DE102008007462B4

DE102008007462B4 - AKTIVES KAROSSERIERAUM-LÜFTUNGSSYSTEM und Verfahren zur aktiven Lüftung eines Karosserieraums

Info

Publication number: DE102008007462B4
Application number: DE102008007462A
Authority: DE
Inventors: James H. White Lake Shoemaker; Warren J. Lansing Miedinger; Andrew J. Grand Blanc Novajovsky; Douglas V. Detroit Melonson; Heather A. White Lake Cochran
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2008-02-04
Publication date: 2010-08-05
Anticipated expiration: 2028-02-05
Also published as: US20080186158A1; CN101249789A; US7705722B2; CN101249789B; DE102008007462A1

Abstract

Aktives Karosserieraum-Lüftungssystem (200) für ein Kraftfahrzeug mit einer aktiven Lüftungseinheit (100), die umfasst:
ein Portalgehäuse (102), wobei das Portalgehäuse (102) ein Portal (104) aufweist;
eine an das Portalgehäuse (102) angrenzende Portalabdeckung (108), wobei die Abdeckung (108) zwischen einer ersten Stellung, in der das Portal (104) durch die Portalabdeckung (108) verdeckt ist, und einer zweiten Stellung, in der das Portal (104) zu einen vorbestimmten Grad von der Portalabdeckung (108) freigegeben ist, beweglich ist; und
ein Portalabdeckungs-Betätigungselement (112), um die Portalabdeckung (108) zwischen der ersten und der zweiten Stellung zu bewegen; und
ein elektronisches Steuersystem (224), das ein elektronisches Steuermodul (218) mit vorbestimmter Programmierung sowie eine Mehrzahl von Sensoren (202, 204, 206, 208, 210, 212, 214) mit elektronischer Verbindung zu dem Modul umfasst, wobei jeder Sensor jeweils einen vorbestimmten Parameter aus der Mehrzahl von vorbestimmten Parametern erfasst, und das das Portalabdeckungs-Betätigungselement (112) in Ansprechen auf eine Mehrzahl von...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft die Karosserieraum-Lüftung der Fahrgastzelle von Kraftfahrzeugen, und im Spezielleren ein Karosserieraum-Lüftungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das aktiv auf Veränderungen von erfassten Kraftfahrzeugparametern anspricht, sowie ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5. Solch ein System bzw. Verfahren ist beispielsweise aus der DE 33 20 551 A1 bekannt geworden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Fahrgastzelle von Kraftfahrzeugen schafft einen Raum, welcher für die Insassen Schutz vor Umwelteinflüssen bietet. Zu diesem Zweck ist der Karosserieraum des Fahrzeugs, welcher die Fahrgastzelle definiert, an den Tür- und Fensterrändern (wobei unter dem Begriff ”Tür” eine erweiterte Definition zu verstehen ist, die Türen, Heckklappen, Hubscheiben, Kofferraumdeckel, Hubtüren usw. miteinschließt) vorzugsweise dicht abschließend ausgebildet und stellt einen abgeschlossenen Innenraum bereit, der Staub, Wind und Wasser abhält und den Straßenlärm in der Wahrnehmung der Passagiere auf ein Minimum reduziert. In dieser Hinsicht ist es umso besser, je luftdichter der Karosserieraum ausgebildet ist. Die Luftabdichtmerkmale des eine Fahrgastzelle definierenden Karosserieraums dürfen jedoch auch nicht allzu luftdicht sein, damit die Tür leichtgängig geschlossen werden kann und damit ein effizienter Betrieb des Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensystems (Klimatechniksystems) gewährleistet werden kann.
Wenn eine Tür geschlossen wird, so wird die Bewegung der Tür von einer beträchtlichen Luftbewegung in den Karosserieraum hinein begleitet. Die ses rasche Eindringen von Luft führt zu einer Druckerhöhung (Luftverdichtung) innerhalb des Karosserieraums, die einer Ableitung an die Umgebungsluft bedarf, da ansonsten die Erhöhung des Drucks ein vollständiges Schließen der Tür erschwert und es den Insassen außerdem beim Schließen der Tür die Ohren verschlägt. Auch bei Betrachtung einer Tür in Form eines Kofferraumdeckels kann das Schließen des Kofferraumdeckels in der Tat ebenfalls zu einer Luftverdichtung in dem Karosserieraum führen, und zwar beispielsweise durch den Rücksitz hindurch.
Die Insassen brauchen eine Lüftung, und wenn das Klimatechniksystem aktiv ist, wird durch den Lüfter und/oder durch die Fahrtbewegung des Fahrzeugs Luft in den Karosserieraum hineingesaugt, wodurch es zu einer Erhöhung des Luftdrucks in der Fahrgastzelle kommt. Demgemäß bedarf es für diese einströmende Luft eines Mittels zum Entweichen, so dass die Luft in der Fahrgastzelle periodisch umgewälzt werden kann und der Druck nicht auf ein Ausmaß ansteigen kann, durch den die Funktionsweise des Klimatechniksystems einer ungünstigen Belastung ausgesetzt wird.
