DE102018124572A1

DE102018124572A1 - Air flap device for vehicles

Info

Publication number: DE102018124572A1
Application number: DE102018124572.6A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Brückner; Friedrich Jonathan
Original assignee: HBPO GmbH
Current assignee: HBPO GmbH
Priority date: 2018-10-05
Filing date: 2018-10-05
Publication date: 2020-04-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftklappenvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Luftklappeneinheit enthaltend eine Mehrzahl von Luftklappen, die jeweils um eine Drehachse zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung schwenkbar gelagert sind, wobei die Drehachsen der Luftklappen parallel zueinander verlaufen, mit einer Trägereinheit zum Tragen der Luftklappeneinheit, mit einer Antriebseinheit zum Antreiben der Luftklappen, mit einer Koppeleinheit zur Übertragung einer von der Antriebseinheit bereitgestellten Antriebskraft zu den Luftklappen, wobei die Koppeleinheit aufweist eine Mehrzahl von Verbindungs-Koppelelementen, über die benachbarte Luftklappen zur Weiterleitung der Antriebskraft von einer Luftklappe zu einer benachbarten weiteren Luftklappe gekoppelt sind, eine Antriebs-Koppeleinrichtung, über die Antriebseinheit mit einer Antriebs-Luftklappe gekoppelt ist zur Einleitung der Antriebskraft in die Luftklappeneinheit.The invention relates to an air flap device for vehicles with an air flap unit containing a plurality of air flaps, which are each pivotably mounted about an axis of rotation between a closed position and an open position, the axes of rotation of the air flaps running parallel to one another, with a carrier unit for carrying the air flap unit, with a Drive unit for driving the air flaps, with a coupling unit for transmitting a driving force provided by the drive unit to the air flaps, the coupling unit having a plurality of connecting coupling elements, via which adjacent air flaps are coupled to transmit the driving force from one air flap to an adjacent further air flap , A drive coupling device via the drive unit is coupled to a drive air flap for introducing the driving force into the air flap unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftklappenvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Luftklappeneinheit enthaltend eine Mehrzahl von Luftklappen, die jeweils um eine Drehachse zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung schwenkbar gelagert sind, wobei die Drehachsen der Luftklappen parallel zueinander verlaufen, mit einer Trägereinheit zum Tragen der Luftklappeneinheit, mit einer Antriebseinheit zum Antreiben der Luftklappen, mit einer Koppeleinheit zur Übertragung einer von der Antriebseinheit bereitgestellten Antriebskraft zu den Luftklappen.The invention relates to an air flap device for vehicles with an air flap unit containing a plurality of air flaps, which are each pivotably mounted about an axis of rotation between a closed position and an open position, the axes of rotation of the air flaps running parallel to one another, with a carrier unit for carrying the air flap unit, with a Drive unit for driving the air flaps, with a coupling unit for transmitting a driving force provided by the drive unit to the air flaps.

Fahrzeuge weisen üblicherweise Luftklappenvorrichtungen in einem Motorraum auf, damit bei einem Kaltstart des Fahrzeugs oder in einem Fahrbetrieb desselben die Kühlung des Motors beeinflusst werden kann. So kann sich beispielsweise bei einem Kaltstart des Motors die Luftklappenvorrichtung in einer Schließstellung befinden, so dass der Motor schneller seine Betriebstemperatur erreicht. Im Fahrbetrieb des Fahrzeugs kann die Luftklappenvorrichtung in eine Öffnungsstellung verbracht, um die Kühlung des Motors zu fördern.Vehicles usually have air flap devices in an engine compartment, so that the cooling of the engine can be influenced when the vehicle is cold started or when the vehicle is being driven. For example, when the engine is cold started, the air flap device can be in a closed position so that the engine reaches its operating temperature more quickly. When the vehicle is in operation, the air flap device can be brought into an open position in order to promote cooling of the engine.

