CN108005772A - 用于基于风扇对阻风门装置除冰的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车组件，包括：具有阻风门框架的阻风门装置；在阻风门框架上能运动地设置有至少一个阻风门，其用于改变构成在阻风门框架中的穿流开口的可穿流的面积；热源，其例如呈冷却介质换热器和/或内燃机的形式；风机，其在额定运行模式中产生从阻风门装置朝向热源的空气流；检测装置，其检测机动车组件的至少一个运行变量和/或状态变量和/或机动车组件的环境的状态变量，并且根据检测输出至少一个检测变量；和控制装置，其构成用于控制风机运行。根据本发明，为了对阻风门装置进行可能的除冰提出：控制装置构成用于根据至少一个检测变量以与额定运行模式不同的除冰运行模式来运行风机，在除冰运行模式中，风机产生从热源朝向阻风门装置的空气流。

Description

用于基于风扇对阻风门装置除冰的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种机动车组件，其包括：
-具有阻风门框架的阻风门装置，在所述阻风门框架上能运动地设置有至少一个阻风门，所述阻风门用于改变构成在阻风门框架中的穿流开口的可穿流的面积，
-热源，其例如呈冷却介质换热器和/或内燃机的形式，
-风机，尤其冷却风机，所述风机在额定运行模式中产生从阻风门装置朝向热源的空气流，
-检测装置，所述检测装置检测机动车组件的至少一个运行变量和/或状态变量和/或机动车组件的环境的状态变量，并且根据检测输出至少一个检测变量，和
-控制装置，所述控制装置构成用于：控制风机的运行。
这种机动车组件使用在大量车辆上。本发明尤其涉及对这种机动车组件中的阻风门装置进行除冰。
背景技术
如上面描述的阻风门装置通常应用在车辆前部处，以便根据内燃机和包围其的机组的冷却需求改变穿过阻风门框架的穿流开口的冷却空气流。通常通过促动器用马达驱动阻风门装置的至少一个阻风门，其中经由阻风门控制装置控制该运行，所述阻风门控制装置能够是车辆控制装置的一部分。阻风门控制装置能够根据参数、即例如冷却介质循环中的冷却介质温度和/或内燃机的油循环的油温度和/或根据其他的参数，控制阻风门装置的运行、即至少一个阻风门相对于穿流开口的调节。
将阻风门装置用于：缩短内燃机直至达到其额定运行温度的加热时间。由此能够降低内燃机在车辆运行之上的排放值，因为内燃机在额定运行温度下与在于其不同的运行温度下在其排气中排放更少的有害物质，尤其与在直接在冷启动之后的冷的运行温度下相比。
在寒冷的外界条件下可能会出现阻风门装置冻住，所述寒冷的外界条件例如存在于冬季，或者在寒冷地区例如位于极地附近的地区中，也能够存在于其他季节。
如今，在检测到由结冰引起阻风门装置被固定或移动受到限制的情况下，尝试：提高阻风门促动器的驱动力或驱动力矩以及必要时沿切换的驱动方向来驱动阻风门装置，通过上述方式裂开结冰。伴随之的是，所有布设在阻风门促动器和至少一个被驱动器的阻风门之间的构件以及在各个构件之间建立的连接的机械负荷大幅提高。由此，不必要地降低了阻风门装置的使用寿命。此外，阻风门装置成功裂开结冰通常伴随着产生显著的噪声。
从DE 10 2013 214 286 B4中已知：设置在机动车的保险杠中的雷达传感器借助于来自通风软管的空气除冰，所述通风软管设置用于对乘客内部空间通风。
从DE 10 2014 201 969 A1中已知用于对机动车处的玻璃面进行区域除冰的除冰设备。在此，借助于电阻加热元件进行玻璃面的除冰。
发明内容