Die bevorzugt gewählte Lösung zur Bereitstellung einer luftdichten Fahrgastzelle, die selektiv gelüftet werden kann, besteht gemäß dem Stand der Technik darin, passive Klappen-Ablassöffnungen an der Wand des Karosserieraums, der die Fahrgastzelle definiert, zu installieren. In 1A und 1B ist ein Beispiel eines herkömmlichen, passiven Karosserieraumlüftungs-Klappenventils 10 abgebildet. Das Klappenventil 10 umfasst ein Klappengehäuse 12, das an einer Öffnung in der Karosserie 14 angebracht ist. Ein Paar Klappen 16 ist jeweils an einem Ende mit dem Klappengehäuse 12 verbunden, das vorzugsweise aus Kunststoff besteht. Eine jede der Klappen 16 besteht aus einem federnden, flexiblen Material, beispielsweise einem Gummi oder einem Kunststoff, der federnd in die ge schlossene Stellung vorgespannt ist (siehe 1A), um entsprechende Öffnungen 18 (siehe 1B) abzudecken. Sobald der Luftdruck im Inneren des Karosserieraums (d. h. der Fahrgastzelle) über den normalen Luftdruck ansteigt, biegen die Klappen sich federnd in eine offene Stellung, wie beispielsweise in 1B abgebildet, so dass Luft durch die Öffnungen 18 aus dem Karosserieraum entweichen kann, bis der Druck allgemein wieder ausgeglichen ist. In 2A bis 2D sind andere Beispiele für Klappenventile 10a–10d nach dem Stand der Technik abgebildet, wobei jedes aus einem Klappengehäuse 12a–12d mit einer Mehrzahl von federnd flexiblen Klappen 16a–16d besteht und von denen jede jeweils eine entsprechende Auslassöffnung (nicht sichtbar in den Ansichten) abdeckt.
Klappenventile sind zwar einfache und im Allgemeinen kostengünstige Bauteile, sie sind jedoch mit gewissen Nachteilen behaftet. Ein beträchtlicher Nachteil liegt darin, dass ein Klappenventil naturgemäß nicht in der Lage ist, ein hohes Maß an Geräuschisolation der Fahrgastzelle in Bezug auf den Straßenlärm zu gewährleisten. Dazu kommt, dass die passive Natur von Klappenventilen kein dynamisches Ansprechen auf den Betriebszustand des Klimatechniksystems erlaubt. Darüber hinaus noch besteht, da die Nachgiebigkeit und die Ansprechrate der Klappen der Klappenventile voreingestellt ist, stets eine gewisse Luftverdichtung innerhalb der Fahrgastzelle, wenn eine Tür geschlossen wird, wodurch eine zusätzliche Türdruckenergie erforderlich ist, die überwunden werden muss; und wenn eine Tür fest zugeschlagen wird, so kann dies für die Insassen zu einem unbehaglichen Gefühl in den Ohren führen. Weiterhin kann beim Öffnen einer Tür, da die Klappenventile im Wesentlichen in eine Richtung wirken, ein Sog erzeugt werden, welcher bewirkt, dass sich die Tür in der Anfangsphase des Öffnens schwerer öffnen lässt.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, dafür Sorge zu tragen, dass der Luftdruck in der Fahrgastzelle möglichst konstant bleibt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird mit einem aktiven Karosserie-Lüftungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
Es handelt sich bei der vorliegenden Erfindung um ein aktives Karosserieraum-Lüftungssystem, welches dynamisch auf Fahrzeug-Zustandsparameter wie beispielsweise den Öffnungszustand der Tür (offen/geschlossen) und den Zustand des Klimatechniksystems (HVAC-Systems), anspricht.
Das aktive Karosserieraum-Lüftungssystem umfasst eine aktive Lüftungseinheit, die an einer Karosseriewand angebracht ist, welche ein Portalgehäuse umfasst, das ein Portal, eine Portalabdeckung und ein Portalabdeckungs-Betätigungselement definiert, um die Portalabdeckung selektiv anzupassen und dadurch die Größe der freien Öffnung des Portals zu erhöhen oder zu verringern. Die aktive Lüftungseinheit ist elektronisch an verschiedene Sensoren des Kraftfahrzeugs angeschlossen, bei dem durch die Programmierung eines elektronischen Steuermoduls eine optimale Positionierung der Portalabdeckung über selektives Betätigen des Portalabdeckungs-Betätigungselements bestimmt wird.