Aus der DE 10 2016 218 391 A1 ist eine Luftklappenvorrichtung für Fahrzeuge bekannt, bei der eine Mehrzahl von Luftklappen jeweils über einen Betätigungszapfen mit einer Koppeleinheit verbunden sind. Die Koppeleinheit ist mit einer Spindel einer Antriebseinheit verbunden, so dass durch Ansteuerung der Antriebseinheit alle Luftklappen gleichzeitig in eine Schließstellung oder in eine Öffnungsstellung verbracht werden können. Um die Nichtfunktion wenigstens einer Luftklappe, beispielsweise durch Bruch einer Achse der Luftklappe, erkennen zu können, ist ein Hall-Sensor an einer Trägereinheit der Luftklappenvorrichtung vorgesehen, mittels dessen eine magnetische Flussdichtenänderung an einem Magnetisierungsabschnitt der Luftklappe erkannt werden kann. Die bekannte Vorrichtung ist relativ aufwendig, da ein Hall-Sensor sowie zusätzlich magnetische Abschnitte an den Luftklappen vorgesehen sein müssen.From the DE 10 2016 218 391 A1 An air flap device for vehicles is known in which a plurality of air flaps are each connected to a coupling unit via an actuating pin. The coupling unit is connected to a spindle of a drive unit, so that by actuating the drive unit, all air flaps can be brought into a closed position or an open position at the same time. In order to be able to recognize the non-function of at least one air flap, for example due to the breakage of an axis of the air flap, a Hall sensor is provided on a carrier unit of the air flap device, by means of which a change in magnetic flux density at a magnetization section of the air flap can be detected. The known device is relatively complex since a Hall sensor and additional magnetic sections must be provided on the air flaps.

Aus der DE 10 2014 207 566 A1 ist eine Luftklappenvorrichtung für Fahrzeuge bekannt, bei der lediglich eine einzige Luftklappe (Antriebs-Luftklappe) direkt über eine Antriebswelle mit einer Antriebseinheit verbunden ist. Diese Antriebs-Luftklappe ist über eine Koppeleinheit mit allen weiteren Luftklappen gekoppelt, so dass durch entsprechende Ansteuerung der Antriebseinheit alle Luftklappen gleichzeitig in eine Schließstellung oder Öffnungsstellung verbringbar sind. Damit eine Fehlfunktion bzw. Nichtfunktion aller Luftklappen erkannt werden kann, ist jeder Luftklappe ein gesonderter Sensor räumlich zugeordnet, mittels dessen die Drehstellung der jeweiligen Luftklappen erfassbar ist. Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist, dass durch Vorsehen einer der Luftklappen entsprechenden Anzahl von Sensoren der Aufwand für die Luftklappenfehlerdiagnose relativ groß ist.From the DE 10 2014 207 566 A1 An air flap device for vehicles is known in which only a single air flap (drive air flap) is connected directly to a drive unit via a drive shaft. This drive air flap is coupled to all other air flaps via a coupling unit, so that all air flaps can be brought into a closed or open position at the same time by correspondingly controlling the drive unit. So that a malfunction or non-function of all air flaps can be recognized, a separate sensor is spatially assigned to each air flap, by means of which the rotational position of the respective air flaps can be detected. A disadvantage of the known device is that by providing a number of sensors corresponding to the air flaps, the effort for the air flap fault diagnosis is relatively large.

Aus der DE 10 2016 225 112 A1 ist eine Luftklappenvorrichtung für Fahrzeuge bekannt, die eine Luftklappeneinheit mit einer Mehrzahl von Luftklappen, eine Antriebseinheit zum Antreiben der Luftklappen sowie eine Koppeleinheit zur Übertragung einer von der Antriebseinheit bereitgestellten Antriebskraft zu den Luftklappen aufweist. Jede einzelne Luftklappe ist über ein Kupplungselement mit der Koppeleinheit so miteinander verbunden, dass die Luftklappe nacheinander die Endstellung, nämlich die Schließstellung oder die Öffnungsstellung, erreichen. Durch das zeitversetzte Erreichen der Endstellung kann durch Auswertung des erhöhten Stillstandstroms selektiv die Fehlfunktion einzelner oder mehrerer Luftklappen erkannt werden. Nachteilig an der bekannten Luftklappenvorrichtung ist jedoch, dass der Kopplungsaufwand der einzelnen Luftklappen relativ groß ist und dass die Luftklappen nicht gleichzeitig verstellt werden können.From the DE 10 2016 225 112 A1 An air flap device for vehicles is known which has an air flap unit with a plurality of air flaps, a drive unit for driving the air flaps and a coupling unit for transmitting a driving force provided by the drive unit to the air flaps. Each individual air flap is connected to the coupling unit via a coupling element in such a way that the air flap successively reach the end position, namely the closed position or the open position. Due to the delayed reaching of the end position, the malfunction of individual or several air flaps can be selectively identified by evaluating the increased standstill current. A disadvantage of the known air flap device, however, is that the coupling effort for the individual air flaps is relatively large and that the air flaps cannot be adjusted simultaneously.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Luftklappenvorrichtung für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass auf einfache und kostengünstige Weise eine Fehlfunktion einzelner Luftklappen erkannt werden kann.The object of the present invention is therefore to develop an air flap device for vehicles in such a way that a malfunction of individual air flaps can be detected in a simple and inexpensive manner.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinheit aufweist eine Mehrzahl von Verbindungs-Koppelelementen, über die benachbarte Luftklappen zur Weiterleitung der Antriebskraft von einer Luftklappe zu einer benachbarten weiteren Luftklappe gekoppelt sind, eine Antriebs-Koppeleinrichtung, über die Antriebseinheit mit einer Antriebs-Luftklappe gekoppelt ist zur Einleitung der Antriebskraft in die Luftklappeneinheit.To achieve this object, the invention in connection with the preamble of claim 1 is characterized in that the coupling unit has a plurality of connecting coupling elements, via which adjacent air flaps are coupled to transmit the driving force from one air flap to an adjacent further air flap, a drive -Coupling device, via the drive unit, is coupled to a drive air flap for introducing the driving force into the air flap unit.

