DE102012014569A1

DE102012014569A1 - Aktives Entlüftungsventil

Info

Publication number: DE102012014569A1
Application number: DE201210014569
Authority: DE
Inventors: Tobias Oszlanyi
Original assignee: BCS Automotive Interface Solutions GmbH
Current assignee: BCS Automotive Interface Solutions GmbH
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2014-01-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Entlüftungsventil (10) für ein Kraftfahrzeug (30), mit mindestens einem Verschlusselement (14), das zwischen einer geschlossenen Stellung, in der ein Durchflussquerschnitt durch das Entlüftungsventil (10) verschlossen ist, und einer geöffneten Stellung verstellt werden kann, in der ein Luftdurchsatz durch das Entlüftungsventil (10) möglich ist, gekennzeichnet durch einen Aktor (22), der das Verschlusselement (14) aktiv zwischen der geschlossenen Stellung und der geöffneten Stellung verstellen kann. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Entlüftungsventil (10) und einer Steuerung (32), welche mit dem Aktor (22) verbunden ist. Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Entlüftungsventils (10) in einem Kraftfahrzeug (30), wobei das Verschlusselement (14) geöffnet wird, wenn eine Tür (40) des Kraftfahrzeugs (30) geöffnet ist, und das Verschlusselement (14) geschlossen wird, nachdem die Tür (40) geschlossen wurde.

