DE3435700C2

DE3435700C2 -

Info

Publication number: DE3435700C2
Application number: DE3435700A
Authority: DE
Inventors: Bent Dipl.-Ing. 8074 Gaimersheim De Raffnsoee-Dall
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1984-09-28
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1992-02-06
Also published as: DE3435700A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Kühlluftklappe in einer einer Brennkraftmaschine benachbarten Wand, insbesondere am Kühlergrill eines Kraftfahrzeuges, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru ches 1.

Eine derartige Vorrichtung ist der DE 23 40 497 C2 ent nehmbar. Dabei wird die Kühlluftklappe temperaturabhän gig und/oder geschwindigkeitsabhängig derart gesteuert, daß sie unterhalb einer bestimmten Temperatur T1 der Brennkraftmaschine und/oder unterhalb einer definierten Geschwindigkeit V1 des Kraftfahrzeuges (z. B. 50 km/h) geschlossen, ansonsten geöffnet ist; damit soll eine be lastungsabhängige Steuerung der Kühlluftklappe erfolgen. Durch die vorgeschlagene Oder-Steuerung werden aber nicht alle Betriebszustände hinsichtlich eines schnellen Erreichens der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine (Kühlluftklappe offen) und eines günstigen Luftwider stands-Beiwertes (Kühlluftklappe geschlossen) optimal berücksichtigt.

Bekannt sind ferner Vorrichtungen mit reiner Temperatur steuerung der Kühlluftklappe oder Jalousie, bei denen die Kühlluftklappe unterhalb einer Temperatur T1 ge schlossen und oberhalb T1 geöffnet ist (vgl. DE 32 11 523 A1, GB 21 31 150 A). Diese Vorrichtungen dienen einem schnellen Erreichen der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine und vermeiden zuverlässig Überhitzun gen, berücksichtigen aber den Einfluß der Kühlluftklap pen auf den Luftwiderstands-Beiwert des Kraftfahrzeuges nicht.

Weiterhin bekannt ist mit der DE 31 51 435 A1 eine Vor richtung, bei der die Kühlluftklappe oder Jalousie aus schließlich abhängig von der Geschwindigkeit des Kraft fahrzeuges gesteuert ist. Bis zum Erreichen einer Ge schwindigkeit V1 bleibt die Kühlluftklappe geöffnet, da nach wird sie geschlossen. Dabei bleibt aber die Tempe ratur der Brennkraftmaschine außer Betracht, so daß bei spielsweise bei tiefen Außentemperaturen die Aufwärmpha se der Brennkraftmaschine im niedrigen Geschwindigkeits bereich unnötig verlängert ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gat tungsgemäßen Art zu schaffen, die eine präzise Tempera tursteuerung unter Berücksichtigung eines günstigen Luftwiderstands-Beiwertes des Kraftfahrzeuges in einem weiten Betriebsbereich ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnen den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Verknüpfung wird zunächst eine Tempera tur-Vorrangsteuerung bewirkt, die eine schnelle Erwär mung der Brennkraftmaschine sicherstellt. Ist die Brenn kraftmaschine in einer Kapsel angeordnet, so wird zu gleich während der Warmlaufphase die Geräuschabstrahlung verhindert. Ferner wird aufgrund einer verbesserten Um strömung der Karosserie des Kraftfahrzeuges der cw-Wert bzw. der Luftwiderstand abgesenkt.

Ist eine definierte Temperatur T1 der Brennkraftmaschine erreicht, so erfolgt eine Geschwindigkeits-Vorrangsteue rung, die bei höheren Geschwindigkeiten eines Kraftfahr zeuges durch Schließen der Kühlluftklappe den günstigen cw-Wert beibehält, während bei niedrigeren Geschwindig keiten bis ggf. Geschwindigkeit 0 die Kühlluftklappe ge öffnet ist, um einem Hitzestau im Motorraum entgegenzu wirken. Sobald die Temperatur T1 der Brennkraftmaschine wieder unterschritten wird, setzt wiederum die Tempera tur-Vorrangsteuerung ein.

Die Vorrichtung vermeidet somit unter Berücksichtigung eines günstigen cw-Wertes in einem weiten Betriebsbe reich (verbunden mit geringeren Windgeräuschen und gün stigerem Kraftstoffverbrauch) des Kraftfahrzeuges und bei einer ggf. geringeren Geräuschabstrahlung der Brenn kraftmaschine zuverlässig die Bildung von Hitzestaus im Motorraum. Durch die zweite Temperaturschwelle T2 wird eine Überhitzung auch bei hohen Geschwindigkeiten ausge schlossen. Eine derartige Überhitzung könnte beispiels weise bei sehr hoher Belastung der Brennkraftmaschine (Vollastbetrieb) in Verbindung mit hohen Außentemperatu ren oder einem Defekt im Kühlsystem auftreten. In diesem Falle wird wiederum unabhängig von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges die Kühlluftklappe geöffnet.