因此，本发明的目的是：提供开始提出类型的机动车组件，所述机动车组件在没有在车辆处引入附加构件装置的情况下实现：对阻风门装置进行除冰，该除冰对于阻风门装置加载强度更低且尽可能更安静。
根据本发明，所述目的通过这种类型的机动车组件实现，所述机动车组件改进为，使得控制装置构成用于：根据至少一个检测变量以与额定运行模式不同的除冰运行模式来运行风机，在所述除冰运行模式中，风机产生从热源朝阻风门装置的空气流。
因此，基本思想在于：将车辆上本就存在的热源用于阻风门装置的除冰。尤其将冷却介质循环和的换热器和/或内燃机考虑作为这种热源。
原则上，风机能够是任意在车辆上已经存在的风机。优选地，一方面由于其高的效率并且另一方面由于其与阻风门装置空间上近，风机是机动车的冷却风机，所述冷却风机用于：如果行车风的空气流对于对流冷却而言不足够，那么产生对流冷却空气流。
在绝大多数情况下，从车辆前部朝车辆后部方向观察，冷却风机设置在冷却介质循环的换热器后方，使得由机动车的行驶运行产生的空气流尽可能能够在不被构件阻挡的情况下到达换热器。以辅助由机动车的行驶运行产生的空气流的方式，或以在车辆静止情况下代替由机动车的行驶运行产生的空气流的方式，冷却风机在其额定运行模式期间产生如下空气流，所述空气流从通常还布设在换热器之前的阻风门装置穿过冷却介质换热器朝向通常设置在冷却风机后方的内燃机的方向。
相反，在除冰运行模式中，反转或偏转由风机、即尤其由冷却风机产生的空气流的方向，使得由风机产生的空气流从热源朝阻风门装置流动。因此，能够将热量从热源运输至阻风门装置，并且在那里用于加热，进而用于除冰。
作为“朝阻风门装置流动”适用的是任何由风机产生的空气流，所述空气流达到至少一个构件或如下组件，所述组件由至少一个阻风门、阻风门框架、作为至少一个阻风门的运动驱动器的促动器和/或连杆和/或用于将运动从促动器的输出单元传递到至少一个阻风门的传动装置构成。
原则上，通过对于除冰运行模式例如通过调节活门来断开在额定运行模式中闭合的引导路径的方式，能够通过引导和活门系统在除冰运行模式中引起由风机产生的空气流的流动方向——与额定运行模式中的流动方向相比——的改变。通过引导路径于是能够使由风机产生的空气流完全或部分地沿从热源到阻风门装置的上面说明的方向流动。
然而，如果控制装置构成用于反转风机的风扇叶轮的转动方向，那么这种引导路径和与其连接的附加的引导路径构件的应用能够被避免。这根据风扇叶轮的驱动马达能够通过极性反转实现，或在现代的BLDC驱动马达中以软件方式实现。代替如在额定运行模式中抽吸空气穿过换热器并且朝内燃机吹送，风机或其风扇叶轮在除冰运行模式中吹送空气穿过能够使该空气加热的换热器，至阻风门装置，在那里所述空气再次能够输出在换热器中吸收的热量，以提高阻风门装置的构件的温度。因此，优选地，在除冰运行模式中，将风机的抽吸侧和压力侧相互交换。只要内燃机、例如沉重的发动机机体已经短暂地运行进而相对于环境温度加热，那么风机在除冰运行模式中抽吸已在内燃机的区域中加热的空气，所述加热的空气在经过换热器时，在其达到阻风门装置以除冰之前，由于存在于其中同样被加热的冷却介质能够被进一步加热。
如果内燃机和/或冷却介质换热器本身是冷的，那么在内燃机和冷却介质换热器开动和充分加热之后能启动除冰运行模式。优选地，在内燃机和/或其冷却介质达到其额定运行温度之前，在这种运行状态下启动除冰运行模式。因此确保：除冰运行模式不会引起内燃机过热。
为了确定阻风门装置的除冰是否完全必要，检测装置能够包括至少一个温度传感器装置。能够具有一个或多个温度传感器的所述温度传感器装置例如能够检测机动车的环境温度作为车辆环境的状态变量。替选地或附加地，所述温度传感器装置能够检测阻风门装置的构件的温度作为状态变量。于是，控制装置能够构成用于：当至少一个由温度传感器装置检测的温度低于预设的阈值温度时，风机以除冰运行模式来运行。在该情况下，基于：在低于预设的阈值温度的情况下，阻风门装置的结冰概率很大。
