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Die vorliegende Offenbarung betrifft Druckentlastungssysteme für Fahrzeugfahrgasträume und insbesondere ein aktives Druckentlastungsventil, das sich in Reaktion darauf, dass sich Fahrgastraumtüren öffnen, öffnet und sich als Reaktion darauf, dass sich Fahrgastraumtüren schließen, schließt.
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Fahrzeuge können Druckentlastungsventile, auch als Sauglüfter bekannt, verwenden, um den Luftstrom aus dem Fahrzeugfahrgastraum zu beeinflussen, um den Mitfahrerkomfort zu verbessern. Wenn ein Klimasteuerungssystem die Umgebungsluft von außerhalb des Fahrzeugs ansaugt, kann der Luftablass durch die Druckentlastungsventile nötig sein, um richtige Zirkulation zu erhalten und Fahrgastraumdruckaufbau zu reduzieren. Passive Druckentlastungsventile zum Ablass von Druck aus einem Fahrzeugfahrgastraum sind im Stand der Technik bekannt. Bei Druckentlastungsventilen handelt es sich in der Regel um ein Kunststoffgehäuse mit einer Elastomerklappe, die sich öffnet, wenn der Innendruck größer als der Außendruck ist. der größere Innendruck zwingt die Klappe dazu, sich zu öffnen, und Fahrgastraumluft wird durch das Ventil abgelassen, bis der Druck ausgeglichen ist. Sobald der Druck ausgeglichen ist, schließt sich die Klappe unter ihrem eigenen Gewicht. Klappen verlassen sich in der Regel auf Schwerkraft, um geschlossen zu bleiben. Diese Ventilausführung neigt dazu, dass Geräusche und Elemente von außen durch den Sauglüfter in den Fahrzeugfahrgastraum eindringen, wenn sich das Fahrzeug bewegt. Um die Geräuschmenge und die in den Fahrgastraum eindringenden Elementen von draußen zu reduzieren, sind passive Druckentlastungsventile so klein wie möglich ausgelegt, was die Geschwindigkeit, mit der das Druckentlastungsventil den Druck ausgleichen kann, einschränkt.
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Wenn Fahrgastraumtüren geschlossen werden, kann ein plötzlicher Druckanstieg erzeugt werden. Eine Fahrgastraumtürschließung baut innerhalb des Fahrgastraum schnell einen Luftdruck auf, was zu hohem Schlißbemühen und potenziellen Unbehagen für Passagiere führt. Derzeitige Druckentlastungsventile sind möglicherweise nicht dazu in der Lage, den Fahrgastraumdruckaufbau schnell genug zu entlasten. Falls derzeitige Druckentlastungsventile den Fahrgastraumdruck schnell genug reduzieren können, lässt die Größe des Druckentlastungsventils möglicherweise ein Eindringen von mehr Geräuschen und Elementen von draußen in den Fahrgastraum als erwünscht zu. So oder so benötigen derzeitige Druckentlastungsventile einen Kompromiss, der den Fahrer oder Mitfahrern des Fahrzeugs möglicherweise nicht wünschenswert ist.
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung zielt auf ein Fahrzeugfahrgastraumdruckentlastungssystem ab. Das System verwendet einen aktiven Sauglüfter, einen Türpositionssensor und eine Steuerung, die in Kombination einen sich bei einem Fahrgastraumtürschließvorgang ergebenden Luftdruckaufbau in einem Fahrgastraum reduzieren. Der Sauglüfter befindet sich in Fluidverbindung mit einem Fahrzeugfahrgastraum. Der Türpositionssensor wird dazu verwendet, eine geschlossene und/oder nichtgeschlossene Position einem Fahrgastraumtür anzugeben. Die Steuerung befindet sich mit dem Türpositionssensoren in Verbindung und ist dazu programmiert, den Sauglüfter auf Basis der Tatsache zu öffnen, dass sich die Fahrgastraumtür in der nichtgeschlossenen Position befindet.
