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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Luftführung für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug.
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Sogenannte Kühlluftklappen, welche einen durch einen Kühler zur Kühlung einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs tretenden Luftstrom lenken bzw. regulieren, sind bereits seit längerem bekannt und werden üblicherweise dazu benutzt, beim Start der Brennkraftmaschine den Lufteinlass in dem Kühler solange zu blockieren, bis das Kühlwasser einen bestimmten Grenzwert erreicht hat. Anschließend wird die Kühlluftklappe so weit geöffnet, bis eine Temperaturschwelle des Kühlwassers unterschritten wird, ab der die Kühlluftklappe wieder schließt. Statt unabhängig von der Belastung immer so viel Kühlluft zu bekommen, wie die Brennkraftmaschine für den seltenen Fall der Höchstbelastung braucht, bekommt die Brennkraftmaschine nur so viel Kühlluft, wie diese im aktuellen Lastfall tatsächlich benötigt. Dabei ist bekannt, dass durch ein Schließen der Kühlluftklappe der cw-Wert und damit der Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs reduziert werden können.
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Die
DE 10 2008 020 399 A1 offenbart eine in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs angeordneten Kühleinrichtung, welche zur Regulierung des durch einen Kühler der Kühleinrichtung strömenden Luftstroms eine Kühlluftklappe aufweist und wobei zusätzlich zumindest ein, den Kühler umgehender Bypasskanal vorgesehen ist, welcher durch ein entsprechendes Schließelement verschließbar ist. Die Kühlluftklappe und das Schließelement sind derart miteinander gekoppelt, dass unabhängig von deren Stellungen ein zumindest annähernd gleicher Auftrieb bzw. ein annähernd gleiches Nickmoment am Kraftfahrzeug erzeugt wird.
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Die Kühlluftklappe ist dabei mit dem Schließelement derart wirkverbunden, dass ein Öffnen der Kühlluftklappe gleichzeitig ein Schließen des Schließelements und damit ein Schließen des zugehörigen Bypasskanals bewirkt und umgekehrt.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zur Luftführung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche insbesondere ein Fahrverhalten eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattetem Kraftfahrzeugs nicht negativ beeinflusst wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung schafft demnach eine Vorrichtung zur Luftführung für ein Kraftfahrzeug. Die Vorrichtung umfasst einen Kühlluftkanal zum Zuführen eines ersten Luftstroms zu einem Kühler einer Brennkraftmaschine und eine in dem Kühlluftkanal angeordnete Kühlluftklappe, welche zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung bewegbar ist.
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Die Vorrichtung weist ferner ein Luftführungselement zur Führung eines zweiten Luftstroms auf, wobei das Luftführungselement zwischen einer aktivierten und einer deaktivierten Stellung bewegbar ist, wobei das Luftführungselement derart mit der Kühlluftklappe gekoppelt ist, dass ein Öffnen der Kühlluftklappe ein Aktivieren des Luftführungselements und ein Schließen der Kühlluftklappe ein Deaktivieren des Luftführungselements bewirkt, und wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, in einer jeglichen Stellung der Kühlluftklappe und des Luftführungselements einen im Wesentlichen gleichen Auftrieb zu erzeugen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass ein Fahrverhalten des mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Luftführung ausgestatteten Kraftfahrzeugs bei einem Verstellen der Kühlluftklappe und dem mit der Kühlluftklappe gekoppelten Luftführungselement nicht negativ beeinflusst wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Luftführungselement durch eine Betätigungseinrichtung mit der Kühlluftklappe gekoppelt ist, wobei die Betätigungseinrichtung ausgebildet ist, eine Bewegung der Kühlluftklappe in eine Bewegung des Luftführungselements umzusetzen. Somit resultiert eine Bewegung der Kühlluftklappe in einer Bewegung des Luftführungselements.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Luftführungselement in der aktivierten Stellung in einem in Fahrzeuglängsrichtung heckseitigen Bereich eine in Fahrzeughochrichtung aufwärts gerichtete Krümmung aufweist und das Luftführungselement in der deaktivierten Stellung im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung gerichtet ist. Der zweite Luftstrom wird somit in der aktivierten Stellung des Luftführungselements durch die in dem in Fahrzeuglängsrichtung heckseitigen Bereich des Luftführungselements in Fahrzeughochrichtung aufwärts gerichtete Krümmung aufwärts geführt, wodurch ein Abtrieb erzeugt wird. In der deaktivierten Stellung des Luftführungselements wird der zweite Luftstrom im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung gerichtet und somit kein Abtrieb erzeugt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Luftführungselement ausgebildet ist, in der aktivierten Stellung den zweiten Luftstrom einer Radbremse des Kraftfahrzeugs zuzuführen und in der deaktivierten Stellung den zweiten Luftstrom entlang einem Unterboden des Kraftfahrzeugs zu führen. In der Öffnungsstellung der Kühlluftklappe, in welcher das mit der Kühlluftklappe gekoppelte Luftführungselement in der aktivierten Stellung gestellt ist, wird somit der erste Luftstrom zum Kühlen des Kühlers und der zweite Luftstrom zum Kühlen der Radbremse des Kraftfahrzeugs bereitgestellt.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Betätigungseinrichtung einen elektrisch betriebenen Antriebsmotor, einen ersten Verbindungsabschnitt zum Verbinden mit der Kühlluftklappe und einen zweiten Verbindungsabschnitt zum Verbinden mit dem in Fahrzeuglängsrichtung heckseitigen Bereich des Luftführungselements aufweist.
