DE3435700A1

DE3435700A1 - Vorrichtung zum steuern einer kuehlluftklappe

Info

Publication number: DE3435700A1
Application number: DE19843435700
Authority: DE
Inventors: Bent Dipl.-Ing. 8074 Gaimersheim Raffnsoee-Dall
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1984-09-28
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1986-04-03
Also published as: DE3435700C2

Description

Vorichtung zum Steuern einer Kühlluftklappe
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Kühlluftklappe in einer einer Brennkraftmaschine benachbarten Wand, insbesondere am Kühlergrill eines Kraftfahrzeuges, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine derartige Vorrichtung ist z. B. in der DE-PS 23 O497 beschrieben. Dabei wird die Kühlluftklappe temperaturabhängig und/ oder geschwindigkeitsabhängig derart gesteuert, daß sie unterhalb einer bestimmten Temperatur der Brennkraftmaschine und/oder unterhalb einer definierten Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges (z. B.
50 km/h) geschlossen, ansonsten geöffnet ist; damit soll eine belastungsabhängige Steuerung der Kühlluftklappe erfolgen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die einen problemlosen Betrieb unter Berücksichtigung eines weitgehenst günstigen Luftwiderstandsbeiwertes (Cw) des Kraftfahrzeuges ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Verknüpfung wird zunächst eine Temperatur-Vorrangsteuerung bewirkt, die eine schnelle Erwärmung der Brennkraftmaschine sicherstellt.
Ist die Brennkraftmaschine in einer Kapsel angeordnet, so wird zugleich während der Uarmlaufphasedie Geräuschabstrahlung vermindert. Ferner wird aufgrund einer verbesserten Umströmung der Karosserie des Kraftfahrzeuges der C -Wert bzw. der Luftwiderw stand abqesenkt.
Ist eine definierte Temperatur f1 der Brennkraftmaschine erreicht, so erfolgt eine Geschtindigkeits-Vorrangsteuerung, die bei höheren Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeuges durch Schließen der Kühlluftklappe einen günstigen C lehrt bewirkt, während bei niedrigeren Geschwindigkeiten bis ggf. Geschwindigkeit 0 die Kühlluftklappe geöffnet ist, um einem Hitzestau im Motorraum entgegenzuwirken. Sobald die Temperatur T1 der Brennkraftmaschine wieder unterschritten wird, setzt wiederum die Temperatur-Vorrangsteuerung ein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung vermeidet unter Berücksichtigung eines günstigen C -ertes zumindest bei höheren Geschwinw digkeiten (verbunden mit geringeren llindgeräuschOn und günstigerem Kraftstoff-Verbrauchs) des raftfahrzeuges und bei einer ggf. geringeren Geräuschabstrahlung der Brennkraftmaschine insbesondere zuverlässig die Bildung von Hitzestaus im Motorraum.
Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindunssgemäßen Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 angeführt. Durch die Merkmale des Patentanspruches 2 wird insbesondere sichergestellt, daß bei einem Defekt im Kühlsystem der Brennkraftmaschine deren Überhitzung im höheren Geschwindigkeitsbereich durch Öffnen der Kühlluftklappe möglichst vermieden ist. Eine weitere Unterdrückung der Geschwindigkeits-Vorrangsteuerung 1<ann dann zweckmäßig sein, wenn das Kraftfahrzeug mit einem Anhänger betrieben ist. Die daraus resultierende Cw-Wert-Verschlechterung ist vernachlässigbar, da im Anhängerbetrieb höhere Geschwindigkeiten (z. B. über 100 km/h) ohnehin kaum erreicht erden.
Bei einer Auslegung des Temperaturschellertes T1 gemäß Patentanspruch 4 wird ein bevorzugter, hoher Fahranteil mit geschlossener Khlluftklappe erzielt. Insbesondere bei tiefen Außentemperaturen, bei denen die obere Grenze der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine nur bei extremer Belastung erreicht wird, bleibt dann in vorteilharterweise die Kühlluftklappe unabhängig von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ständig geschlossen.