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Das System kann einen Stellantrieb verwenden, der mit dem Sauglüfter verbunden ist, um Lüftungsschlitze innerhalb des Sauglüfters zu öffnen. Der Sauglüfter kann Lüftungsschlitze in eine geschlossene Position federvorspannen, in der der Stellantrieb eine Federkraft überwinden wird, um den Sauglüfter zu öffnen. In diesem Fall ist der Stellantrieb bestromt, um die Lüftungsschlitze in der offenen Position zu halten, und wenn der Stellantrieb nicht mehr bestromt ist, kehrt die Federkraft den Sauglüfter in die geschlossene Position zurück. Umgekehrt ist es möglich, dass der Sauglüfter nicht federvorgespannt ist, und der Stellantrieb wird sowohl dazu verwendet, den Sauglüfter zu öffnen als auch zu schließen, wobei keine Energie benötigt wird, um die Lüftungsschlitze in der offenen Position zu halten. Der Sauglüfter kann das Druckdifferenzial darauf begrenzen, zwischen dem Fahrgastraum und der Außenwelt aufzutreten, wenn sich der Sauglüfter in der geschlossenen Position befindet.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung zielt auf ein Fahrzeugfahrgastraumdruckentlastungssystem zur Entlastung von Fahrgastraumdruckaufbau während der Schließung einem Fahrgastraumtür ab. Dieses System hat eine Steuerung, die dazu programmiert ist, ein Fahrgastraumventil auf Basis davon, dass eine Fahrgastraumtür geöffnet ist, in einer offenen Position zu halten. Die Steuerung ist dazu programmiert, das Ventil in einer offenen Position zu halten, wodurch ein jeglicher durch die Schließung der Fahrgastraumtür verursachte Anstieg des Luftdrucks innerhalb des Fahrgastraums mit einer Außenumgebung durch das Ventil ausgeglichen werden kann. Die Steuerung kann auch dazu programmiert sein, das Fahrgastraumventil zu schließen.
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Das vorliegende System kann an einem Fahrzeug mit einem Fahrgastraum mit einer einzigen Fahrgastraumtür oder einer Reihe von Fahrgastraumtüren verwendet werden. In dem Fall, wo das der Fahrzeugfahrgastraum eine Reihe von Türen besitzt, kann jede Fahrgastraumtür ihr eigenes Fahrgastraumventil aufweisen, oder eine Reihe von Fahrgastraumtüren können sich ein Fahrgastraumventil teilen. In dem Fall, wo sich Fahrgastraumtüren ein Fahrgastraumventil teilen, kann die Steuerung dazu programmiert sein, das Fahrgastraumventil zu öffnen, wenn sich eine der Fahrgastraumtüren öffnet, und das Fahrgastraumventil in einer offenen Position zu halten, bis die letzte der mit dem Fahrgastraumventil assoziierten Fahrgastraumtüren geschlossen ist.
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Die oben erwähnten Aspekte der vorliegenden Offenbarung und andere Aspekte werden im Folgenden ausführlicher mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen erklärt.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem Fahrgastraum, einer offenen Tür und einem als Reaktion auf die offene Tür geöffneten Druckentlastungsventil.
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2 zeigt eine schematische Ansicht eines Druckentlastungsventils in einer geschlossenen Position und die begleitenden Bauteile.
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3 zeigt eine schematische Ansicht eines Druckentlastungsventils in einer offenen Position und die begleitenden Bauteile.
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Die dargestellten Ausführungsformen sind mit Bezug auf die Zeichnungen offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, und einige Merkmale können übertrieben oder minimiert vorliegen, um Einzelheiten jeweiliger Komponenten zu zeigen. Spezifische strukturelle und funktionale Einzelheiten, die hier offenbart werden, sollten nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einem Fachmann zu lehren, die offenbarten Konzepte verschiedentlich zu verwenden.