Als ein Beispiel für die Betriebsweise der Sensoren sind unter anderem ein 'Zündung ein'-Sensor (laufender Motor), Türöffnungssensoren und Sensoren für den Betriebszustand des Klimatechniksystems zu nennen. Gemäß einem Betriebsszenario sendet das elektronische Steuermodul, wenn die Tür als geöffnet erfasst wird, basierend auf seiner Programmierung ein Signal an das Abdeckungs-Betätigungselement, um die Portalabdeckung in ihre vollständig geöffnete Stellung zu bewegen, wodurch es beim Schließen der Tür zu keiner nennenswerten Luftverdichtung im Inneren der Fahrgastzelle kommt. Wird die Tür als geschlossen erfasst, so wird daraufhin ein Signal an das Abdeckungs-Betätigungselement gesendet, um die Portalabdeckung in ihre geschlossene Stellung zu bewegen. Gemäß einem zweiten Betriebsszenario wird in Ansprechen auf das Erfassen des Betriebszustands des Klimatechniksystems von dem elektronischen Steuermodul gemäß dessen Programmierung ein Signal an das Abdeckungs-Betätigungselement gesendet, um die Portalabdeckung einstellbar so zu bewegen, dass die Größe der Öffnung des Portals im Hinblick auf einen optimalen Betrieb des Klimatechniksystems dynamisch erhöht bzw. zu verringert wird.
Gemeinsam mit weiteren Zielen, Merkmalen und Vorteilen der vorliegenden Erfindung wird dies in der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform verdeutlicht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A und 1B sind Abbildungen eines passiven Karosserieraum-Lüftungsklappenventils in einem geschlossenen bzw. einem offenen Betriebszustand.
2A bis 2D sind Abbildungen von verschiedenen Beispielen von Karosserieraum-Lüftungsklappenventilen nach dem Stand der Technik.
3 ist eine Perspektivansicht einer aktiven Lüftungseinheit des aktiven Karosserieraum-Lüftungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4A und 4B sind Perspektivansichten einer aktiven Lüftungseinheit des aktiven Karosserieraum-Lüftungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar jeweils in vollständig geschlossenem bzw. vollständig offenem Zustand.
5A und 5B sind Perspektivansichten einer aktiven Lüftungseinheit des aktiven Karosserieraum-Lüftungssystems gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar jeweils in vollständig geschlossenem bzw. vollständig offenem Zustand.
6A und 6B sind Perspektivansichten einer aktiven Lüftungseinheit des aktiven Karosserieraum-Lüftungssystems gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar jeweils in vollständig geschlossenem bzw. vollständig offenem Zustand.
6C ist eine Schnittansicht entlang der Linie 6C-6C aus 6A.
6D ist eine Schnittansicht entlang der Linie 6D-6D aus 6B.
7 ist eine schematische Darstellung der Realisierung des Aufbaus des erfindungsgemäßen, aktiven Karosserieraum-Lüftungssystems.
8 ist ein Algorithmus einer Realisierung der Programmierung des erfindungsgemäßen, aktiven Karosserieraum-Lüftungssystems.
9 ist ein Graph, welcher Diagrammverläufe von Luftdrücken gegenüber der Zeit in Verbindung mit Tür-Schließvorgängen mit und ohne dem erfindungsgemäßen, aktiven Karosserieraum-Lüftungssystem miteinander vergleicht.
10 ist ein Graph, welcher Diagrammverläufe der Türschließgeschwindigkeiten gegenüber dem Türwinkel in Verbindung mit Tür-Schließvorgängen mit und ohne dem erfindungsgemäßen, aktiven Karosserieraum-Lüftungssystem miteinander vergleicht.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
In den Zeichnungen, auf welche nun Bezug genommen wird, sind in 3 bis 8 Beispiele für die Realisierung des erfindungsgemäßen, aktiven Karosserieraum-Lüftungssystems abgebildet.
In 3, auf welche als erstes Bezug genommen wird, ist ein Beispiel einer aktiven Lüftungseinheit 100 gemäß einer ersten Ausführungsform des aktiven Karosserieraum-Lüftungssystems 200 (siehe 7) abgebildet. Die aktive Lüftungseinheit 100 umfasst ein Portalgehäuse 102, das ein Portal 104 mit einer vorbestimmten Portalöffnungsgröße definiert. Das Portalgehäuse 102 ist so an einer Karosseriewand 106 der Fahrzeugkarosserie angebracht, dass das Portal eine Öffnung durch diese hindurch bereitstellt, wodurch ein Luftdurchgang zwischen der Fahrgastzelle und der diese umgebenden Außenluft ermöglicht wird. Die aktive Lüftungseinheit 100 umfasst weiterhin eine Portalabdeckung 108, welche beweglich an dem Portalgehäuse 102 angebracht ist. Auf die Portalabdeckung kann als zusätzliche Barriere für durch diese hindurchdringenden Straßenlärm ein geräuschunterdrückendes Material aufgebracht sein. In dem Beispiel aus 3 besteht die Portalabdeckung 108 aus einer Platte 108a, wobei ein oberer Rand 108a' derselben schwenkbar mit einem Scharniermechanismus 110 verbunden ist. Die aktive Lüftungseinheit 100 umfasst außerdem noch ein Portalabdeckungs-Betätigungselement 112, um die Portalabdeckung 108 selektiv zwischen einer vollständig offenen Stellung (in welcher das Portal bis zu einem vorgewählten maximalen Grad geöffnet ist) und einer vollständig geschlossenen Stellung (in welcher das Portal geschlossen ist, so dass eine Luftströmung durch das Portal hindurch unterbunden wird) zu bewegen. Beispielsweise kann es sich in 3 bei dem Abdeckungs-Betätigungselement um einen pneumatischen Schubantrieb 112a handeln, der elektroventilgesteuert ist und das Verschwenken der Portalabdeckung an dem Scharniermechanismus 110 über eine Kurbel 112a' steuert.