如开始已经描述的，阻风门装置优选具有电的调节驱动器，所述调节驱动器用于相对于阻风门框架调节至少一个阻风门，以便影响穿过阻风门框架中的穿流开口的空气流。为了尤其可靠地检测除冰需求，附加于或替选于上面提出的温度检测值，将检测装置优选构成用于检测调节驱动器的驱动电流作为阻风门装置的运行变量。因为由电驱动器输出的驱动力矩通常与马达电流或驱动电流成比例，所述马达电流或驱动电流在提供驱动电流期间流动经过促动器。因此优选地，控制装置替选地或附加地构成用于：当由检测装置检测的驱动电流达到或超过预设的电流阈值时，以除冰运行模式来运行风机。
优选地，感知驱动电流和温度，以便能够尽可能可靠地确定阻风门装置的状态。因为，阻风门装置也可能例如由于污物而无法运动，而所述阻风门装置因此不一定结冰。于是，在尝试操纵阻风门装置时提高驱动电流，然而温度传感器显示出：在存在的环境温度下，阻风门装置不不太可能冻住或者完全不可能冻住。在该情况下，由于缺少实际上的积冰而使得通过根据本发明的风机进行除冰运行模式是无意义的。
同样地，能够存在低的环境温度，而因此阻风门装置不必须是冻住的。在该情况下，不需要根据本发明的除冰运行模式。
在风机的风扇叶轮的转动方向反转的情况下，控制装置构成用于：将相应的信息传输给车辆控制装置，使得车辆控制装置正确地检测或评估机动车的运行状态。
本发明还涉及一种机动车，其具有根据本发明的机动车组件。
此外，开始提出的目的通过一种用于对机动车中的阻风门装置除冰的方法，所述机动车具有：冷却介质换热器、内燃机和用于产生穿过冷却介质换热器的强制流的冷却风机，其中强制流在冷却风机额定运行模式中从阻风门装置离开经过冷却介质换热器，并且其中除冰方法包括如下步骤：
借助于冷却风机产生除冰强制流，所述除冰强制流穿过冷却介质换热器朝阻风门装置流动。
根据上面针对设备做出的阐述，该方法能够包括：检测阻风门装置的至少一个构件的温度和/或环境温度和/或阻风门装置的调节驱动器的驱动电流，其中根据检测操纵冷却风机，以产生除冰强制流。
针对根据本发明的设备提出的阐述内容也适用于根据本发明的方法，并且反之亦然。同样地，设备的上面描述有利的改进形式也公开了方法的有利的改进形式。
附图说明
下面，根据所附的附图详细阐述本发明。其示出：
图1示出具有结冰的阻风门装置的机动车的前端部的粗略示意侧视图，和
图2示出在对阻风门装置除冰之后的图1的粗略示意侧视图。
具体实施方式
在图1中粗略示意地示出机动车的前端部并且总体设有附图标记10。机动车的前端部10包括前轮14、发动机盖16和底部18。在沿高度方向在底部18和发动机盖16之间形成的发动机舱20中以已知的方式容纳内燃机22。
内燃机22同样以已知的方式通过液态冷却介质冷却，所述冷却介质在穿过内燃机22的发动机机体之后加热地从所述发动机机体离开。加热的冷却介质然后被输送给冷却介质换热器24，在所述冷却介质换热器中以对流的方式通过空气流进行冷却。随后，冷却的冷却介质在回路中重新输送给内燃机22的发动机机体，在该处冷却介质从所述发动机机体中在自身被加热的情况下抽出热量，直至再次到达冷却介质换热器24，在那里冷却介质将所述热量再次输出到周围空气。
通常，在冷却介质换热器24和内燃机22之间或至少在车辆纵向方向L上在冷却介质换热器24下游设置有冷却风机26，所述冷却风机具有风扇叶轮28和风扇驱动器30。风扇驱动器30通常是旋转电机。