Description

Die Erfindung betrifft ein Entlüftungsventil für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einem Verschlusselement, das zwischen einer geschlossenen Stellung, in der ein Durchflussquerschnitt durch das Ventil verschlossen ist, und einer geöffneten Stellung verstellt werden kann, in der ein Luftdurchsatz durch das Entlüftungsventil möglich ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Entlüftungsventil sowie ein Verfahren zur Steuerung eines Entlüftungsventils.
Ein Entlüftungsventil wird bei einem Kraftfahrzeug dafür verwendet, den Innenraum des Fahrzeugs nach außen zu entlüften. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass sich im Innenraum des Fahrzeugs ein Überdruck aufbaut, beispielsweise wenn ein Lüfter einer Lüftungs- und/oder Klimaanlage Frischluft in den Innenraum des Fahrzeugs fördert oder wenn eine Tür geschlossen wird. Zu diesem Zweck ist das Verschlusselement so angeordnet, dass es bei einer Differenz zwischen dem Druck im Innenraum des Fahrzeugs und dem Außendruck geöffnet wird, sodass Luft aus dem Innenraum des Fahrzeugs durch den Durchflussquerschnitt des Ventils entweichen kann.
In der Praxis stellt sich bei der Auslegung der Entlüftungsventile das Problem, dass gänzlich entgegengesetzte Anforderungen erfüllt werden sollen. Zum einen ist es wünschenswert, dass das Verschlusselement bereits bei einer geringen Druckdifferenz öffnet und auch einen großen Durchflussquerschnitt freigibt, sodass zuverlässig verhindert wird, dass sich überhaupt ein Überdruck im Fahrzeuginnenraum aufbauen kann. Dies ist insbesondere dann relevant, wenn eine Tür geschlossen wird, da sich dadurch, falls das Entlüftungsventil nicht öffnet, eine Druckspitze ergeben kann, die von Fahrzeuginsassen als unangenehm empfunden wird. Zum anderen soll das Verschlusselement grundsätzlich möglichst geschlossen bleiben, damit nicht durch den Durchflussquerschnitt Außengeräusche und/oder Schmutz in den Fahrzeuginnenraum eintreten können. Diese beiden Anforderungen sind miteinander kaum vereinbar.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Entlüftungsventil zu schaffen, mit dem einerseits ein großer Durchflussquerschnitt zur Verfügung steht, um den Fahrzeuginnenraum zuverlässig zu entlüften, andererseits aber verhindert wird, dass Außengeräusche und/oder Schmutz in den Fahrzeuginnenraum eindringen können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Entlüftungsventil der eingangs genannten Art ein Aktor vorgesehen, der das Verschlusselement aktiv zwischen der geschlossenen Stellung und der geöffneten Stellung verstellen kann. Bei einem Kraftfahrzeug ist eine Steuerung vorgesehen, die mit dem Aktor verbunden ist. Bei einem Verfahren zur Steuerung eines solchen Entlüftungsventils ist vorgesehen, dass das Verschlusselement geöffnet wird, wenn eine Tür des Kraftfahrzeugs geöffnet ist, und das Verschlusselement geschlossen wird, nachdem die Tür geschlossen wurde. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, ein aktives Entlüftungsventil zu verwenden, bei dem das Verschlusselement bei Bedarf aktiv geöffnet werden kann. Dies ermöglicht, den Durchflussquerschnitt präventiv freizugeben, wenn abgesehen werden kann, dass demnächst ein Luftvolumen aus dem Innenraum des Fahrzeugs nach außen abgeführt werden muss, beispielsweise wenn eine Tür geöffnet ist. Dadurch wird verhindert, dass sich im Innenraum des Fahrzeugs erst ein Überdruck aufbauen muss, damit das Verschlusselement öffnet.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Verschlusselement eine Klappe ist. Diese kann mit geringem Aufwand durch eine Schwenkbewegung aus der geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung überführt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Aktor ein Schrittmotor ist. Dies ermöglicht es, das Verschlusselement mit einer kurzen Reaktionszeit aus der geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung und zurück zu verstellen, wobei auch Zwischenpositionen möglich sind.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Aktor einen Elektromagneten aufweist. Dies ermöglicht, das Verschlusselement mit geringem Aufwand und kurzer Ansprechzeit zuverlässig zu verstellen.
Erfindungsgemäß kann bei einem Kraftfahrzeug vorgesehen sein, dass die Steuerung ein Türöffnungssignal empfängt. Ein solches Signal ist in Kraftfahrzeugen üblicherweise sowieso vorhanden, da es zum Ansteuern der Innenraumbeleuchtung verwendet wird. Wenn die Steuerung erkennt, dass eine Fahrzeugtür geöffnet ist, kann sie das Verschlusselement in eine geöffnete Stellung bringen, damit der Durchflussquerschnitt des Ventils in dem Moment freigegeben ist, in dem die Tür geschlossen wird. Dadurch ist verhindert, dass sich im Innenraum des Fahrzeugs ein Überdruck aufbauen kann, der von einem Fahrzeuginsassen als unangenehm empfunden wird.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zusätzlich ein passives Entlüftungsventil vorhanden ist. Dieses kann dazu verwendet werden, den Innenraum des Kraftfahrzeugs dann zu entlüften, wenn kleine Volumina abgeführt werden müssen. Daher kann das Verschlusselement des passiven Entlüftungsventils entsprechend klein und leicht ausgeführt sein, sodass es gut auf geringe Druckunterschiede anspricht.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verschlusselement geöffnet wird, wenn ein Gebläse, mit dem der Innenraum des Kraftfahrzeugs mit Luft versorgt wird, oberhalb einer bestimmten Stufe arbeitet. Erfindungsgemäß wird dann ein großer Durchflussquerschnitt freigegeben, durch den bei einem großen Luftdurchsatz des Gebläses ein hohes Luftvolumen abgeführt werden kann, ohne dass hierfür im Innenraum des Fahrzeugs ein großer Überdruck aufgebaut werden muss. In diesem Zustand kann auch hingenommen werden, dass durch den freigegebenen großen Durchflussquerschnitt unter Umständen Geräusche in den Fahrzeuginnenraum eintreten, da diese bei einer hohen Arbeitsstufe des Gebläses sowieso nicht hörbar sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausgestaltungen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
1 in einer schematischen Schnittansicht ein Entlüftungsventil gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 das Entlüftungsventil von 1 in einer Vorderansicht;
3 in einer Vorderansicht ein Entlüftungsventil gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
4 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Entlüftungsventil.
In den 1 und 2 ist ein Entlüftungsventil 10 gezeigt, das einen Rahmen 12 und zwei Verschlusselemente 14 aufweist. Die beiden Verschlusselemente sind als Klappen ausgeführt, die jeweils um eine hier im Wesentlichen horizontal angeordnete Schwenkachse 16 zwischen einer geschlossenen Stellung (in 1 mit durchgezogenen Linien gezeigt) und einer geöffneten Stellung (in 1 gestrichelt gezeigt) verstellbar sind. Zur Lagerung der Verschlusselemente 14 im Rahmen 12 können beispielsweise Zapfen verwendet werden.
Jedes Verschlusselement 14 ist mit einem Betätigungsfortsatz 18 versehen, der als seitlich abstehender Arm ausgeführt ist. Die beiden Betätigungsfortsätze 18 der beiden Verschlusselemente 14 sind hier durch ein Verbindungselement 20 miteinander verbunden, sodass sie synchron miteinander verstellt werden. An einem der Betätigungsfortsätze 18 greift ein Aktor 22 an, der die Betätigungsfortsätze 18 so verstellen kann, dass die Verschlusselemente 14 aus der geschlossenen in eine geöffnete Stellung verstellt werden, und umgekehrt.
In der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist der Aktor 22 als Elektromagnet dargestellt, der eine Spule 23 und einen Magnetkern 24 aufweist, der mit den Betätigungsfortsätzen 18 gekoppelt ist.
In 3 ist eine zweite Ausführungsform eines Entlüftungsventils 10 gezeigt. Der Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, dass bei der zweiten Ausführungsform ein einziges Verschlusselement 14 verwendet wird. Zur Verstellung des Verschlusselements 14 wird ein Aktor 22 verwendet, der hier als Schrittmotor ausgeführt ist. Dieser wirkt unmittelbar auf einen Lagerzapfen 26 ein, der drehfest mit dem Verschlusselement 14 verbunden ist. Mittels des Schrittmotors kann das Verschlusselement 14 kontrolliert ausgehend von einer geschlossenen Stellung mehr oder weniger stark geöffnet und auch wieder geschlossen werden.
In 4 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 30 gezeigt, das mit einem Entlüftungsventil 10 der vorstehend beschriebenen Art verbunden ist. Der Aktor 22 des Entlüftungsventils 10 ist mit einer Steuerung 32 verbunden, die hier Signale von Türsensoren 34 sowie einem Antriebsmotor 36 eines Gebläses 38 empfängt. In Abhängigkeit von diesen Signalen kann das Entlüftungsventil 10 in der geeigneten Weise angesteuert werden. Wird beispielsweise erkannt, dass mindestens eine der Türen 40 des Kraftfahrzeugs geöffnet ist, kann der Aktor 22 so angesteuert werden, dass durch Öffnen des Verschlusselements beziehungsweise der Verschlusselemente 14 geöffnet wird. Der Durchflussquerschnitt kann auch geöffnet werden, wenn die Steuerung 32 erkennt, dass das Gebläse 38 auf einer Stufe mit hohem Luftdurchsatz arbeitet, sodass die dem Fahrzeuginnenraum zugeführte Luft problemlos abgeführt werden kann.
Zusätzlich zum aktiv angesteuerten Entlüftungsventil ist hier noch ein herkömmliches, passives Entlüftungsventil 42 vorgesehen, das allein auf eine Druckdifferenz zwischen Innenraum und Außenraum anspricht.