Andere Auslegungen (Ausführungsformen) von aktiven Lüftungseinheiten können von einem Fachmann basierend auf den allgemeinen Grundsätzen der hier vorgestellten Offenbarung entworfen werden, und eine jede solche alternative Ausführungsform ist in großen Zügen durch die vorliegende Offenbarung bereits erwogen. In dieser Hinsicht sind in 4A bis 6D in rein veranschaulichender Weise und ohne jeglichen einschränkenden Charakter drei solche alternative Lüftungseinheiten abgebildet. Es sei angemerkt, dass in jeder der besprochenen Auslegungen der Einzahlaus druck ”Portal” bzw. ”Durchbrechung” auch die entsprechende Mehrzahlform miteinschließt, und sich darauf bezieht, dass zumindest eine(s) von diesen vorgesehen ist.
In 4A und 4B, auf welche nun Bezug genommen wird, ist ein Beispiel einer aktiven Lüftungseinheit 100' gemäß einer zweiten Ausführungsform des aktiven Karosserieraum-Lüftungssystems 200 abgebildet. Die aktive Lüftungseinheit 100 umfasst ein Portalgehäuse 102', das ein Portal 104' mit einer vorbestimmten Portalöffnungsgröße definiert. Das Portalgehäuse 102' ist so an einer Karosseriewand 106' angebracht, dass das Portal sich durch diese hindurch erstreckt, wodurch ein Luftdurchgang in Bezug auf die Fahrgastzelle und die diese umgebende Außenluft ermöglicht wird. Die aktive Lüftungseinheit 100' umfasst weiterhin eine Portalabdeckung 108', welche beweglich an dem Portalgehäuse 102' angebracht ist. In dem Beispiel aus 4A und 4B besteht die Portalabdeckung 108' aus einer durchbrochenen zylindrischen Trommel 108b, die drehbar an dem Portalgehäuse 102' montiert ist. Die Durchbrechung 108b' der Trommel 108b ist je nach deren Drehstellung selektiv mit dem Portal ausgerichtet. Die aktive Lüftungseinheit 100' umfasst außerdem noch ein Portalabdeckungs-Betätigungselement 112', um die Portalabdeckung 108' selektiv zwischen einer in 4A gezeigten, vollständig offenen Stellung (in welcher die Durchbrechung 108b' mit dem Portal 104' ausgerichtet ist, so dass das Portal 108' bis zu einem vorgewählten maximalen Grad geöffnet ist) und einer in 4B gezeigten, vollständig geschlossenen Stellung (in welcher die Durchbrechung nicht mit dem Portal ausgerichtet ist und somit eine Luftströmung durch das Portal hindurch unterbunden wird) zu bewegen (d. h. die Trommel 108b entsprechend zu drehen). Beispielsweise kann es sich in 4A und 4B bei dem Abdeckungs-Betätigungselement um einen Elektromotor 112b handeln, dessen Welle 112b' die Verbindung zu der Trommel 108b herstellt.
In 5A und 5B, auf welche nun Bezug genommen wird, ist ein Beispiel einer Lüftungseinheit 100' gemäß einer dritten Ausführungsform des aktiven Karosserieraum-Lüftungssystems 200 abgebildet. Die aktive Lüftungseinheit 100'' umfasst ein Portalgehäuse 102'', das ein Portal 104'' mit einer vorbestimmten Portalöffnungsgröße definiert. Das Portalgehäuse 102'' ist so an einer Karosseriewand 106'' angebracht, dass das Portal sich durch diese hindurch erstreckt, wodurch ein Luftdurchgang in Bezug auf die Fahrgastzelle und die diese umgebende Außenluft ermöglicht wird. Die aktive Lüftungseinheit 100'' umfasst weiterhin eine Portalabdeckung 108'', welche beweglich an dem Portalgehäuse 102'' angebracht ist. In dem Beispiel aus 5A und 5B besteht die Portalabdeckung 108'' aus einer Platte 108c, die über einen Kanal 120 verschiebbar an dem Portalgehäuse 102'' montiert ist. Die aktive Lüftungseinheit 100'' umfasst außerdem noch ein Portalabdeckungs-Betätigungselement 112'', um die Portalabdeckung 108'' selektiv zwischen einer in 5A gezeigten, vollständig offenen Stellung (in welcher die Platte in Bezug auf das Portal 104'' seitlich beiseite geschoben worden ist, so dass das Portal bis zu einem vorgewählten maximalen Betrag geöffnet ist) und einer in 5B gezeigten, vollständig geschlossenen Stellung (in welcher die Platte so verschoben worden ist, dass sie das Portal zur Gänze bedeckt und somit eine Luftströmung durch das Portal hindurch unterbunden wird) zu bewegen (d. h. die Platte 108c entsprechend zu verschieben). Beispielsweise kann es sich in 5A und 5B bei dem Abdeckungs-Betätigungselement um einen Elektromotor 112c handeln, von welchem ein Zahnrad 122 an einem Rand 108c' der Platte 108c mit einer linearen Zahnanordnung 124 in Eingriff tritt.