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Durch Vorsehen des elektrisch betriebenen Antriebsmotors, welcher über den ersten Verbindungsabschnitt mit der Kühlluftklappe und durch den zweiten Verbindungsabschnitt mit dem in Fahrzeuglängsrichtung heckseitigen Bereich des Luftführungselements verbunden ist, muss kein separater Antrieb für die Kühlluftklappe und das Luftführungselement vorgesehen werden.
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Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass der erste und zweite Verbindungsabschnitt jeweils durch eine mechanisch wirkende Einrichtung, insbesondere durch einen Seilzug, eine Stange oder dergleichen ausgebildet sind. Dies ermöglicht eine stabile Ausbildung der sowie eine sichere Betätigung durch die Betätigungsvorrichtung.
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Vorzugsweise ist gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Kühlluftklappe zumindest eine Lamelle aufweist und die Betätigungseinrichtung durch den ersten Verbindungsabschnitt mit der untersten Lamelle der Kühlluftklappe gekoppelt ist. Der erste Verbindungsabschnitt bewirkt somit keine Luftverwirbelungen des ersten Luftstroms in der Öffnungsstellung der Kühlluftklappe.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kühlluftklappe und das Luftführungselement stufenlos verstellbar ausgebildet sind. Die Kühlluftklappe und das Luftführungselement können somit je nach Erfordernis in eine beliebige Position zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung der Kühlluftklappe bzw. einer aktivierten und einer deaktivierten Stellung des Luftführungselements gestellt werden.
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Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass die Kühlluftklappe ausgebildet ist, in der Öffnungsstellung einen auf das Kraftfahrzeug wirkenden Auftrieb zu erzeugen und das Luftführungselement ausgebildet ist, in der aktivierten Stellung einen auf das Kraftfahrzeug wirkenden Abtrieb zu erzeugen, wobei der in der aktivierten Stellung des Luftführungselements auf das Kraftfahrzeug wirkende Abtrieb den in der Öffnungsstellung der Kühlluftklappe auf das Kraftfahrzeug wirkenden Auftrieb im Wesentlichen kompensiert. Aufgrund der räumlichen Nähe der Kühlluftklappe und dem Luftführungselement wirken die jeweils erzeugten Auf- bzw. Abtriebskräfte im Bereich einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs und sind jeweils addierbar. Des Weiteren wird ein Fahrverhalten des Fahrzeugs nicht negativ beeinflusst.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Kühlluftklappe ausgebildet ist, in der Schließstellung im Wesentlichen keinen auf das Kraftfahrzeug wirkenden Auftrieb zu erzeugen, und das Luftführungselement ausgebildet ist, in der deaktivierten Stellung im Wesentlichen keinen auf das Kraftfahrzeug wirkenden Abtrieb zu erzeugen. In der Schließstellung der Kühlluftklappe sowie der zugehörigen deaktivierten Stellung des Luftführungselements wird das Fahrverhalten des Fahrzeugs somit ebenfalls nicht negativ beeinflusst.
