DE102006021173A1

DE102006021173A1 - Vorrichtung zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch eine im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Eintrittsöffnung

Info

Publication number: DE102006021173A1
Application number: DE102006021173A
Authority: DE
Inventors: Helmut Diehl; Hans Kerschbaum; Robert Janner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-05-06
Filing date: 2006-05-06
Publication date: 2007-11-08

Abstract

Allgemein bekannt sind Luftsteuerklappen, um den Luftdurchsatz durch eine im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Eintrittsöffnung zu steuern. Solche Luftsteuerklappen werden bei Kraftfahrzeugen beispielsweise häufig zur Steuerung eines durch einen aktiv mittels eines Lüfters erzeugten und/oder passiv fahrtwindbedingten Kühlluftstromes verwendet. Der aktiv erzeugte Anteil eines Luftstromes ist dabei auch durch eine entsprechende Steuerung des Lüfters steuerbar, um jedoch den passiven, fahrtwindabhängigen Luftstrom zu steuern, sind Luftsteuerklappen notwendig. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch eine im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Eintrittsöffnung zu schaffen, die unempfindlich gegen Verschmutzung ist. Erfindungsgemäß ist zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch eine im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Eintrittsöffnung (1) in dieser zumindest ein aufblasbares Luftkissen (5) angeordnet, das im nicht aufgeblasenen Zustand die Eintrittsöffnung (1) nicht oder nur geringfügig verkleinert, während es im vollständig aufgeblasenen Zustand die Eintrittsöffnung (1) verschließt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch eine im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Eintrittsöffnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Allgemein bekannt sind Luftsteuerklappen, um den Luftdurchsatz durch eine im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Eintrittsöffnung zu steuern. Solche Luftsteuerklappen werden bei Kraftfahrzeugen beispielsweise häufig zur Steuerung eines durch einen aktiv mittels eines Lüfters erzeugten und/oder passiv fahrtwindbedingten Kühlluftstromes verwendet. Der aktiv erzeugte Anteil eines Luftstromes ist dabei auch durch eine entsprechende Steuerung des Lüfters steuerbar, um jedoch den passiven, fahrtwindabhängigen Luftstrom zu steuern, sind Luftsteuerklappen notwendig.
Die Steuerung insbesondere der passiven Kühlluftströme bei Kraftfahrzeugen erfolgt vor dem Hintergrund, einerseits eine ausreichende Kühlung sicherzustellen und andererseits – wenn ein Kühlluftstrom nicht erforderlich ist – den Luftwiderstand des Fahrzeuges niedrig zu halten. Die DE 39 42 010 C2 beispielsweise betrifft eine Vorrichtung zum Steuern zumindest einer Kühlluft-Klappe an der Frontpartie eines Kraftfahrzeuges, die abhängig von der an ihr wirkenden Druckdifferenz ab einer definierten Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges und/oder abhängig von der Temperatur der Brennkraftmaschine öffnet.
Ein weiteres Anwendungsgebiet von Luftsteuerklappen betrifft die Temperierung von Katalysatoren. Aus der DE-PS 22 22 498 ist dazu bereits der grundlegende Gedanke einer Temperaturregeleinrichtung für einen Abgaskatalysator eines Kraftfahrzeuges mittels einer elektromotorisch betätigten Schwenkklappe bekannt. Insbesondere NO_x-Speicherkatalysatoren erreichen ausreichend hohe Konvertierungsraten nur in einem schmalen Abgastemperaturfenster, wodurch der den Wirkungsgrad steigernde Magerbetriebsbereich der Brennkraftmaschine stark begrenzt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch eine im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Eintrittsöffnung zu schaffen, die unempfindlich gegen Verschmutzung ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch eine im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Eintrittsöffnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch eine im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Eintrittsöffnung in dieser zumindest ein aufblasbares Luftkissen angeordnet, das im nicht aufgeblasenen Zustand die Eintrittsöffnung nicht oder nur geringfügig verkleinert, während es im vollständig aufgeblasenen Zustand die Eintrittsöffnung verschließt. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Steuerung des Luftdurchsatzes mittels mehrerer Luftklappen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei starker Verschmutzung voll funktionsfähig. Während die bekannten Luftklappensysteme zudem während des Winters dazu neigen zu vereisen, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch gegen Vereisungen sehr unempfindlich. Insgesamt weist die erfindungsgemäße Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik weniger einzelne mechanische Bauteile auf, sodass die Herstellkosten und das Gewicht gegenüber dem Stand der Technik geringer sind.
Durch die Schließung des Lufteintritts unmittelbar an der Eintrittsöffnung kann der aerodynamische C_x-Luftwiderstandswert des Kraftfahrzeugs bei geschlossener Eintrittsöffnung verringert werden. In der Folge resultiert daraus eine Verringerung des CO₂-Ausstoßes des Kraftfahrzeugs.