In 6A bis 6D, auf welche nun Bezug genommen wird, ist ein Beispiel einer Lüftungseinheit 100'' gemäß einer vierten Ausführungsform des ak tiven Karosserieraum-Lüftungssystems 200 abgebildet. Die aktive Lüftungseinheit 100'' umfasst ein Portalgehäuse 102'', das ein Portal 104'' mit einer vorbestimmten Portalöffnungsgröße definiert. Das Portalgehäuse 102''' ist so an einer Karosseriewand 106''' angebracht, dass das Portal sich durch diese hindurch erstreckt, wodurch ein Luftdurchgang in Bezug auf die Fahrgastzelle und die diese umgebende Außenluft ermöglicht wird. Die aktive Lüftungseinheit 100''' umfasst weiterhin eine Portalabdeckung 108''', welche beweglich an dem Portalgehäuse 102''' angebracht ist. In dem Beispiel aus 6A bis 6D besteht die Portalabdeckung 108''' aus einer durchbrochenen Trommel 108d, die drehbar an einer Motorwelle 128 montiert ist, die sich durch das Portalgehäuse 102''' hindurch erstreckt. Die aktive Lüftungseinheit 100''' umfasst außerdem noch ein Portalabdeckungs-Betätigungselement 112''', um die Portalabdeckung 108''' selektiv zwischen einer in 6A und 6C gezeigten, vollständig offenen Stellung (in welcher die Scheibe so gedreht worden ist, dass das Portal 104'' mit der Durchbrechung 108d' der Scheibe 108d ausgerichtet ist, so dass es bis zu einem vorgewählten maximalen Grad geöffnet ist und Luft A hindurchströmt (und zwar in beiden Richtungen)) und einer in 6B und 6D gezeigten, vollständig geschlossenen Stellung (in welcher die Scheibe so gedreht worden ist, dass sie das Portal vollständig bedeckt und somit eine Luftströmung durch das Portal hindurch unterbunden wird) zu bewegen (d. h. die Scheibe 108d entsprechend zu drehen). Beispielsweise kann es sich in 6A bis 6D bei dem Abdeckungs-Betätigungselement um einen Elektromotor 112d mit der zuvor erwähnten Welle 128 handeln.
In 7, auf welche nun näher eingegangen wird, ist eine schematische Darstellung eines Beispiels der Realisierung des Aufbaus des aktiven Karosserieraum-Lüftungssystems 200 abgebildet.
Es ist eine Mehrzahl von Sensoren vorgesehen, wozu beispielsweise, jedoch ohne einschränkenden Charakter, zu zählen sind: ein 'Fahrzeug geparkt'-Sensor 202 (für Fahrzeuge mit Automatikgetriebe kann dieser in Form eines 'Schaltung (bzw. Schalthebel) in Parkstellung'-Sensors, für Fahrzeuge mit Handschaltgetriebe in Form eines 'Feststellbremse ein'-Sensors vorhanden sein), 'Tür offen'-Sensoren ('Tür angelehnt'-Sensoren) 204; ein 'Motor läuft'-Sensor ('Zündung ein'-Sensor) 206, ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 208; ein 'Türen verriegelt (und/oder unverriegelt)'-Sensor 210; ein Klimatechniksystem-Einstellungssensor 212; und ein Klimatechniksystem-Lüfterdrehzahlsensor 214. Die Sensordaten 216 werden in ein elektronisches Steuermodul 218 eingegeben, bei dem es sich beispielsweise um das Motor-Steuermodul oder eine andere Computereinrichtung des Fahrzeugs handeln kann. Die Programmierung (Betriebsalgorithmus wie beispielsweise in 8 angegeben) des elektronischen Steuermoduls entsprechend den Sensordaten 216 bewirkt, dass das elektronische Steuermodul 218 ein Ausgangssignal 220 an das Portalabdeckungs-Betätigungselement 222 (wie beispielsweise die weiter oben beschriebenen Portalabdeckungs-Betätigungselemente 112, 112' und 112'') überträgt, wodurch das Portalabdeckungs-Betätigungselement die Portalabdeckung in eine geeignete Stellung in Bezug auf das Portal bringt, so dass die Luftströmung durch dieses hindurch in Bezug auf den erfassten Zustand des Fahrzeugs optimal ist. Die elektronischen Komponenten 202–220 bilden gemeinsam ein elektronisches Steuersystem 224 zur Anpassung der Betätigung des Portalabdeckungs-Betätigungselements 222.
Ein Betriebsalgorithmus (Programm) 300 für das elektronische Steuermodul 218 des aktiven Karosserieraum-Lüftungssystems 200 (siehe 7) ist in 8 gezeigt.