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In vorteilhafter Weise in ferner vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Steuereinrichtung zum Steuern der Stellung der Kühlluftklappe und des mit der Kühlluftklappe gekoppelten Luftführungselements aufweist. Die Stellung der Kühlluftklappe und des mit der Kühlluftklappe gekoppelten Luftführungselements kann somit ja nach Erfordernis durch die Steuereinrichtung gesteuert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stellung der Kühlluftklappe und des mit der Kühlluftklappe gekoppelten Luftführungselements durch den Antriebsmotor einstellbar ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine definierte inkrementelle Änderung der Stellung der Kühlluftklappe einer definierten inkrementellen Änderung des Luftführungselements entspricht.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, den Antriebsmotor derart zu steuern, die Stellung der Kühlluftklappe und des mit der Kühlluftklappe gekoppelten Luftführungselements in Abhängigkeit einer Last und/oder einer Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine einzustellen. Es ist somit möglich, eine effektive Kühlung des Kühlers sowie einer Fahrzeugbremse in Abhängigkeit vorgegebener Parameter vorzusehen, ohne dass durch die damit erzeugten Änderungen von Auf- bzw. Abtrieb an jeweiligen Stellelementen das Fahrverhalten des Fahrzeugs negativ beeinflusst wird.
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Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Luftführung. Dadurch kann gewährleistet werden, dass ein Fahrverhalten des mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Luftführung ausgestatteten Kraftfahrzeugs bei einem Verstellen der Kühlluftklappe und dem mit der Kühlluftklappe gekoppelten Luftführungselement nicht negativ beeinflusst wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es illustrieren:
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1 eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Luftführung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
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2 eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Luftführung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel; und
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3 eine schematische Darstellung eines Abschnitts einer Frontpartie des Kraftfahrzeugs gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Luftführung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel.
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Die Vorrichtung 10 zur Luftführung für ein Kraftfahrzeug weist einen Kühlluftkanal 12, eine in dem Kühlluftkanal 12 angeordnete Kühlluftklappe 14, einen Kühler 20 zum Kühlen einer Brennkraftmaschine und ein Luftführungselement 16 auf.
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Der Kühlluftkanal 12 ist in einem Bugbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet und weist in einem in Fahrzeuglängsrichtung vorderen Bereich eine Eintrittsöffnung und in einem in Fahrzeuglängsrichtung hinteren Bereich des Kühlluftkanals einen in Fahrzeughochrichtung erweiterten Bereich auf, in welchem der Kühler 20 angeordnet ist. In dem Kühlluftkanal 12 wird ein erster Luftstrom LS1 dem Kühler 20 der Brennkraftmaschine zugeführt.
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Die Kühlluftklappe 14 weist eine Mehrzahl von Lamellen, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine obere Lamelle 14a, eine mittlere Lamelle 14b und eine untere Lamelle 14c auf. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 ist die Kühlluftklappe 14 in einer Öffnungsstellung S1 gezeigt. In der Öffnungsstellung S1 sind die Lamellen 14a, 14b, 14c der Kühlluftklappe 14 horizontal gestellt, so dass der erste Luftstrom LS1 dem Kühler 20 der Brennkraftmaschine zugeführt werden kann.
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Das Luftführungselement 16 ist in einem Bugbereich des Kraftfahrzeugs unterhalb dem Kühlluftkanal 12 angeordnet. Das Luftführungselement 16 dient zur Führung eines zweiten Luftstroms LS2, wobei der zweite Luftstrom LS2 entlang einer Unterseite des Luftführungselements 16 geführt wird. Das Luftführungselement 16 weist einen elektrisch betriebenen Antriebsmotor 18, einen ersten Verbindungsabschnitt 17a zum Verbinden des Luftführungselements 16 mit der Kühlluftklappe 14 und einem zweiten Verbindungsabschnitt 17b zum Verbinden des Luftführungselements 16 mit einem in Fahrzeuglängsrichtung heckseitigen Bereich 16a des Luftführungselements 16 auf.
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Das Luftführungselement 16 ist somit derart mit der Kühlluftklappe 14 gekoppelt, dass ein Bewegen der Kühlluftklappe 14 in einem Bewegen des Luftführungselements 16, insbesondere des in Fahrzeuglängsrichtung heckseitigen Bereichs 16a des Luftführungselements 16 resultiert. Das Luftführungselement 16 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 in einer aktivierten Stellung P1 gezeigt.
