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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem einstellbaren Wärmetauscherabluftpfad.
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Bei Kraftfahrzeugen ist üblicherweise im Bug des Kraftfahrzeugs zumindest ein Wärmetauscher oder es ist eine Mehrzahl von Wärmetauschern angeordnet, um beispielsweise mittels eines Kühlmittelkühlers den Antriebsmotor zu kühlen und/oder mittels eines Kondensators die Klimaanlage zu betreiben. Dabei strömt Luft in den Bug des Kraftfahrzeugs durch zumindest eine Einströmöffnung ein und durchströmt den oder die Wärmetauscher. Die Luft durchströmt den oder die Wärmetauscher üblicherweise etwa in horizontaler Richtung und verlässt den Wärmetauscher danach nach unten in Richtung der Unterbodenströmung und/oder in die vorderen Radhäuser. Die Kühlluft strömt dann in einem Wärmetauscherabluftpfad unter dem Kraftfahrzeugunterboden entlang und entweicht seitlich des Kraftfahrzeugs oder hinter dem Kraftfahrzeug.
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Aufgrund der immer höher werdenden Anforderungen an die angestrebten Fahrleistungen des Kraftfahrzeugs und die damit wachsenden Anforderungen der Antriebsleistung, wird ein immer höher werdender Bedarf an Kühlluft festgestellt. Die damit verbundene abströmende steigende Luftmenge der Kühlerluft in dem Wärmetauscherabluftpfad verändert jedoch den Luftwiderstand und den Fahrzeugabtrieb, was nachteilig beispielsweise auf den Kraftstoffverbrauch oder für die Fahrzeugbalance sein kann.
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Die
US 2012/0292122 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einem Bug und mit einer Lufteinlassöffnung an der Vorderseite des Bugs und mit einer Luftauslassöffnung an der Bugabdeckung, wobei die Luft von der Lufteinlassöffnung zur Luftauslassöffnung strömen kann, wobei der Luftstrom durch ein Luftstromsteuerelement an der Luftauslassöffnung gesteuert wird. Eine Aufteilung der Luftströmung ist nicht vorgesehen.
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Die
US 3 516 707 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einem Bug und mit einer Lufteinlassöffnung an der Oberseite des Bugs und mit einer Luftauslassöffnung an der Unterseite des Bugs, wobei die Luft von der Lufteinlassöffnung zur Luftauslassöffnung oder in den Fahrzeuginnenraum strömen kann. Die Einströmung in den Fahrzeuginnenraum ist ungünstig, weil damit Gerüche, Wasser und Schmutz in den Fahrzeuginnenraum eintreten können.
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Die
EP 1 907 267 B1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einem Bug und mit einer Lufteinlassöffnung an der Vorderseite des Bugs und mit einer Luftauslassöffnung an der Oberseite des Bugs und mit einem Luftkanal zwischen den beiden Öffnungen, wobei die Luft von der Lufteinlassöffnung zur Luftauslassöffnung durch den Luftkanal strömen kann. Weiterhin zweigt aus dem Luftkanal vor einem darin angeordneten Wärmetauscher ein weiterer Luftkanal ab, welcher zum Unterboden geführt wird, so dass vor dem Wärmetauscher Luft abgezweigt werden kann, welche in die Unterbodenströmung eingeleitet werden kann. Dadurch kann gegebenenfalls die nötige Kühlleistung nicht mehr erbracht werden, weil die Durchströmung des Wärmetauschers mit einer ausreichenden Luftmenge nicht mehr gewährleistet werden kann.
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit einer verbesserten Wärmetauscherabluftströmung zu schaffen, das eine verbesserte Luftströmung zur Reduzierung des Luftwiderstands bzw. zur Verbesserung der Balance erreicht. Auch ist es die Aufgabe, ein diesbezügliches Verfahren zur Einstellung der Durchströmung von Wärmetauscherabluftpfaden zu schaffen.