Das Programm 300 wird bei Ausführungsblock 302 initialisiert, beispielsweise wenn das beliebige, vorgewählte anfängliche Fahrzeugbenutzungsereignis eintritt, beispielsweise wenn die Türen entriegelt werden oder wenn eine Tür geöffnet wird. Das Programm schreitet dann zu Entscheidungsblock 304 voran, wo abgefragt wird, ob die Sensordaten (siehe Block 204 aus 7) anzeigen, dass irgendeine Tür offen ist.
Lautet die Antwort auf die Abfrage bei Entscheidungsblock 304 Ja, so sendet das elektronische Steuermodul (siehe Block 218 aus 7) bei Ausführungsblock 306 ein Signal (siehe Block 220 aus 7) an das Portalabdeckungs-Betätigungselement (siehe Block 222 aus 7), um zu bewirken, dass die Portalabdeckung in ihre vollständig offene Stellung in Bezug auf das Portal bewegt wird. Daraufhin schreitet das Programm zu dem Entscheidungsblock 308 voran, wo abgefragt wird, ob das Programm weiter laufen soll oder ob es infolge nicht gegebener Fahrzeugaktivität abgeschaltet werden soll (d. h. keine erfasste Fahrzeugaktivität während einer vorbestimmten Zeit). Lautet die Antwort auf die Abfrage bei Entscheidungsblock 308 Ja, so schreitet das Programm zu Ausführungsblock 310 und das Programm wird abgeschaltet; war die Antwort auf die Abfrage bei Entscheidungsblock 308 jedoch Nein, so kehrt das Programm zu Entscheidungsblock 304 zurück.
War die Antwort auf die Abfrage bei Entscheidungsblock 304 Nein, so schreitet das Programm zu Entscheidungsblock 312 voran, wo unter Verwendung der Sensordaten (siehe Block 206 in 7) abgefragt wird, ob der Motor läuft.
Ist die Antwort auf die Abfrage bei Entscheidungsblock 312 Nein, so schreitet das Programm zu Entscheidungsblock 314 voran, wo unter Verwendung der Sensordaten (siehe Block 210 aus 7) abgefragt wird, ob die Türen entriegelt sind. Ist die Antwort auf die Abfrage bei Entscheidungsblock 314 Nein, so schreitet das Programm zu Entscheidungsblock 308 voran und fährt wie weiter oben beschrieben fort; Lautete die Antwort auf die Abfrage bei Entscheidungsblock 314 jedoch Ja, so schreitet das Programm zu Ausführungsblock 316 voran, wo das elektronische Steuermodul ein Signal an das Portalabdeckungs-Betätigungselement sendet, um die Portalabdeckung in die vollständig offene Stellung zu bewegen (dies erfolgt im Hinblick auf das zu erwartende Öffnen einer Tür), woraufhin nach einer vorbestimmten Zeit von beispielsweise zehn Minuten das Programm zu Ausführungsblock 318 voranschreitet, wo das elektronische Steuermodul ein Signal an das Portalabdeckungs-Betätigungselement sendet, um die Portalabdeckung so zu bewegen, dass das Portal abgedeckt (geschlossen) wird. Daraufhin schreitet das Programm zu Entscheidungsblock 308 voran und fährt wie weiter oben beschrieben fort. Es handelt sich in dieser Hinsicht bei den Blöcken 314, 316, 318 um einen fakultativen Satz von Blöcken des Programms 300, wobei – falls diese nicht vorhanden sind – eine Negativantwort auf die Abfrage bei Entscheidungsblock 312 dazu führen würde, dass das Programm unmittelbar zu Entscheidungsblock 308 voranschreitet.
War die Antwort auf die Abfrage bei Entscheidungsblock 312 jedoch Ja, so schreitet das Programm zu Entscheidungsblock 320 voran, wo unter Verwendung der Sensordaten (siehe die Blöcke 202 und 210 in 7) abgefragt wird, ob die Türen entriegelt sind und ob das Fahrzeug geparkt ist. Wenn die Antwort auf die Abfrage bei Entscheidungsblock 320 Ja lautet (das heißt wenn beides zutrifft, also die Türen entriegelt sind und das Fahrzeug geparkt ist), so schreitet das Programm zu Ausführungsblock 306 voran, und fährt wie weiter oben beschrieben fort (dies erfolgt im Hinblick auf das zu erwartende Öffnen einer Tür). War die Antwort auf die Abfrage bei Entscheidungsblock 320 jedoch Nein, so schreitet das Programm zu Entscheidungsblock 322 voran, wo unter Verwendung der Sensordaten (siehe Block 212 aus 7) abgefragt wird, ob das Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensystem (Klimatechniksystem) eingeschaltet (in Betrieb) ist. Es handelt sich in dieser Hinsicht bei dem Block 320 um einen fakultativen Block des Programms 300, wobei – falls dieser nicht vorhanden ist – eine Positivantwort auf die Abfrage bei Entscheidungsblock 312 dazu führen würde, dass das Programm unmittelbar zu Entscheidungsblock 322 voranschreitet.