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Der erste Verbindungsabschnitt 17a der Betätigungseinrichtung 17 ist mit der unteren Lamelle 14c der Kühlluftklappe 14 gekoppelt und durch eine Stange ausgebildet. Alternativ kann der erste Abschnitt 17a der Betätigungseinrichtung 17 beispielsweise durch einen Seilzug oder dergleichen ausgebildet sein. Der zweite Verbindungsabschnitt 17b der Betätigungseinrichtung 17 ist ebenfalls mechanisch, vorzugsweise durch eine Stange ausgebildet. Alternativ kann der zweite Verbindungsabschnitt 17b beispielsweise durch einen Seilzug oder dergleichen ausgebildet sein.
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Die in dem Kühlluftkanal 12 angeordnete Kühlluftklappe 14 ist zwischen der Öffnungsstellung S1 und einer Schließstellung S2 stufenlos bewegbar. Das Luftführungselement 16 ist ebenfalls zwischen einer aktivierten Stellung P1 und einer deaktivierten P2 stufenlos bewegbar. Durch die Kopplung der Kühlluftklappe 14 und des Luftführungselements 16 durch die Betätigungseinrichtung 17 resultiert ein Öffnen der Kühlluftklappe 14 in einem Aktivieren des Luftführungselements 16 sowie ein Schließen der Kühlluftklappe 14 in einem Deaktivieren des Luftführungselements 16. In der in 1 gezeigten Öffnungsstellung S1 der Kühlluftklappe wird durch den ersten Luftstrom LS1 ein auf das Kraftfahrzeug wirkender Auftrieb erzeugt. In der aktivierten Stellung P1 des Luftführungselements 16 wird durch den zweiten Luftstrom LS2 ein auf das Kraftfahrzeug wirkender Abtrieb erzeugt. Während der erste Luftstrom LS1 zum Kühlen des Kühlers 20 der Brennkraftmaschine verwendet wird, wird der zweite Luftstrom LS2 einer Radbremse des Kraftfahrzeugs zugeführt, wodurch eine Kühlung der Radbremse erreicht wird.
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Des Weiteren ist eine Steuereinrichtung 25 zum Steuern der Stellung der Kühlluftklappe 14 und des mit der Kühlluftklappe 14 gekoppelten Luftführungselements 16 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 25 steuert die Stellung der Kühlluftklappe 14 und des mit der Kühlluftklappe 14 gekoppelten Luftführungselements 16 durch Ansteuern des Antriebsmotors 18. Die Steuereinrichtung 25 ist somit derart ausgebildet, den Antriebsmotor 18 zu steuern, die Stellung der Kühlluftklappe 14 und des mit der Kühlluftklappe 14 gekoppelten Luftführungselements 16 in Abhängigkeit einer Last und/oder einer Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine einzustellen. Ein Fahrzeugrad 26 ist in Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Luftführungselement 16 schematisch dargestellt.
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2 zeigt eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Luftführung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel.
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Gemäß 2 ist die in dem Kühlluftkanal 12 angeordnete Kühlluftklappe 14 in der Schließstellung S2 und das Luftführungselement 16 in der deaktivierten Stellung P2 gezeigt. Der Luftstrom LS1 kann somit nicht in den Kühlluftkanal 12 eintreten. Durch Wegfall des in der Öffnungsstellung S1 der Kühlluftklappe 14 erzeugten Staudrucks wird somit in der Schließstellung S2 der Kühlluftklappe ein verringerter Auftrieb erzeugt.
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In der deaktivierten Stellung des Luftführungselements 16 wird der zweite Luftstrom LS2 entlang einem Unterboden 22 des Kraftfahrzeugs geführt. Dadurch wird im Gegensatz zu der aktivierten Stellung P1 des Luftführungselements 16 kein Abtrieb erzeugt.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts einer Frontpartie des Kraftfahrzeugs gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel.
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Gemäß der Darstellung von 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Luftführung für ein Kraftfahrzeug am Beispiel eines rechten Teils der Frontpartie des Kraftfahrzeugs gezeigt. Der Kühler 20 ist zur Veranschaulichung der Einbauposition in dem Kühlluftkanal 12 in einer Schnittdarstellung gezeigt. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist die Kühlluftklappe 14 mit zwei Lamellen versehen.
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Die Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Luftführung für ein Kraftfahrzeug vielmehr auch eine andere als die oben konkret beschriebene Ausgestaltungsform annehmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008020399 A1 [0003]