Gemäß Patentanspruch 2 kann eine weitere Unterdrückung der Geschwindigkeits-Vorrangsteuerung dann zweckmäßig sein, wenn das Kraftfahrzeug mit einem Anhänger betrie ben ist. Die daraus resultierende cw-Wert-Verschlechte rung ist hier vernachlässigbar, da im Anhängerbetrieb höhere Geschwindigkeiten (z. B. über 100 km/h) ohnehin kaum erreicht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeich nung zeigt in

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug in der Draufsicht und

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II der Fig. 1 durch die Kühlluftklappe und deren Steuerung.

In einem Kraftfahrzeug 2, von dem nur der Frontabschnitt dar gestellt ist, ist im Motorraum 4 eine Brennkraftmaschine 6 mit einem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe 8 als Antriebsquel le angeordnet. Die Brennkraftmaschine 6 ist flüssigkeitsge kühlt und über eine Kühlmittel-Vorlaufleitung 10 und eine Rück laufleitung 12 mit einem Luft-Wasser-Wärmetauscher bzw. Kühler 14 verbunden. Der Kühler 14 ist durch ein Kühlergrill 15 hin durch nach vorne zu offen. Der Kühler 14 sowie eine Kühlluft öffnung 18 sind in eine allgemein mit 20 bezeichnete Kapsel aus schalldämmenden Material eingeschlossen, welche Kapsel 20 die Brennkraftmaschine 6 und das Wechselgetriebe 8 im we sentlichen gegenüber der Atmosphäre abschließt.

In die Öffnung 18 (vgl. Fig. 2) sind mehrere, jalousieartig schwenkbar angeordnete Kühlluftklappen 16 eingesetzt, welche über Hebel 20 und eine Stellstange 22 mittels eines Stellmo tores 24 von ihrer in der Zeichnung dargestellten geschlossen en Stellung in eine die Öffnung 18 im wesentlichen freigeben de Offenstellung verschwenkbar sind.

Durch die Öffnung 18 im Kühlergrill 15 kann kühlender Fahrt wind eintreten oder aber bei in Betrieb befindlichem Kühlergebläse 25 im Motorraum 4 angestaute, heiße Luft herausgedrückt werden. Das Kühlgebläse 25 ist elektromotorisch be trieben.

Der Stellmotor 24 wird von einem elektronischen Steuergerät 26 mit einer logischen Verknüpfungsschaltung angesteuert. Ein gangsseitig ist das Steuergerät 26 über eine elektrische Leitung 28 mit einem ersten Temperatursensor 30 verbunden, der in der Vorlaufleitung 10 zwischen dem Kühler 14 und der Brenn kraftmaschine 6 angeordnet ist. Der Temperatursensor 30 gibt bei Erreichen einer ersten Temperaturschwelle T₁ ein Steuersignal ab. Ein im Zylinderkopf 32 der Brennkraftmaschine 6 angeordneter Temperatursensor 34 liefert über eine elektrische Leitung 36 ein Signal bei Erreichen einer zweiten, höheren Temperaturschwelle T₂. Ein am Wechselgetriebe 8 des Kraftfahrzeuges angeordneter Geschwindigkeitssensor 38 liefert über eine elektrische Leitung 40 ein fahrgeschwindigkeitsproportionales Signal an den Eingangsteil des Steuergerätes 26. Über eine weitere Eingangsleitung 42 wird ein Signal erhalten, welches in nicht näher dargestellter Weise einen Anhängerbetrieb signalisiert. Zweckmäßigerweise wird dieses Signal von dem elektrischen Anschluß des Anhängers an das Bordnetz des Kraftfahrzeuges abgeleitet.

Ausgangsseitig ist das Steuergerät 26 über eine elektrische Leitung 44 mit dem Stellmotor 24 und über eine weitere elektrische Leitung 46 mit dem elektrischen Antriebsmotor des Kühlgebläses 25 verbunden. Das Steuergerät 26 ist außerhalb des Motorraumes 4 an der Spritzwand 48 des Kraftfahrzeuges befestigt.

