Kühlluftstromes ist in unmittelbarer Nähe und im Kühlmittelwärmetauscher direkt am geringsten und hat ei­ ne rechteckige Form, um durch die sich dadurch 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.

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.

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.

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.

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.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispie­ les in der Zeichnung dargestellt und näher erläutert.

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.

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.

Im geöffneten Zustand sind die Lamellenflächen ungefähr paral­ lel zur Kühlluftströmungsrichtung gestellt, damit sie der Kühl­ luft einen möglichst geringen Strömungswiderstand entgegenstel­ len.

In der Figur sind die Lamellen 3 in einer ungefähr zur Hälfte geöffneten Stellung gezeigt.

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 oder Mo­ tordrehzahlbeschleunigung a kann auch vom Motorsteuergerät zum Beispiel anhand der eingespritzten Kraftstoffmenge geliefert werden.

Claims (4)

1. Verstelleinrichtung an einem mit einer Brennkraftmaschine versehenem Kraftfahrzeug, die aus einer den Strom der Kühlluft steuernden Abstellvorrichtung (4) besteht, die im Strom der Kühlluft (2) im Bereich des Kühlmittelwärmetauschers (1) ange­ ordnet und durch einen Steller (7) betriebsparameterabhängig verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Steller (7) zusammenwirkendes Steuergerät (8) vorgesehen ist, durch das während des Beschleunigungsvorganges des Kraftfahrzeuges aus dem unteren Geschwindigkeitsbereich heraus die zumindest weitgehend von der Kühlluft (2) erfaßte Abstellvorrichtung (4) bei normaler Betriebstemperatur des Kühlmittels den Strom der Kühlluft (2) sperrend gesteuert wird.

2. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Steuergerät (8) das Absperren des Stromes der Kühlluft (2) oberhalb einer kritischen Temperatur des Kühlmit­ tels unterbleibt.

3. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstellvorrichtung (4) - in Strömungsrichtung der Kühlluft (2) gesehen - unmittelbar hinter dem Kühlmittelwärme­ tauscher (1) liegt.

4. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstellvorrichtung (4) aus zumindest annähernd den Kühlmittelwärmetauscher (1) überdeckenden, drehbar oder schwenkbar gelagerten Lamellen (3) gebildet ist.