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Die Aufgabe der Erfindung bezüglich des Kraftfahrzeugs wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Bug mit zumindest einer Öffnung zur Einströmung von Luft und mit zumindest einem im Bug angeordneten Wärmetauscher, welcher von der einströmenden Luft durchströmbar ist, wobei stromabwärts nach dem Wärmetauscher ein erster Wärmetauscherabluftpfad und zumindest ein zweiter Wärmetauscherabluftpfad angeordnet ist, so dass Luft entlang des ersten und/oder des zweiten Wärmetauscherabluftpfads abströmbar ist, wobei zumindest ein Luftstromsteuerelement vorgesehen ist, mittels welchem die Verteilung der Luft auf die vorgesehenen Wärmetauscherabluftpfade einstellbar ist. Dadurch kann die Durchströmung verschiedener Wärmetauscherabluftpfade angesteuert werden, je nach Betriebszustand, um einen angepassten Abtrieb und eine angepasste Umströmung mit entsprechender Einwirkung auf den Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs vorzusehen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erste Wärmetauscherabluftpfad der Abluftpfad nach unten unter den Unterboden des Kraftfahrzeugs in die Unterbodenströmung ist. Dies ist der übliche Abluftpfad, durch welchen üblicherweise die Abluft des Wärmetauschers abströmt. Dieser Abluftpfad kann in Betriebssituationen genutzt werden, in welchen andere Abluftpfade bezüglich der Durchströmung eher ungünstig sind.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein zweiter Wärmetauscherabluftpfad ein Abluftpfad in zumindest einen Radkasten oder in die Radkästen des Kraftfahrzeugs ist. Dieser zweite Abluftpfad kann genutzt werden, um den Abtrieb des Kraftfahrzeugs gezielt einstellen zu können. Dadurch kann je nach Verhältnis der Durchströmung des ersten und des zweiten Wärmetauscherabluftpfads der Abtrieb und der Luftwiderstand eingestellt werden.
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Auch ist es besonders vorteilhaft, wenn ein zweiter Wärmetauscherabluftpfad ein Abluftpfad nach oben durch zumindest eine Öffnung in der Bugabdeckung des Bugs des Kraftfahrzeugs ist. So kann durch zumindest eine Öffnung in der Bugklappe, wie einer Motorhaube oder einem Kofferraumdeckel, oder in den vorderen Kotflügeln, oder eine sonstige Öffnung im Bug des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein.
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Gemäß eines weiteren erfindungsgemäßen Gedankens ist es zweckmäßig, wenn jedem der Wärmetauscherabluftpfade ein Luftstromsteuerelement zugeordnet ist, mittels welchem die Abluftströmung durch den Wärmetauscherabluftpfad einstellbar ist. Dadurch können die jeweils vorgesehenen Wärmetauscherabluftpfade in ihrer Durchströmung eingestellt werden, um das Verhältnis der Luftströmung zum Unterboden, zu den Radkästen und/oder nach oben zu einer oberen Öffnung im Bug einstellen zu können. Dadurch kann der Luftwiderstand und der Abtrieb des Fahrzeugs bzw. die Balance des Fahrzeugs als Verhältnis von Abtrieb an der Vorderachse zu Abtrieb an der Hinterachse eingestellt werden.
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So ist es auch vorteilhaft, wenn dem zweiten Wärmetauscherabluftpfad, welcher ein Abluftpfad nach oben durch zumindest eine Öffnung in der Bugabdeckung ist, ein Luftstromsteuerelement zugeordnet ist, mittels welchem die Abluftströmung durch die Öffnung in der Bugabdeckung einstellbar ist. Dadurch kann die Luftströmung durch die Bugabdeckung eingestellt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn bei offenem Dach vermieden werden soll, dass die warme Luftströmung der Abluft des Wärmetauschers in den Innenraum des Kraftfahrzeugs strömt. Bei geschlossenem Dach hingegen kann die Luftströmung durch die Bugabdeckung ungehindert ausströmen, weil die Luftströmung nicht unmittelbar in den Innenraum des Kraftfahrzeugs einströmen kann.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn dem zweiten Wärmetauscherabluftpfad, welcher ein Abluftpfad in zumindest einen der Radkästen des Kraftfahrzeugs ist, ein Luftstromsteuerelement zugeordnet ist, mittels welchem die Abluftströmung in zumindest einen der Radkästen einstellbar ist. Auch damit kann die Luftströmung in diesem Abluftpfad eingestellt werden.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn der zweite Abluftpfad in zumindest einen der seitlichen Radkästen oder in die seitlichen Radkästen dadurch geschaltet wird, dass das Luftstromsteuerelement ein Teil der Wandung eines vorgesehen Kofferraums ist, wobei zur Freigabe des zweiten Abluftpfads das Kofferraumvolumen durch Verstellen der Wandung des Kofferraums erfolgt.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die Durchströmung der Wärmetauscherabluftpfade steuerbar ist. So kann mittels der Steuereinrichtung eine automatisierte Einstellung der Durchströmung der Wärmetauscherabluftpfade vorgenommen werden. Dabei kann auf die jeweilige Betriebssituation des Kraftfahrzeugs abgestellt werden und die jeweilige Durchströmungssituation der Wärmetauscherabluftpfade kann an die Betriebssituation des Kraftfahrzeugs angepasst werden.