Nach der Erfindung sind Luftklappen über Verbindungs-Koppelelemente miteinander verbunden, so dass die Verdrehung einer Luftklappe vorzugsweise gleichzeitig die Verdrehung der benachbarten Luftklappe nach sich zieht. Nach der Erfindung ist eine direkte mechanische Kopplung zwischen benachbarten Luftklappen vorgesehen, so dass bei Einleitung einer Verstellkraft in die Luftklappeneinheit alle Luftklappen in die gewünschte Richtung verstellt werden können. Ist eine der Luftklappen defekt, beispielsweise durch Bruch eines Lagerteils, wird die mechanische Kopplung unterbrochen, so dass nur ein von der fehlerhaften Luftklappe zu einer Antriebs-Luftklappe reichender Teil der Luftklappe in die Schließ- bzw. Öffnungsstellung verdrehbar ist. Der andere Teil der Luftklappen kann nicht verstellt werden. Die Fehlfunktion der fehlerhaften Luftklappe kann durch Überprüfung von Parametern der Antriebseinheit im Rahmen einer Fehlerdiagnose erkannt werden kann. Nach der Erfindung ist somit eine Einzelkopplung benachbarter Luftklappen vorgesehen, wobei der Ort der Krafteinleitung, also die Anordnung einer Antriebs-Luftklappe, die über eine Antriebs-Koppeleinrichtung mit der Antriebseinheit verbunden ist, beliebig sein kann. Im günstigsten Fall ist lediglich eine einzige Antriebs-Luftklappe vorgesehen, mit der die Antriebseinheit über die Antriebs-Koppeleinrichtung verbunden ist. Die anderen Luftklappen sind über die Antriebs-Luftklappe lediglich mittelbar mit der Antriebseinheit verbunden. Die Antriebs-Luftklappe dient somit als Master-Luftklappe, während die anderen Luftklappen als Slave-Luftklappen dienen. Die Slave-Luftklappen sind abhängig von der Master-Luftklappe.According to the invention, air flaps are connected to one another via connecting coupling elements, so that the rotation of one air flap preferably at the same time results in the rotation of the adjacent air flap. According to the invention, a direct mechanical coupling between adjacent air flaps is provided, so that when an adjusting force is introduced into the air flap unit, all air flaps can be adjusted in the desired direction. If one of the air flaps is defective, for example due to a bearing part breaking, the mechanical coupling is interrupted, so that only a part of the air flap that extends from the faulty air flap to a drive air flap can be rotated into the closed or open position. The other part of the air flaps cannot be adjusted. The malfunction of the faulty air damper can be checked by checking the parameters of the Drive unit can be recognized as part of a fault diagnosis. According to the invention, an individual coupling of adjacent air flaps is thus provided, the location of the force application, that is to say the arrangement of a drive air flap, which is connected to the drive unit via a drive coupling device, being arbitrary. In the best case scenario, only a single drive air flap is provided, to which the drive unit is connected via the drive coupling device. The other air flaps are only indirectly connected to the drive unit via the drive air flap. The drive air damper thus serves as the master air damper, while the other air dampers serve as slave air dampers. The slave air dampers depend on the master air damper.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Antriebs-Luftklappe als eine End-Luftklappe ausgebildet, der lediglich eine einzige benachbarte Luftklappe zugeordnet ist. Die Krafteinleitung in die Luftklappeneinheit erfolgt somit an einem Ende der Luftklappeneinheit. Vorteilhaft kann somit die Antriebs-Luftklappe bei Durchführung einer Fehlerdiagnose direkt mit einem Endanschlag einer Trägereinheit der Luftklappenvorrichtung zusammenwirken. Eine Endanschlagsstrategie kann somit einfacher gestaltet werden bzw. für ein Ende der Luftklappeneinheit besteht in der Endlage stets eine definierte eindeutige Position.According to a preferred embodiment of the invention, the drive air flap is designed as an end air flap to which only a single adjacent air flap is assigned. The force is introduced into the air flap unit at one end of the air flap unit. The drive air flap can thus advantageously cooperate directly with an end stop of a carrier unit of the air flap device when performing a fault diagnosis. An end stop strategy can thus be made simpler or there is always a defined, unambiguous position in the end position for one end of the air flap unit.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Trägereinheit der Luftklappenvorrichtung einen ersten Endanschlag an einem ersten Ende der Luftklappeneinheit und einen zweiten Endanschlag an einem zweiten Ende der Luftklappeneinheit auf. Vorteilhaft kann bei einer Fehlerdiagnose die Fehlfunktion einer oder mehrerer Luftklappen erkannt werden.According to a development of the invention, the carrier unit of the air flap device has a first end stop at a first end of the air flap unit and a second end stop at a second end of the air flap unit. The malfunction of one or more air flaps can advantageously be detected in the event of a fault diagnosis.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Ansteuereinheit zur Ansteuerung der Antriebseinheit vorgesehen, die nach einer Fehlerdiagnosevorschrift (Fehlerdiagnoseprogramm) die Antriebseinheit ansteuert. Betriebsparameter der Ansteuereinheit innerhalb eines Fehler-Prüfzeitintervalls zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung der Luftklappeneinheit oder vice versa werden ausgewertet, so dass bei Abweichung von einem Sollwert oder einem Sollwertbereich ein Fehlersignal an eine zentrale Fahrzeugsteuereinheit übertragen wird. Die zentrale Fahrzeugsteuereinheit kann dann durch Signalisierungsmittel den Fahrer des Fahrzeugs veranlassen, eine Werkstatt aufzusuchen. Vorteilhaft ermöglicht die Erfindung somit eine quasi autarke Fehlerdiagnose ohne das Hinzufügen von Sensoren.According to a development of the invention, a control unit for controlling the drive unit is provided, which controls the drive unit according to a fault diagnosis regulation (fault diagnosis program). Operating parameters of the control unit within an error test time interval between an open position and a closed position of the air flap unit or vice versa are evaluated so that an error signal is transmitted to a central vehicle control unit in the event of a deviation from a setpoint or a setpoint range. The central vehicle control unit can then use signaling means to induce the driver of the vehicle to visit a workshop. The invention thus advantageously enables quasi-self-sufficient fault diagnosis without the addition of sensors.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird in dem Fehler-Prüfzeitintervall eine Dreharbeit der Antriebseinheit bestimmt bzw. ausgewertet. Ist beispielsweise eine Luftklappe gebrochen, ist die aufzuwendende Rotationsenergie beim Verdrehen der Luftklappeneinheit von beispielsweise der Öffnungsstellung in die Schließstellung signifikant kleiner, da ansonsten vorliegende Reibungskräfte wegfallen. Ein Mindestdreharbeitswert als Schwellenwert oder Sollwert kann nicht erreicht werden. Ein entsprechendes Fehlersignal wird dann der zentralen Fahrzeugsteuereinheit zugeleitet.According to a development of the invention, a turning work of the drive unit is determined or evaluated in the error check time interval. If, for example, an air flap is broken, the rotational energy to be expended when the air flap unit is rotated from, for example, the open position to the closed position is significantly smaller, since otherwise there are no frictional forces. A minimum turning value as a threshold or setpoint cannot be achieved. A corresponding error signal is then sent to the central vehicle control unit.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungs-Koppelelemente jeweils als Schubelemente ausgebildet. Die Lager der Schubelemente sind derart vorgesehen, dass durch Verdrehung der einen Luftklappe die benachbarte Luftklappe in der gleichen Drehrichtung und/oder gleichmäßig in dieselbe Drehrichtung „mitgenommen“ wird. Vorteilhaft kann hierdurch eine einfache Einzelkopplung geschaffen werden.According to a first embodiment of the invention, the connecting coupling elements are each designed as thrust elements. The bearings of the thrust elements are provided in such a way that the adjacent air flap is “taken along” in the same direction of rotation and / or evenly in the same direction of rotation by rotating one air flap. In this way, a simple individual coupling can advantageously be created.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungs-Koppelelemente jeweils als Verzahnungselemente ausgebildet, vorzugsweise als Zahnräder. Vorzugsweise ist jeder Luftklappe ein einziges Zahnrad zugeordnet, wobei die jeweils benachbarten Luftklappen zugeordneten Zähne ineinandergreifen. Vorteilhaft können hierdurch die Luftklappen synchron in eine definierte Drehstellung, also in eine Schließstellung oder Öffnungsstellung oder in eine Zwischenstellung verbracht werden.According to a further embodiment of the invention, the connecting coupling elements are each designed as toothing elements, preferably as gear wheels. A single gearwheel is preferably assigned to each air flap, the teeth assigned to each adjacent air flap meshing with one another. As a result, the air flaps can advantageously be brought synchronously into a defined rotational position, that is to say into a closed position or open position or into an intermediate position.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings.

Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer Luftklappenvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform in einer Schließstellung derselben,
2 eine Vorderansicht der Luftklappenvorrichtung gemäß 1,
3 eine Seitenansicht lediglich von Luftklappen und Schubelementen der Luftklappenvorrichtung gemäß 1 in der Schließstellung,
4 eine Seitenansicht der Luftklappen und Schubelemente der Luftklappenvorrichtung gemäß 1 in einer Öffnungsstellung der Luftklappen,
5 eine schematische Seitenansicht der Luftklappen entsprechend der Luftklappenvorrichtung gemäß 1 in der Schließstellung unter Darstellung von Endanschlägen einer Trägereinheit der Luftklappenvorrichtung,
6 eine Seitenansicht der Luftklappen und Schubelemente der Luftklappenvorrichtung nach 1 in einem Fehlerfall,
7 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der Luftklappenvorrichtung mit Zahnelementen als Verbindungs-Koppelelemente der Luftklappen,
8 eine perspektivische Darstellung der Luftklappenvorrichtung gemäß 7 unter Freilegung eines Kopplungsstifts einer direkt angetriebenen Luftklappe zur Verbindung mit einer Antriebseinheit,
9 eine schematische Darstellung von Komponenten der Luftklappenvorrichtung und
10 ein Drehmoment-Winkeldiagramm der Antriebseinheit im Normal- und Fehlerfall der Luftklappenvorrichtung.