Bevorzugt ist das Luftkissen schlauchförmig gestaltet. Günstigerweise sind in der Eintrittsöffnung mehrere schlauchförmige Luftkissen nebeneinander angeordnet, die sich im aufgeblasenen Zustand aneinander abstützen. Diese schlauchförmigen Luftkissen sind vorfeilhafterweise vom Fahrzeugäußeren aus gesehen unmittelbar hinter einem Ziersteg in der Eintrittsöffnung angeordnet, sodass die Luftkissen im nicht aufgeblasenen Zustand optisch zumindest größtenteils verdeckt sind. Günstigerweise sind die Zierstege jeweils mit einem schlauchförmigen Luftkissen verbunden und bestimmen so die Lage des Luftkissens.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur Steuerung des Luftdurchsatzes in einer Eintrittsöffnung für Kühlluft für eine Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Bevorzugt erfolgt die Steuerung des Luftdurchsatzes dann in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine, der Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Klimaanlagendruckes und/oder in Abhängigkeit der Abgastemperatur der Brennkraftmaschine. Der Füllgrad des oder der Luftkissen wird dabei entsprechend dieser Messgrößen gesteuert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im folgenden näher beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:
1 eine perspektivische Ansicht einer Eintrittsöffnung mit mehreren Zierstegen im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs und
2 einen Schnitt durch die in 1 dargestellten Zierstege.
1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Vorrichtung zur Abstimmung des Luftdurchsatzes durch eine im Fahrzeugfrontbereich eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Eintrittsöffnung 1. Die Eintrittsöffnung 1 wird durch ein Ober- und ein Unterteil 2 und 3 umlaufend begrenzt. Zwischen dem Ober- und dem Unterteil 2 und 3 erstrecken sich mehrere nebeneinander angeordnete im Wesentlichen vertikal verlaufende Zierstege 4, die zusammen mit dem Ober- und dem Unterteil 2 und 3 das vom Fahrzeugäußeren sichtbare, optische Erscheinungsbild der Eintrittsöffnung 1 bestimmen.
Vom Fahrzeugäußeren aus gesehen hinter den Zierstegen 4 befindet sich jeweils ein aufblasbarer Gummischlauch 5, der sich ebenfalls in vertikaler Richtung zwischen dem Ober- und dem Unterteil 2 und 3 erstreckt. In jedem Gummischlauch 5 befindet sich – wie es in 2 gut erkennbar ist – ein Mittelsteg 6, der sich auch über die gesamte Höhe der Eintrittsöffnung 1 erstreckt. Der Gummischlauch 5 ist dabei jeweils zwischen Ziersteg 4 und Mittelsteg 6 eingeklemmt. Hinter jedem Gummischlauch 5 wiederum ist ein Fixiersteg 7 angeordnet, der jeweils mit dem Ober- und dem Unterteil 2 und 3 verbunden ist. Der Gummischlauch 5 ist auch hier zwischen Mittelsteg 6 und Fixiersteg 7 eingeklemmt. Auf diese Weise wird jeder Gummischlauch 5 in seiner genauen Position gehalten.
Alle Mittelstege 6 weisen im Inneren Luftleitungen auf, sodass die auf der Oberseite der Mittelstege 6 in eine Luftleitung 8 eingeleitete Luft durch mehrere Austrittsöffnungen 9 an den Längsseiten der Mittelstege 6 in den jeweiligen Gummischlauch 5 ausströmt. Die Gummischläuche 5 werden so wie ein Luftkissen aufgeblasen. Im Oberteil 2 ist eine Luftzuleitung 10 integriert, die in sie eingeleitete Luft in die Luftleitungen 8 der Mittelstege 6 gleichmäßig verteilt.
Die Eintrittsöffnung 1 dient zur Zuführung von Kühlluft zu einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs. Wenn die Brennkraftmaschine gerade erst gestartet wurde, ist sie noch kalt und benötigt daher keine Kühlung. Ein Steuergerät, das über einen Temperatursensor erfasst, dass die Brennkraftmaschine noch kalt ist, steuert entsprechend eine Pumpe an, die daraufhin Luft in die Luftzuleitung 10 pumpt. Diese verteilt die Luft in die Luftleitungen 8 in den Mittelstegen 6, die die Luft wiederum durch die Austrittsöffnungen 9 in die Gummischläuche 5 einleiten. Diese blasen sich dadurch jeweils wie ein Luftkissen auf. Die vollständig aufgeblasenen Gummischläuche 5 berühren sich gegenseitig, sodass die Eintrittsöffnung 1 vollständig verschlossen ist. Dies verhindert den Zustrom von kalter Kühlluft zur noch kalten Brennkraftmaschine, sodass sich diese schneller auf ihre Betriebstemperatur erwärmen kann. Zudem verringert sich der aerodynamische C_x-Luftwiderstandswert des Kraftfahrzeugs, da der Luftstrom am Kraftfahrzeug nicht durch die in die Eintrittsöffnung 1 eintretende Luft beeinträchtigt wird. Die aufgeblasenen Gummi schläuche 5 sind dabei trotzdem vom Fahrzeugäußeren aus kaum sichtbar, da sie von den Zierstegen 4 verdeckt sind.
Bei einem Ansteigen der Temperatur der Brennkraftmaschine wird die Pumpe so angesteuert, dass die Luft aus den aufgeblasenen Gummischläuchen 5 zumindest etwas wieder entweicht, sodass ein erster Zustrom von Kühlluft die Brennkraftmaschine erreicht. Wenn dann die Brennkraftmaschine ihre volle Betriebstemperatur erreicht hat, pumpt die Pumpe die Luft vollständig aus den als Luftkissen dienenden Gummischläuchen 5 heraus, sodass der Lufteintritt durch die Eintrittsöffnung 1 praktisch nicht beeinträchtigt wird, und der volle Luftstrom zum Kühlen der Brennkraftmaschine zur Verfügung steht.