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Steuerung auf Basis eines Fahrzeugbetriebszustands durchführbar ist. So können die Fahrgeschwindigkeit, der Kühlluftbedarf, die Motortemperatur, die Außenlufttemperatur, die Kühlmitteltemperatur und/oder der Öffnungszustand des Dachs des Kraftfahrzeugs etc. zur Steuerung der Durchströmung herangezogen werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Kraftfahrzeug ein zu öffnendes Dach aufweist, wie ein Schiebedach oder ein Cabrioletdach, wobei die Steuerung der Durchströmung durch den zweiten Wärmetauscherabluftpfad, welcher ein Abluftpfad nach oben durch zumindest eine Öffnung in der Bugabdeckung ist, derart durchführbar ist, dass bei einem geöffneten Dach die Durchströmung durch den zweiten Wärmetauscherabluftpfad reduzierbar oder unterbindbar ist. Bei geöffnetem Dach könnte ansonsten die erwärmte Abluft des Wärmetauschers in den Fahrzeuginnenraum einströmen, was als eher unangenehm empfunden werden könnte und somit zu vermieden wäre.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Kraftfahrzeug ein zu öffnendes Dach aufweist, wie ein Schiebedach oder ein Cabrioletdach, wobei die Steuerung der Durchströmung durch den zweiten Wärmetauscherabluftpfad, welcher ein Abluftpfad nach oben durch zumindest eine Öffnung in der Bugabdeckung ist, derart durchführbar ist, dass bei einem geschlossenen Dach die Durchströmung durch den zweiten Wärmetauscherabluftpfad einstellbar ist. In dieser Betriebssituation kann die Ausströmung durch die Öffnungen in der Bugabdeckung erfolgen, weil keine Einströmung in den Innenraum des Kraftfahrzeugs erfolgen kann.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn bei geschlossenem zweiten Wärmetauscherabluftpfad eine Durchströmung durch den ersten Wärmetauscherabluftpfad erfolgt.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn bei geöffnetem zweiten Wärmetauscherabluftpfad auch eine Durchströmung durch den ersten Wärmetauscherabluftpfad erfolgt.
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Die Aufgabe der Erfindung bezüglich des Verfahrens wird mit den Merkmalen von Anspruch 15 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer Durchströmung von Luft durch Wärmetauscherabluftpfade eines Kraftfahrzeugs gemäß des erfindungsgemäßen Gedankens, wobei die Einstellung anhand des Kraftfahrzeugbetriebszustands erfolgt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Einstellung in Abhängigkeit eines Öffnungszustands des Dachs des Kraftfahrzeugs erfolgt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und in der Figurenbeschreibung beschrieben.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine teilweise und schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Bugs eines Kraftfahrzeugs in einer ersten Durchströmungssituation,
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2 eine schematische Darstellung einer Aufsicht eines Kraftfahrzeugs von oben,
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3 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs von der Seite in einer ersten Betriebssituation,
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4 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs von der Seite in einer zweiten Betriebssituation,
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5 eine teilweise und schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Bugs eines Kraftfahrzeugs in einer weiteren Durchströmungssituation,
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6 eine schematische Darstellung einer Aufsicht eines Kraftfahrzeugs von oben,
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7 eine teilweise und schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Bugs eines Kraftfahrzeugs in einer weiteren Durchströmungssituation,
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8 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs von der Seite in der Betriebssituation gemäß 7,
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9 eine teilweise und schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Bugs eines Kraftfahrzeugs in einer weiteren Durchströmungssituation, und
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10 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs von der Seite in der Betriebssituation gemäß 9.
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Die 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 in einer teilweisen Schnittdarstellung mit einem Bug 2 mit zumindest einer Öffnung 3 zur Einströmung von Luft und mit zumindest einem im Bug 2 angeordneten Wärmetauscher 4, welcher in einem Luftkanal 5 von der einströmenden Luft durchströmbar ist, wobei nach dem Wärmetauscher 4 ein erster Wärmetauscherabluftpfad 6 vorgesehen ist, durch welchen Luft zum Unterboden 7 hin leitbar ist und durch eine Öffnung 8 in die Unterbodenströmung 9 leitbar ist.