Ist das Fahrzeug abgestellt und die Brennkraftmaschine kalt, so ist die Öffnung 18 durch die Kühlluftklappen 16 verschlossen. Beim anschließenden Starten und im Kaltfahrbetrieb bleibt die Öffnung 18 verschlossen, bis die vom Temperatursensor 30 erfaßte Temperaturschwelle T₁ erreicht ist. Die Temperatur schwelle T₁ kann beispielsweise 95°C betragen.

Mit dem Erreichen der Temperaturschwelle T₁ wird im Steuer gerät 26 die Temperatur-Vorrangsteuerung auf Geschwindigkeits- Vorrangsteuerung umgeschaltet. Liegt die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges unterhalb der festgelegten Geschwindigkeits schwelle, z. B. unter 80 km/h, so wird der Stellmotor 24 ange steuert und dieser öffnet durch entsprechendes Verschwenken der Kühlluftklappen 16 die Öffnung 18. Zugleich wird über die Leitung 46 der Kühlerlüfter 25 aktiviert. Selbstverständlich bleibt die Öffnung 18 auch dann frei, wenn das Kraftfahrzeug die Geschwindigkeit 0 hat oder ggf. die Brennkraftmaschine 6 abgestellt ist. Erst nach dem Unterschreiten der Temperatur schwelle T₁ (es versteht sich, daß die Ausschalt- und die Ein schalttemperatur von einander abweichen können) wird durch Verschwenken der Kühlluftklappen 16 die Öffnung 18 wieder ver schlossen.

Übersteigt bei oberhalb T₁ liegender Temperatur der Brennkraft maschine 6 die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges den definier ten Geschwindigkeitswert von 80 km/h, so wird die Öffnung 18 durch die Kühlluftklappen 16 verschlossen. Dadurch wird die Durchströmung des Kühlergrills 15 vermindert und dementsprech end der C_w-Wert des Kraftfahrzeuges verbesssert. Davon unabhängig kann im Rahmen des Temperaturbereiches zwischen T₁ und T₂ der Kühlerlüfter 25 intermittierend geschaltet werden.

Sollte ggf. aufgrund extrem hoher Außentemperaturen oder bei einem kleineren Defekt am Kühlsystem der Brennkraftnaschine 6 deren Temperatur bis zu einem zweiten Temperaturschwellwert T₂ von beispielsweise 110°C ansteigen, so wird durch ein Signal des Temperatursensors 34 im Zylinderkopf 32 der Brennkraft maschine 6 die Geschwindigkeits-Vorrangsteuerung des Schaltge rätes 26 aufgehoben und durch entsprechende Ansteuerung des Stellmotores 24 die Öffnung 18 durch Verschwenken der Kühlluft klappen 16 freigegeben.

Desgleichen wird die Geschwindigkeits-Vorrangsteuerung 26 dann aufgehoben, wenn über die Leitung 42 angezeigt ist, daß das Kraftfahrzeug mit einem Anhänger versehen ist bzw. sich im Anhängerbetrieb befindet. In diesem Falle wird die Öffnung 18 nach überschreiten der Temperaturschwelle T₁ geöffnet und verbleibt zur Vermeidung überhöhter Temperaturen der Brenn kraftmaschine in dieser geöffneten Stellung.

Claims

1. Vorrichtung zum Steuern zumindest einer Kühlluftklap pe in einer einer Brennkraftmaschine benachbarten Wand, insbesondere am Kühlergrill eines Kraftfahrzeu ges, bei der über einen Temperatursensor und einen Geschwindigkeitssensor die Kühlluftklappe so gesteu ert ist, daß sie unterhalb einer vorbestimmten Tempe ratur T1 oder einer vorbestimmten Geschwindigkeit V1 geschlossen und oberhalb dieser Temperatur bzw. Ge schwindigkeit geöffnet ist, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale:

a) die Kühlluftklappe (16) ist unterhalb der Tempera tur T1 der Brennkraftmaschine (6) ständig ge schlossen;
b) die Kühlluftklappe (16) ist oberhalb der Tempera tur T1 unterhalb der Geschwindigkeit V1 des Kraft fahrzeuges geöffnet und oberhalb dieser geschlos sen;
c) die Kühlluftklappe (16) ist oberhalb einer zweiten Temperatur T2 der Brennkraftmaschine (6) ständig geöffnet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anhängerbetrieb des Kraftfahrzeuges eine hö here Geschwindigkeit gesetzt ist oder die Geschwin digkeits-Vorrangsteuerung aufgehoben ist, so daß oberhalb T1 die Kühlluftklappe ständig geöffnet ist.