Führt die Abfrage bei Entscheidungsblock 322 zu einem Nein, so schreitet das Programm zu Ausführungsblock 324 voran, wo das elektronische Steuermodul ein Signal an das Portalabdeckungs-Betätigungselement sendet, um zu bewirken, dass die Portalabdeckung das Portal abdeckt (verschließt). Daraufhin schreitet das Programm zu Entscheidungsblock 308 voran und fährt wie weiter oben beschrieben fort.
War die Antwort auf die Abfrage bei Entscheidungsblock 322 jedoch Ja, so schreitet das Programm zu Ausführungsblock 326 voran, wo unter Verwendung der Sensordaten (Blöcke 208, 212 und 214 aus 7) der Betriebszustand des Klimatechniksystems bestimmt wird (die Fahrzeuggeschwindigkeit wird in dieser Hinsicht durch Faktorzerlegung als eine Zunahme der Luftströmung in Bezug auf die von dem Lüfter erzeugte Luftströmung bestimmt). Daraufhin schreitet das Programm zu Ausführungsblock 328 voran, wo das elektronische Steuermodul ein Signal an das Portalabdeckungs-Betätigungselement sendet, um die Portalabdeckung so zu bewegen, dass das Portal nach vorbestimmten Kriterien des Programms bis zu einem bestimmten Grad abgedeckt wird, so dass ein optimaler Betrieb des Klimatechniksystems gegeben ist. Daraufhin schreitet das Programm zu Entscheidungsblock 308 voran und fährt wie weiter oben beschrieben fort.
Eine dynamische Einstellung der Portalabdeckung bei Block 328 in Bezug auf den Grad, zu dem das Portal in Ansprechen auf den in Block 326 bestimmten Zustand des Klimatechniksystems geöffnet ist, erfolgt durch das Programm 300 basierend auf der Zykluszeit des Programms, also beispielsweise einmal pro Tausendstelsekunde.
In 9 und 10, auf welche nun näher eingegangen wird, sind Leistungsmerkmale beim Schließen der Tür mit und ohne dem aktiven Karosserieraum-Lüftungssystem 200 (siehe 7) grafisch abgebildet.
In 9 ist ein Graph 400 des Drucks gegenüber der Zeit mit zwei Diagrammverläufen abgebildet. Ein erster Diagrammverlauf 402 betrifft das Schließen einer Tür bei einem Fahrzeug ohne dem erfindungsgemäßen, aktiven Karosserieraum-Lüftungssystem. Ein zweiter Diagrammverlauf 404 betrifft das Schließen einer Tür bei einem Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen, aktiven Karosserieraum-Lüftungssystem. Es ist ersichtlich, dass bei dem Diagrammverlauf 402 verglichen mit dem Diagrammverlauf 404 eine beträchtliche Erhöhung des Luftdrucks in der Fahrgastzelle zu verzeichnen ist. Daraus folgt, dass bei Fahrzeugen, die mit dem erfindungsgemäßen, aktiven Lüftungssystem ausgestattet sind, das Schließen der Tür um vieles leichtgängiger vor sich geht und dass es hier bei den Passagieren nicht so leicht zu einem Verschlagen der Ohren kommt. Dieser Vorteil kann in der Tat noch weiter erhöht werden, indem die Abmessungen des Portals je nach Wunsch vergrößert werden.
In 10 ist ein Graph 500 der Mindestgeschwindigkeit für das Schließen der Tür gegenüber dem Türwinkel mit zwei Diagrammverläufen abgebildet. Ein erster Diagrammverlauf 502 betrifft das Schließen einer Tür bei einem Fahrzeug ohne dem erfindungsgemäßen, aktiven Karosserieraum-Lüf tungssystem. Ein zweiter Diagrammverlauf 504 betrifft das Schließen einer Tür bei einem Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen, aktiven Karosserieraum-Lüftungssystem. Es ist ersichtlich, dass bei dem Diagrammverlauf 504 verglichen mit dem Diagrammverlauf 502 eine beträchtliche Herabsetzung der Geschwindigkeit für das Schließen der Tür zu verzeichnen ist. Daraus folgt, dass bei Fahrzeugen, die mit dem erfindungsgemäßen, aktiven Lüftungssystem ausgestattet sind, das Schließen der Tür rascher vor sich geht.