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Dadurch wird die Umströmung des Kraftfahrzeugs beeinflusst und es können der Auftrieb und die Balance des Fahrzeugs beeinflusst werden. Diese Vorgehensweise kann zu einer stärkeren Erhöhung des Auftriebs des Fahrzeugs führen, als es erwünscht sein könnte.
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Die 2 zeigt die Anordnung der Einströmöffnungen 3 im Bug des Kraftfahrzeugs 1 an dessen Vorderseite.
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Um das oben geschilderte Verhalten der Erhöhung des Abtriebs zu beeinflussen, kann zumindest ein zweiter Wärmetauscherabluftpfad 10 angeordnet sein, so dass Luft nach dem Wärmetauscher 4 durch einen Luftkanal 11 und durch eine Auslassöffnung 12 nach oben ausströmen kann, wobei die Öffnung 12 in der Bugabdeckung 13 angeordnet ist. Dadurch kann die so ausströmende Luft nach oben über das Fahrzeug geleitet werden.
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So kann je nach Ansteuerung die vom Wärmetauscher abströmende Luft entlang des ersten und/oder des zweiten Wärmetauscherabluftpfads abströmen. Dabei ist zumindest ein Luftstromsteuerelement 14, 15 vorgesehen, mittels welchem bzw. mittels welchen die Verteilung der Luft auf die vorgesehenen Wärmetauscherabluftpfade 6, 10 einstellbar ist.
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Der erste Wärmetauscherabluftpfad 6 ist dabei der Abluftpfad nach unten unter den Unterboden des Kraftfahrzeugs 1 in die Unterbodenströmung 9. Ein zweiter nicht dargestellter Wärmetauscherabluftpfad kann ein Abluftpfad sein, welcher in zumindest einen Radkasten oder die Radkästen des Kraftfahrzeugs führt. Auch kann ein zweiter Wärmetauscherabluftpfad 10 ein Abluftpfad sein, der nach oben durch zumindest eine Öffnung 12 in der Bugabdeckung 13 des Bugs 2 des Kraftfahrzeugs 1 führt. Die 6 zeigt die Anordnung der Einströmöffnungen 3 im Bug des Kraftfahrzeugs 1 an dessen Vorderseite und die Anordnung der Öffnungen 12 in der Bugabdeckung 13.
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Dabei kann jedem der Wärmetauscherabluftpfade 6, 10 ein Luftstromsteuerelement 14, 15 zugeordnet sein, mittels welchem die Abluftströmung durch den Wärmetauscherabluftpfad 6, 10 einstellbar ist. Alternativ kann auch alleine oder zusätzlich zu anderen Wärmetauscherabluftpfaden dem zweiten Wärmetauscherabluftpfad 10, welcher ein Abluftpfad nach oben durch zumindest eine Öffnung 12 in der Bugabdeckung 13 ist, ein Luftstromsteuerelement 14 zugeordnet sein, mittels welchem die Abluftströmung durch die Öffnung 12 in der Bugabdeckung 13 einstellbar ist. So kann dem zweiten Wärmetauscherabluftpfad, welcher ein Abluftpfad in zumindest einen der Radkästen des Kraftfahrzeugs ist, ein Luftstromsteuerelement zugeordnet sein, mittels welchem die Abluftströmung in zumindest einen der Radkästen einstellbar ist.
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Die Luftströmung aus einer Öffnung an einer oberen Seite der Bugabdeckung, die über das Kraftfahrzeug führt, verändert die Luftströmung über das Kraftfahrzeug und führt nicht zu einem Ansteigen des Auftriebs, sondern reduziert diesen gegebenenfalls.
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Die 3 und 4 zeigen schematische Darstellungen eines Kraftfahrzeugs mit geschlossenem Dach bzw. mit geöffnetem Dach. Das Öffnen des Dachs verändert den Abtrieb des Kraftfahrzeugs. Es reduziert den Abtrieb CAV an der Vorderachse und erhöht den Abtrieb CAH an der Hinterachse.
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Durch gezieltes Durchströmen des ersten Wärmetauscherabluftpfads kann bei geöffnetem Dach dieser Effekt zumindest teilweise kompensiert werden. Zusätzlich ist es bei geöffnetem Dach eher zu vermeiden, dass Luft durch den zweiten Wärmetauscherabluftpfad nach oben strömt und das Kraftfahrzeug oben überströmt, weil diese Luft auch in den Fahrzeuginnenraum strömen kann, was zu unangenehmen Gerüchen oder einer Erwärmung führen kann.