在车辆纵向方向L上(即离开车辆前部朝向车辆后部的方向)在冷却介质换热器24上游设置有阻风门装置32。车辆纵向方向L在该视图中平行于图1的绘图平面。
阻风门装置32包括仅粗略示意示出的阻风门框架34，所述阻风门框架包围与图1的绘图平面正交地和平行地延伸的穿流开口36。在阻风门框架34上，以穿过穿流开口36的方式，多个阻风门38基本上可彼此平行移动地设置。为了概览，仅两个阻风门38设有附图标记。
阻风门38分别围绕与图1的绘图平面正交的枢转轴线可枢转地设置在阻风门框架34上。阻风门38在所示出的实施例中能够组合成上部的阻风门组40和下部的阻风门组42。属于共同的阻风门组40或42的阻风门38耦联，以围绕其各平行的枢转轴线进行共同的枢转运动。也能够将全部阻风门38耦联，以进行共同的枢转运动。在图1中未示出用于枢转运动的耦联。
阻风门装置32包括至少一个促动器44，通过所述促动器能够驱动阻风门38，以围绕其相应的转动轴线进行调节运动。每个阻风门组40和42能够具有自身的促动器，使得阻风门组的阻风门38能够与相应另外的阻风门组的阻风门38分开地运动。
通过阻风门控制装置46控制阻风门装置32的促动器44的运行。
冷却风机26的运行通过控制装置48来控制。控制装置46和48中的每个能够与图1中未示出的车辆控制装置处于传递信号的连接。
阻风门装置32、冷却介质换热器24和/或作为(多个)热源的内燃机22、冷却风机26和控制装置48形成根据本发明的机动车组件50。
冷却风机26在其额定运行模式中产生空气流Ln，其中所述额定运行模式是冷却风机26在所述冷却风机的运行时间的绝大部分上的正常运行模式，其中所述空气流朝阻风门装置32的方向流动穿过冷却介质换热器24，必要时朝内燃机22流动。在此，除了沿相同方向迎流的行车风之外，能够运行冷却风机26，以便在车辆行驶运行中再加强在冷却介质换热器24处的对流冷却，或者在车辆静止的情况下能够运行冷却风机，以便尤其引起冷却介质在冷却介质换热器24中的对流冷却。
在图1中，由于结冰，阻风门装置32被固定，例如被冰层52固定，所述冰层在发动机盖16的前端部上且在散热器格栅之前形成。因此，阻风门装置32的阻风门38不能够移动，从而使得不期望地不能改变穿流开口36的可由空气穿流的横截面。
控制装置48能够通过数据线路54与至少一个温度传感器56连接，所述温度传感器检测车辆的外部环境的温度并且经由线路54传输给控制装置48。
此外，阻风门控制装置46能够检测在操纵促动器44以移动阻风门38时流经促动器44的驱动电流，并且将其经由数据线路58传输给控制单元48。
于是，如果由阻风门控制装置46检测的驱动电流超过预设的驱动电流阈值并且同时由温度传感器56检测的环境温度低于预设的温度阈值，那么控制装置48推断阻风门装置32结冰，并且开始阻风门装置32的除冰。
对此，风扇驱动器30经由数据线路60操控，使得所述风扇驱动器与风扇驱动器30的额定运行模式相比沿相反的转动方向驱动风扇叶轮28，使得冷却风机26产生空气流Le，所述空气流穿过冷却介质换热器24朝阻风门装置32流动。在此，空气从冷却介质换热器24吸收热量并且以这样加热的方式到达阻风门38、阻风门框架34、促动器44等，并且加热所提到的部件。随后，冰层52融化。
在阻风门装置32、冷却介质换热器24、冷却风机26和内燃机22优选的且在大量车辆中实现的沿车辆纵向方向L空间依次布置的情况下，在图1中示出的除冰运行模式中，在内燃机22的余热下，空气能够已被内燃机22预热地由冷却风机26抽吸，并且穿过冷却介质换热器24运动至阻风门装置32。