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1 zeigt ein Fahrzeug 10 mit einem Fahrgastraum 12 mit einem Innenluftdruck p. Das Fahrzeug 10 ist von einer Außenumgebung 16 umgeben, die einen Außenluftdruck aufweist (nicht bezeichnet). Das Fahrzeug 10 hat eine Fahrgastraumtür 20, die Zugang zum Fahrgastraum 12 bereitstellt. Eine Fahrgastraumtür 20, die auch einfach als 20 bekannt ist, ist eine bewegliche Struktur eines Fahrzeugs 10, die Zugang zu einem Fahrgastraum 12 gestattet. Die Fahrgastraumtür 20, wie sie in der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, ist eine bewegliche Struktur eines Fahrzeugs 10, die, wenn sie geschlossen wird, den Innendruck p innerhalb des Fahrgastraums 12 erhöhen kann. Bei einer Fahrgastraumtür 20 kann es sich um eine an der nach vorne weisenden Kante angehängte Tür, eine an der hinteren Kante angehängte Tür, eine an der oberen Kante angehängte Tür wie zum Beispiel eine Flügeltür oder Steilheck, an einer unteren Kante angehängte Tür, wie eine Heckklappe, eine Tür, die vertikal nach oben schwenkt, wie eine Scherentür, eine Tür, die oben auf einem Fahrzeug sitzt und sich nach unten schließt, wie eine Kabinenhaubentür oder Steilklappe, oder eine Schiebetür, die nicht angehängt ist, wobei die Tür stattdessen auf einer Schiene entlang einer Seite eines Fahrzeugs gleitet und sich am Ende der Schiene nach innen in Richtung der Fahrgastraum bewegt, handeln. Eine Fahrgastraumtür 20 kann auch ein Fenster oder eine Zugangstafel sein, die beim Schließen den Innenluftdruck p innerhalb des Fahrgastraums 12 erhöht.
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Die Fahrgastraumtür 20 ist in einer nichtgeschlossenen Position 22 gezeigt. Bei einer nichtgeschlossene, Position 22 handelt es sich um eine beliebige Position von gänzlich offen zu leicht angelehnt, bei der die Fahrgastraumtür 20 nicht völlig geschlossen und mit dem Fahrgastraum 12 abgedichtet ist. Eine Fahrgastraumtür 20 in einer nichtgeschlossenen Position 22 ermöglicht es, dass sich der Innenluftdruck p des Fahrgastraums mit dem Außenluftdruck der Außenumgebung 16 durch das Fahrgastraumtüröffnen ausgleichen kann. Das Fahrzeug 10 hat in der Darstellung außerdem eine Reihe von Fahrgastraumtüren 20 in einer geschlossenen Position 24. Eine Fahrgastraumtür 20 in einer geschlossenen Position 24 ist völlig geschlossen und mit dem Fahrgastraum 12 derart abgedichtet, dass sich dadurch der Innenluftdruck p des Fahrgastraums nicht mit dem Außenluftdruck der Außenumgebung 16 ausgleichen kann. Das Fahrzeug 10 in der Darstellung ist ein Kraftfahrzeug mit mehreren Fahrgastraumtüren 20, obwohl ein beliebiges Fahrzeug 10 mit einem Fahrgastraum 12 oder mehreren Fahrgasträumen 12 jeweils mit einer einzigen oder mehreren Fahrgastraumtüren 20 verwendet werden könnte.
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Die Fahrgastraumtür 20 kann weiter als durch den Pfeil 26 gezeigt geöffnet oder geschlossen sein. Wenn sich die Fahrgastraumtür 20 schließt, kann sie Luft von der Außenumgebung 16 in den Fahrgastraum 12 drücken und den Innenluftdruck p erhöhen. Ein erhöhter Innenluftdruck p kann dazu führen, dass ein größerer Schließaufwand nötig ist, um die Fahrgastraumtür 20 völlig zu schließen. Verbessertes Fahrzeugkörperabdichten (nicht gezeigt) hat außerdem dazu beigetragen, dass ein erhöhter Schließaufwant nötig ist. Ein starker Anstieg des Innenluftdrucks p kann zu einem Unbehagen für einen Fahrer oder Mitfahrer führen.