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So ist vorteilhaft eine Steuereinrichtung 20 vorgesehen, mittels welcher die Durchströmung der Wärmetauscherabluftpfade steuerbar ist. Die Steuereinrichtung 20 kann dabei die Luftstromsteuerelemente zum Öffnen oder zum Schließen oder zum Einnehmen einer Zwischenstellung ansteuern.
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So kann die Steuerung auf Basis eines Fahrzeugbetriebszustands durchgeführt werden.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Kraftfahrzeug ein zu öffnendes Dach aufweist, wie ein Schiebedach oder ein Cabrioletdach, wobei die Steuerung der Durchströmung durch den zweiten Wärmetauscherabluftpfad, welcher ein Abluftpfad nach oben durch zumindest eine Öffnung in der Bugabdeckung ist, derart durchführbar ist, dass bei einem geöffneten Dach die Durchströmung durch den zweiten Wärmetauscherabluftpfad reduzierbar oder unterbindbar ist.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Kraftfahrzeug ein zu öffnendes Dach 21 aufweist, wie ein Schiebedach oder ein Cabrioletdach, wobei die Steuerung der Durchströmung durch den zweiten Wärmetauscherabluftpfad, welcher ein Abluftpfad nach oben durch zumindest eine Öffnung in der Bugabdeckung ist, derart durchführbar ist, dass bei einem geschlossenen Dach die Durchströmung durch den zweiten Wärmetauscherabluftpfad einstellbar ist.
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Die Einstellung der Durchströmung erfolgt über die erwähnten Luftstromsteuerelemente. Diese können als Klappen, Jalousien oder Schieber oder Ähnliches ausgebildet sein und sie können in dem Luftkanal oder am Einlass des jeweiligen Luftkanals oder am Auslass des Luftkanals angeordnet sein, wie an der jeweiligen Auslassöffnung.
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Die 7 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 in einer teilweisen Schnittdarstellung mit einem Bug 2 mit zumindest einer Öffnung 3 zur Einströmung von Luft und mit zumindest einem im Bug 2 angeordneten Wärmetauscher 4, welcher in einem Luftkanal 5 von der einströmenden Luft durchströmbar ist, wobei nach dem Wärmetauscher 4 ein erster Wärmetauscherabluftpfad 6 vorgesehen ist, durch welchen Luft zum Unterboden 7 hin leitbar ist und durch eine Öffnung 8 in die Unterbodenströmung 9 leitbar ist. Hinter dem Wärmetauscher 4 ist der Kofferraum 16 des Kraftfahrzeugs im Bug 2 angeordnet, welcher von einer Wandung 17 umgeben und dessen Innenraum von dieser geschützt ist.
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Die 8 zeigt das Kraftfahrzeug nach 7, bei welchem die einströmende Luft nach dem Passieren des Wärmetauschers 4 in die Unterbodenströmung 9 geleitet wird.
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Die 9 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 in einer teilweisen Schnittdarstellung mit einem Bug 2 mit zumindest einer Öffnung 3 zur Einströmung von Luft und mit zumindest einem im Bug 2 angeordneten Wärmetauscher 4, welcher in einem Luftkanal 5 von der einströmenden Luft durchströmbar ist, wobei nach dem Wärmetauscher 4 ein zweiter Wärmetauscherabluftpfad 10 vorgesehen ist, durch welchen Luft in die seitlich angeordneten Radkästen 18 hin leitbar ist. Dabei wird der hinter dem Wärmetauscher 4 angeordnete Kofferraum 16 des Kraftfahrzeugs verstellt, so dass die Luft von dem Wärmetauscher 4 zu den Radkästen 18 gelangen kann. Dabei wird die den Kofferraum 16 umgebende Wandung 17 verstellt, so dass das Kofferraumvolumen reduziert wird und dadurch Raum für die Luftströmung zu den Radkästen 18 gegeben wird.
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Die 10 zeigt das Kraftfahrzeug nach 9, bei welchem die einströmende Luft nach dem Passieren des Wärmetauschers 4 in die Radkästen 18 geleitet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2012/0292122 A1 [0004]
- US 3516707 [0005]
- EP 1907267 B1 [0006]