Claims

Aktives Karosserieraum-Lüftungssystem (200) für ein Kraftfahrzeug mit einer aktiven Lüftungseinheit (100), die umfasst: ein Portalgehäuse (102), wobei das Portalgehäuse (102) ein Portal (104) aufweist; eine an das Portalgehäuse (102) angrenzende Portalabdeckung (108), wobei die Abdeckung (108) zwischen einer ersten Stellung, in der das Portal (104) durch die Portalabdeckung (108) verdeckt ist, und einer zweiten Stellung, in der das Portal (104) zu einen vorbestimmten Grad von der Portalabdeckung (108) freigegeben ist, beweglich ist; und ein Portalabdeckungs-Betätigungselement (112), um die Portalabdeckung (108) zwischen der ersten und der zweiten Stellung zu bewegen; und ein elektronisches Steuersystem (224), das ein elektronisches Steuermodul (218) mit vorbestimmter Programmierung sowie eine Mehrzahl von Sensoren (202, 204, 206, 208, 210, 212, 214) mit elektronischer Verbindung zu dem Modul umfasst, wobei jeder Sensor jeweils einen vorbestimmten Parameter aus der Mehrzahl von vorbestimmten Parametern erfasst, und das das Portalabdeckungs-Betätigungselement (112) in Ansprechen auf eine Mehrzahl von vorbestimmten Parametern des Kraftfahrzeugs funktional regelt; dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Sensoren (202, 204, 206, 208, 210, 212, 214) zumindest einen Sensor (206) umfasst, der erfasst, ob ein Motor des Kraftfahrzeugs läuft, sowie zumindest einen Sensor (212), der den Zustand eines Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensystems des Kraftfahrzeugs erfasst; wobei, wenn erfasst wird, dass der Motor läuft und dass das Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensystem in Betrieb ist, dann das elektronische Steuermodul (218) das Portalabdeckungs-Betätigungselement (112) anweist, die Portalabdeckung (108) in eine Stellung zwischen der ersten und der zweiten Stellung zu bewegen, die einer vorbestimmten Optimalstellung für den Betrieb des Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensystems entspricht, und zwar in Ansprechen auf den Zustand und die Programmierung, während andernfalls das elektronische Steuermodul (218) das Portalabdeckungs-Betätigungselement (112) anweist, die Portalabdeckung (108) in die erste Stellung zu bewegen.
System nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von Sensoren (202, 204, 206, 208, 210, 212, 214) weiterhin zumindest einen Sensor (204) umfasst, der erfasst, ob irgendeine Tür des Kraftfahrzeugs offen ist; wobei, wenn irgendeine Tür als offenstehend erfasst wird, das elektronische Steuermodul (218) das Portalabdeckungs-Betätigungselement (108) anweist, die Portalabdeckung (108) in die zweite Stellung zu bewegen.
System nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von Sensoren (202, 204, 206, 208, 210, 212, 214) weiterhin zumindest einen Sensor (210) umfasst, der erfasst, ob die Türen entriegelt sind, und weiter hin zumindest einen Sensor (202), der erfasst, ob das Kraftfahrzeug geparkt ist; wobei, wenn erfasst wird, dass der Motor läuft, die Türen entriegelt sind und das Kraftfahrzeug geparkt ist, dann das elektronische Steuermodul (218) das Portalabdeckungs-Betätigungselement (112) anweist, die Portalabdeckung (108) in die zweite Stellung zu bewegen.
System nach Anspruch 3, wobei wenn erfasst wird, dass der Motor nicht läuft und die Türen entriegelt sind, dann das elektronische Steuermodul (218) das Portalabdeckungs-Betätigungselement (112) anweist, die Portalabdeckung (108) für eine vorbestimmte Zeitspanne in die zweite Stellung zu bewegen, und das elektronische Steuermodul (218) daraufhin das Portalabdeckungs-Betätigungselement (108) anweist, die Portalabdeckung in die erste Stellung zu bewegen.
Verfahren zur aktiven Lüftung eines Karosserieraums eines Kraftfahrzeugs, welches die Schritte umfasst, dass vorbestimmte Parameter des Kraftfahrzeugs elektronisch erfasst werden; und ein Portal (104) des Karosserieraums in vorbestimmtem Ansprechen auf die vorbestimmten Parameter selektiv geöffnet und geschlossen wird dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Erfassen umfasst, dass erfasst wird, ob der Motor des Kraftfahrzeugs läuft, und dass der Zustand eines Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensystems des Kraftfahrzeugs erfasst wird; wobei, wenn erfasst wird, dass der Motor läuft und das Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensystem in Betrieb ist, dann das vorbestimmte Ansprechen darin besteht, dass das Portal (104) zu einem vorbestimmten, in Ansprechen auf den erfassten Zustand optimalen Grad geöffnet wird, während andernfalls das vorbestimmte Ansprechen darin besteht, dass das Portal (104) geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das elektronische Erfassen weiterhin umfasst, dass erfasst wird, ob eine Tür des Kraftfahrzeugs offen ist; wobei, wenn erfasst wird, dass eine Tür offen ist, dann das vorbestimmte Ansprechen darin besteht, dass das Portal (104) geöffnet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei, wenn erfasst wird, dass die Türen entriegelt sind, das Kraftfahrzeug geparkt ist und der Motor läuft, dann das vorbestimmte Ansprechen darin besteht, dass das Portal (104) geöffnet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei, wenn erfasst wird, dass die Türen entriegelt sind und der Motor nicht läuft, dann das vorbestimmte Ansprechen umfasst, dass das Portal (104) für eine festgesetzte Zeitspanne geöffnet wird; und dass das Portal (104) anschließend geschlossen wird.