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Das Fahrzeug 10 ist daher mit einem Sauglüfter 30 ausgerüstet, der sich mit dem Fahrgastraum 12 und der Außenumgebung 16 zum Ablassen von durch eine schließende Tür verursachtem erhöhtem Luftdruck p in die Außenumgebung 16 in Fluidverbindung befindet. Der durch das Schließen der Tür 20 verursachte erhöhte Innenluftdruck p kann den Fahrgastraum 12 durch den Sauglüfter 30 verlassen, wie durch Pfeil 32 gezeigt. Der Sauglüfter 30 kann auch als Druckentlastungsventil 30, Fahrgastraumventil 30 oder Schließaufwandablasser 30 bezeichnet werden. Der Sauglüfter 30 ist mit einem Lüftungsschlitz 34 in einer offenen oder nichtgeschlossenen Position 36 gezeigt. Der Lüftungsschlitz 34 kann ferner wie durch den Pfeil 38 gezeigt geöffnet und geschlossen werden. Der Sauglüfter 30 kann auch in eine geschlossene Position 40 (siehe 2) versetzt werden, in der Luftdruck zwischen dem Fahrgastraum 12 und der Außenumgebung 16 möglicherweise nicht ausgeglichen werden kann.
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Das Fahrzeug 10 hat eine Reihe von Türpositionssensoren 44, die sich an jeder Fahrgastraumtür 20 befinden. Der Türpositionssensor 44 wird dazu verwendet, anzuzeigen, ob sich seine jeweilige Fahrgastraumtür 20 in einer geschlossenen Position 24 oder einer nichtgeschlossenen Position 22 befindet. Eine Steuerung 46 steht mit den Türpositionssensoren 44 in Verbindung, wie durch gestrichelten Linien 48 angezeigt. Bei der Steuerung 46 kann es sich zum Beispiel um ein Türsteuerungsmodul handeln. In 1 steht die Steuerung 46 mit den Türpositionssensoren 44 durch ein internes Kommunikationsnetzwerk 50 in Verbindung. Das interne Kommunikationsnetzwerk 50 kann ein Controller Area Network, oder CAN, sein, wobei es sich um ein Standardnetzwerk handelt, welches dazu ausgelegt ist, die Kommunikation zwischen Mikrocontrollers und Einrichtungen innerhalb eines Fahrzeugs ohne Host-Computer zu gestatten. Obwohl die Türpositionssensoren 44 in der Figur mit dem CAN 50 verbunden sind, können die Türpositionssensoren 44 direkt mit der Steuerung 46 verbunden sein. Eine einzige Steuerung 46 kann dazu verwendet werden, die Daten von allen Türpositionssensoren 44 zu verarbeiten, oder jeder Türpositionssensor kann mit einer eigenen Steuerung 46 verbunden sein.
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Die Steuerung 46 erhält Daten bezüglich einer Position der Fahrgastraumtür 20. Die Steuerung 46 ist dazu programmiert, einen Sauglüfter 30 auf der Basis davon, dass sich eine Fahrgastraumtür 20 in einer nichtgeschlossenen Position 22 befindet, zu öffnen. Die Steuerung 46 kann dazu programmiert sein, den Sauglüfter 30 auf Basis davon, dass eine Fahrgastraumtür 20 in einer nichtgeschlossenen Position 22 bleibt, in einer offenen oder nichtgeschlossenen Position 36 zu halten. Das Offenhalten des Sauglüfters 30, während eine Fahrgastraumtür 20 offen ist, ermöglicht es, dass ein jeglicher Anstieg des Luftdrucks p innerhalb des Fahrgastraums 12, der durch die Schließung der Fahrgastraumtür 20 verursacht wird, durch den Sauglüfter 30 mit der Außenumgebung 16 ausgeglichen wird. Die Steuerung 46 kann dazu programmiert sein, den Sauglüfter 30 auf Basis davon, dass sich die Fahrgastraumtür 20 in einer geschlossenen Position 24 befindet, zu schließen. Ein Sauglüfter 30 in einer geschlossenen Position 40 (siehe 2) verhindert, dass Elemente von draußen und Geräusche aus der Außenumgebung 16 durch den Sauglüfter 30 in den Fahrgastraum 12 eindringen können.