Claims

Entlüftungsventil (10) für ein Kraftfahrzeug (30), mit mindestens einem Verschlusselement (14), das zwischen einer geschlossenen Stellung, in der ein Durchflussquerschnitt durch das Entlüftungsventil (10) verschlossen ist, und einer geöffneten Stellung verstellt werden kann, in der ein Luftdurchsatz durch das Entlüftungsventil (10) möglich ist, gekennzeichnet durch einen Aktor (22), der das Verschlusselement (14) aktiv zwischen der geschlossenen Stellung und der geöffneten Stellung verstellen kann.
Entlüftungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (14) eine Klappe ist.
Entlüftungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (22) ein Schrittmotor ist.
Entlüftungsventil nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (22) einen Elektromagneten (23, 24) aufweist.
Kraftfahrzeug (30) mit einem Entlüftungsventil (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Steuerung (32), welche mit dem Aktor (22) verbunden ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (32) ein Türöffnungssignal empfängt.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein passives Entlüftungsventil (42) vorhanden ist.
Verfahren zur Steuerung eines aktiven Entlüftungsventils (10) in einem Kraftfahrzeug (30) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (14) geöffnet wird, wenn eine Tür (40) des Kraftfahrzeugs (30) geöffnet ist, und das Verschlusselement (14) geschlossen wird, nachdem die Tür (40) geschlossen wurde.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (14) geöffnet wird, wenn ein Gebläse (38), mit dem der Innenraum des Kraftfahrzeugs (30) mit Luft versorgt wird, oberhalb einer bestimmten Stufe arbeitet.