Ein Ausführunsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung 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 dargestellt ist, ist im Motorraum 4 eine Brennkraftmaschine 6 mit einem Geschindigkeits-echselgetriebe 8 als Antriebsquelle angeordnet. Die Brennkraftmaschine 6 ist flüssigkeitsgekühlt und über eine Kühlmittel-Vorlaufleitung 10 und eine Rücklaufleitung 12 mit einem Luft-Wasser-Wärmetauscher bzw. Küh-14 verbunden. Der Kühler 14 ist durch ein Kühlergrill 15 hindurch nach vorne zu offen. Der Kühler 14 sowie eine Kühlluftöffnung 18 sind in eine allgemein mit 20 bezeichnete Kapsel aus schalldämmenden Material eingeschlossen, welche Kapsel 20 die Brennkraftmaschine 6 und das Wechselgetriebe 8 im wesentlichen 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 Stellmotores 24 von ihrer in der Zeichnung dargestellten geschlossenen Stellung in eine die Öffnung 18 im wesentlichen freigebende OffensLeliung verschwenkbar sind.
Durch die Öffnung 18 im Kühlergrill 15 kann kühlender Fahrtwind eintreten oder aber bei in Betrieb befindlichem Kühlergebläse 25 im Motorraum 4 angestaute, heiße Luft herausgedrückt werden. Das Kühlgebläse 25 ist elektromotorisch betrieben.
Der Stellmotor 24 wird von einem elektronischen Steuergerät 26 mit einer logischen Verknüpfungsschaltung angesteuert. Eingangsseitig 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 Brennkraftmaschine 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 Kraft fahrzeuges 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 über dem Temperatursensor 30 erfaßte Temperaturschwelle T1 erreicht ist. Die Temperaturschelle T1 kann beispielsweise 950C betragen.
Mit dem Erreichen der Temperaturschwelle T1 wird im Steuergerät 26 die Temperatur-Vorrangsteuerung auf Geschwindigkeits-Vorrangsteuerung umgeschaltet. Liegt die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges unterhalb der festgelegten Geschwindigkeitsschwelle, z. B. unter 80 km/h, so wird der Stellmotor 24 angesteuert 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 Temperaturschwelle T1(es versteht sich,daß die Ausschalt- und die Einschalttemperatur von einander abweichen können) wird durch Verschwenken der Kühlluftklappen 16 die Öffnung 18 wieder verschlossen.
Übersteigt bei oberhalb T1 liegender Temperatur der Brennkraftmaschine 6 die Geschwindigkeit des Kraft fahrzeuges den definierten Geschwindigkeitswert von 80 km/h, so wird die Öffnung 18 durch die Kühlluftklappen 16 verschlossen. Dadurch wird die Durchströmung des Kühlergrills 15 vermindert und dementsprechend der C@-Wert des Kraft fahrzeuges verbesssert. Davon unabhängig w kann im Rahmen des Temperaturbereiches zwischen T1 und T2 der Kühlerlufter 25 intermittierend geschaltet werden.
Sollte ggf. aufgrund extrem hoher Außentemperaturen oder bei einem kleineren Defekt am Kühlsystem der Brennlsraftnaschine 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 Brenn!raftmaschine 6 die Geschwindigkeits-Vorrangsteuerung des Schaltgebrätes 26 aufgehobenund durch entsprechende Ansteuerung des Stellmotores 24 die Öffnung 18 durch Verschwenken der Kühlfulklappen 16 freigegeben.
Desgleichen wird die Geschwindigkeits-Vorrangsteuerung 26 dann aufgehoben, wenn über die Leitung 42 angezeigt ist7 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 Brennkraftmaschine in dieser geöffneten Stellung.

Claims

Patentansprüche 0 Vorrichtung zum Steuern zumindest einer Kühlluftklappe in einer einer Brennkraftmaschine benachbarten Wand, insbesondere am Kühlergrill eines Kraftfahrzeuges, wobei die Klappe temperaturabhängig und geschwindigkeitsabhängig betätigt ist, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - die Kühlluftklappe (16) unterhalb einer ersten Temperaturschwel le T1 der Brennkraftmaschine (6) ständig geschlossen und - oberhalb T1 - unterhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit des Kraft fahrzeuges geöffnet und - oberhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit geschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß - die Kühlluftklappe (16) oberhalb einer weiteren, vorbestimmten Temperaturschwelle T2 der Brennkraftmaschine (6) ständig geöffnet ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß bei Anhängerbetrieb des Kraftfahrzeuges eine höhere Geschwindigkeit gesetzt ist oder die Geschwindigkeits-Vorrangsteuerung aufgehoben ist (oberhalb T1 Kühlluftklappe ständig offen).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Temperaturschwellwert T1 ein Temperaturwert ist, der an einer oberen Grenze der Betriebstemperatur der Brennl<raftmaschine (6) liegt.