如果将时间上在先的运行中还存在的剩余热量存储在车辆的冷却介质循环的冷却介质中和/或内燃机22中，那么在本发明中所提出的除冰运行模式本身在车辆静止的情况下借助切断的内燃机22有利地工作，其中所述剩余热量根据冷却风机26的上面描述的除冰运行模式能够用于对阻风门装置32进行加热和除冰。
在图2中示出被除冰的阻风门装置32和冷却风机26的额定运行模式。

Claims (7)

1.一种机动车组件(50)，其包括
-具有阻风门框架(34)的阻风门装置(32)，在所述阻风门框架上能运动地设置有至少一个阻风门(38)，所述阻风门用于改变构成在所述阻风门框架(34)中的穿流开口(36)的能穿流的面积，
-热源(22，24)，所述热源例如呈冷却介质换热器(24)和/或内燃机(22)的形式，
-风机(26)，所述风机在额定运行模式中产生从所述阻风门装置(32)朝向所述热源(22，24)的方向的空气流(Ln)，
-检测装置(46，56)，所述检测装置检测所述机动车组件(50)的至少一个运行变量和/或状态变量和/或所述机动车组件(50)的环境的状态变量，并且根据检测输出至少一个检测变量，和
-控制装置(48)，所述控制装置构成用于控制所述风机(26)的运行，
其特征在于，所述控制装置(48)构成用于：根据至少一个检测变量，以与所述额定运行模式不同的除冰运行模式来运行所述风机(26)，在所述除冰运行模式中，所述风机(26)产生从所述热源(22，24)朝向所述阻风门装置(32)的空气流(Le)。
2.根据权利要求1所述的机动车组件(50)，其特征在于，所述控制装置(48)构成用于：反转所述风机(26)的风扇叶轮(28)的转动方向。
3.根据权利要求1或2所述的机动车组件(50)，其特征在于，所述检测装置(46，56)包括至少一个温度传感器装置(56)，所述温度传感器装置检测所述阻风门装置(32)的构件(34，38，44，46)的温度和/或环境温度，其中所述控制装置(48)构成用于：当至少一个由所述温度传感器装置(56)检测的温度低于预设的阈值温度时，风机(26)以除冰运行模式来运行。
4.根据上述权利要求中任一项所述的机动车组件(50)，其特征在于，所述阻风门装置(32)具有电的调节驱动器(44)，所述调节驱动器用于相对于所述阻风门框架(34)调节至少一个所述阻风门(38)，并且所述检测装置(46，56)构成用于检测所述调节驱动器(44)的驱动电流，其中所述控制装置(48)构成用于：当由所述检测装置(46，56)检测的驱动电流达到或超过预设的电流阈值时，以所述除冰运行模式来运行所述风机(26)。
5.一种机动车，其具有根据上述权利要求中任一项所述的机动车组件(50)。
6.一种用于对机动车中的阻风门装置(32)除冰的方法，所述机动车具有：冷却介质换热器(24)、内燃机(22)和用于产生经过所述冷却介质换热器(24)的强制流(Ln，Le)的冷却风机(26)，其中所述强制流(Ln)在所述冷却风机(26)的额定运行模式中远离所述阻风门装置(32)经过所述冷却介质换热器(24)，其中所述除冰方法包括如下步骤：
借助于所述冷却风机(26)产生除冰强制流(Le)，所述除冰强制流穿过所述冷却介质换热器(24)朝所述阻风门装置(32)流动。
7.根据权利要求6所述的用于除冰的方法，
其特征在于，所述方法包括：检测所述阻风门装置(32)的至少一个构件(34，38，44，46)的温度和/或环境温度和/或所述阻风门装置(32)的调节驱动器(44)的驱动电流，并且根据检测来操控所述冷却风机(26)，以产生所述除冰强制流(Le)。
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