Claims

Vorrichtung zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch eine im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Eintrittsöffnung (1), dadurch gekennzeichnet, dass in der Eintrittsöffnung (1) zumindest ein aufblasbares Luftkissen (5) angeordnet ist, das im nicht aufgeblasenen Zustand die Eintrittsöffnung (1) nicht oder nur geringfügig verkleinert, während es im vollständig aufgeblasenen Zustand die Eintrittsöffnung (1) verschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftkissen (5) schlauchförmig gestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Eintrittsöffnung (1) mehrere schlauchförmige Luftkissen (5) nebeneinander angeordnet sind, die sich im aufgeblasenen Zustand aneinander abstützen.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass vom Fahrzeugäußeren aus gesehen vor einem schlauchförmigen Luftkissen (5) ein Ziersteg (4) in der Eintrittsöffnung (1) angeordnet ist, der das Luftkissen (5) zumindest im nicht aufgeblasenen Zustand optisch zumindest größtenteils verdeckt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziersteg (4) mit dem schlauchförmigen Luftkissen (5) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine schlauchförmige Luftkissen (5) im Wesentlichen vertikal angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Luftdurchsatzes in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs, der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eines Klimaanlagendruckes erfolgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Luftdurchsatzes in Abhängigkeit der Abgastemperatur einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs erfolgt.