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In Zusammenhang mit einer Reihe von Fahrgastraumtüren 20 kann ein einziger Sauglüfter 30 verwendet werden, oder jede Fahrgastraumtür 20 oder eine Teilmenge der Fahrgastraumtüren 20 kann bzw. können ihren eigenen Sauglüfter 30 aufweisen. In dem Fall, wo jede Fahrgastraumtür 20 ihren eigenen Sauglüfter 30 aufweist, wäre die Steuerung 46 dazu programmiert, den Sauglüfter 30 auf Basis der Position ihrer jeweiligen Fahrgastraumtür 20 zu öffnen und zu schließen. In dem Fall, wo sich eine Reihe von Fahrgastraumtüren 20 einen einzigen Sauglüfter 30 teilen, kann die Steuerung 46 dazu programmiert sein, den Sauglüfter 30 auf Basis davon, dass eine der Reihe von Fahrgastraumtüren in einer nichtgeschlossenen Position 22 positioniert ist, zu öffnen, den Sauglüfter 30 in einer offenen Position 36 zu halten, während eine der Reihe von Fahrgastraumtüren 20 offen bleiben, und auf Basis davon, dass die letzte der Reihe von Fahrgastraumtüren in einer geschlossenen Position 24 positioniert wird, den Sauglüfter 30 zu schließen. Mit anderen Worten öffnet sich der Sauglüfter 30, wenn die erste Raumfahrgastraumtür 20 geöffnet wird, und bleibt offen, bis die letzte Fahrgastraumtür 20 geschlossen wird.
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Die Steuerung 46 kann dazu programmiert sein, einen Stellantrieb 52 zu betätigen, um den Sauglüfter zu öffnen. Die Steuerung befindet sich mit dem Stellantrieb 52 in Verbindung, wie durch die gestrichelte Linie 54 gezeigt. Der Stellantrieb 52 ist mit dem Sauglüfter 30, wie durch die gestrichelten Linie 56 gezeigt, verbunden. Die Steuerung 46 kann den Stellantrieb 52 aktivieren und auf Basis davon, dass sich eine Fahrgastraumtür 20 in einer nichtgeschlossenen Position 22 befindet, den Sauglüfter 30 öffnen.
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2 zeigt einen Sauglüfter 30 mit zwei Lüftungsschlitzen 34 in einer geschlossenen Position 40. Obgleich zwei Lüftungsschlitze 34 gezeigt sind, kann ein einziger Lüftungsschlitz 34 oder eine Reihe von Lüftungsschlitzen 34 verwendet werden. Der Sauglüfter 30 wird durch Überlappen der Lüftungsschlitze 34 geschlossen, obwohl andere Ventilausführungsformen verwendet werden können. Die Lüftungsschlitze 34 haben eine zu den Lüftungsschlitzblättern hinzugefügte Dichtung (nicht gezeigt), oder sie können aus einem elastomeren Material bestehen, um bei dem Ausschließen von Luftbewegung und/oder Druck durch den Sauglüfter 30 zu helfen. Wenn sich der Sauglüfter 30 in der geschlossenen Position 40 befindet, kann der Sauglüfter 30 Elemente von draußen und Geräusche daran hindern, durch den Sauglüfter 30 zu gelangen. Zu Beispielen von Elementen von draußen zählen Staub, Wasser, Insekten und Nagetiere.
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Der Sauglüfter 30 kann Lüftungsschlitze 34 aufweisen, die jeweils eine Drehwelle 60 aufweisen, mit der sich die Lüftungsschlitze 34 drehen können. Jede Drehwelle 60 kann mit einem Lüftungsschlitzdrehrad 62,wie durch die Verbindungslinien 64 gezeigt, verbunden sein. Die Lüftungsschlitzzahnräder 62 können zur verwendet werden, die Lüftungsschlitze 34 auf offen 12 zu schwenken, wie durch die Pfeile 66 gezeigt. Die Lüftungsschlitzzahnräder 62 können mit einem Antriebszahnrad 68 mittels einer Kette oder einem Riemen 70 verbunden sein. Der Stellantrieb 52, der hier als Motor gezeigt ist, kann mit dem Antriebszahnrad 68 wie durch die gestrichelten Linie 56 angezeigt verbunden sein. Eine Steuerung 46 kann den Motor 52 bestromen, wie durch den gestrichelten Pfeil 54 gezeigt, und eine Achse an dem Motor, die mit dem Antriebszahnrad 68 verbunden ist, drehen. Das Antriebszahnrad 68 kann den Riemen 70 antreiben und die Lüftungsschlitzzahnräder 62 wie durch den Drehpfeil 74 angezeigt drehen. Die Drehung der Lüftungsschlitze 62 dreht die Drehwelle 60, wobei sich die Lüftungsschlitze 34 öffnen, wie durch Pfeile 66 gezeigt.
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Bei dieser Konfiguration kann der Sauglüfter 30 ohne zusätzliche Energie oder Eingabe von der Steuerung 46 offen bleiben. Die Steuerung 46 kann dann die Polarität umkehren und den Motor 52 bestromen, um die Lüftungsschlitze 34 in der gegensätzlichen Richtung zum Schließen des Sauglüfters 30 zu drehen.
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3 zeigt einen Sauglüfter 30 mit zwei Lüftungsschlitzen 34 in einer offenen oder nichtgeschlossenen Position 36. Wenn sich der Sauglüfter 30 in einer offenen Position 36 befindet, kann unter Druck gesetzte Luft innerhalb des Fahrzeugs 10 durch den Sauglüfter 30 abgelassen werden. Der Sauglüfter 30 kann Lüftungsschlitze 34 aufweisen, die jeweils eine Drehwelle 60 aufweisen. Die Lüftungsschlitze 34 können mechanisch miteinander verbunden sein, wie durch das Gestänge 78 angezeigt, um sich gemeinsam zu bewegen. Der Motor 52 kann direkt mit einer Drehwelle verbunden sein, wie durch die gestrichelte Linie 56 gezeigt.
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Bei dem Sauglüfter 30 kann es sich um ein normal geschlossenes Ventil handeln, was bedeutet, dass das Ventil geschlossen bleibt, bis es von einer Kraft von außen beaufschlagt wird. Die Lüftungsschlitze 34 können durch eine Torsionsfeder 80 in einer geschlossenen Position 40 gehalten werden. Die Torsionsfeder 80 spannt den Sauglüfter 30 in eine federvorgespannte geschlossene Position 40 vor. Eine einzige Torsionsfeder 80 kann mit einem Lüftungsschlitz 34 verbunden sein, wie durch die Verbindungslinien 82 gezeigt, oder es können mehrere Torsionsfedern 80 für jeden Lüftungsschlitz 34 oder eine Reihe von Lüftungsschlitzen 34 verwendet werden. Die Torsionsfeder 80, wenn sie aus ihrer normalen Position gewickelt ist, übt in der entgegengesetzten Richtung wie durch Pfeil 84 gezeigt eine Federkraft aus. Die Federkraft 84 dreht die Lüftungsschlitze 34 in Richtung der geschlossenen Position 40, wie durch die Drehpfeile 86 gezeigt.
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Die Steuerung 46 kann einen Motor 52 bestromen und einen oberen Lüftungsschlitz 34 in die offene Position 36 drehen. Das Gestänge 78 zwischen dem oberen und unteren Lüftungsschlitz 34 bewegt den unteren Lüftungsschlitz 34 gleichzeitig in die offene Position. Die Torsionsfeder 80, die mit dem unteren Lüftungsschlitze 34 verbunden ist, wirkt der Motordrehung entgegen, womit der Motor 52 die Federkraft überwindet, um den Sauglüfter 30 zu öffnen. Der Motor 52 bleibt bestromt, um den Sauglüfter 30 in der offenen Position 36 zu halten. Wenn die Steuerung 46 den Strom zum Motor 52 abschaltet, überwindet die Federkraft der Torsionsfeder 80 die Reibkräfte des Motors 52 und bringt die Lüftungsschlitze 34 zurück in ihre geschlossene Position 40.
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Es werden oben zwar Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, jedoch ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der vorliegenden Erfindung beschreiben. Stattdessen dienen die in der Beschreibung verwendeten Begriffe der Darstellung und nicht der Einschränkung, und es können verschiedene Änderungen durchgeführt werden, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können die Merkmale verschiedener Implementierungsausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu bilden.