Show it:

1 2 shows a perspective illustration of an air flap device according to a first embodiment in a closed position thereof,
2nd a front view of the air damper device according to 1 ,
3rd a side view of only air flaps and thrust elements of the air flap device according to 1 in the closed position,
4th a side view of the air flaps and thrust elements of the air flap device according to 1 in an open position of the air flaps,
5 is a schematic side view of the air flaps according to the air flap device according to 1 in the closed position, showing end stops of a carrier unit of the air flap device,
6 a side view of the air flaps and thrust elements of the air flap device after 1 in the event of an error,
7 3 shows a front view of a further embodiment of the air flap device with tooth elements as connecting coupling elements of the air flaps,
8th a perspective view of the air valve device according to 7 exposing a coupling pin of a directly driven air flap for connection to a drive unit,
9 a schematic representation of components of the air flap device and
10th a torque angle diagram of the drive unit in the normal and fault case of the air damper device.

Eine Luftklappenvorrichtung für Fahrzeuge besteht im Wesentlichen aus einer Luftklappeneinheit 1 mit einer Mehrzahl von Luftklappen 2, einer Trägereinheit 3 zum Tragen der Luftklappeneinheit 1, einer Antriebseinheit 4 zum Antreiben der Luftklappen sowie eine Koppeleinheit 5 zur Übertragung einer von der Antriebseinheit 4 bereitgestellten Antriebskraft zu den Luftklappen 2.An air flap device for vehicles essentially consists of an air flap unit 1 with a plurality of air flaps 2nd , a carrier unit 3rd to carry the air damper unit 1 , a drive unit 4th to drive the air flaps and a coupling unit 5 to transfer one from the drive unit 4th provided driving force to the air flaps 2nd .

Die Antriebseinheit 4 umfasst einen Aktuator (Elektromotor), der mittig zwischen zwei Sektionen 6, 6' der Luftklappeneinheit 1 angeordnet ist. Wie aus 2 bzw. 7 ersichtlich, befindet sich der Aktuator 4 in einem oberen Teil der Luftklappeneinheit 1.The drive unit 4th includes an actuator (electric motor) that is centered between two sections 6 , 6 ' the air damper unit 1 is arranged. How from 2nd respectively. 7 can be seen, the actuator is located 4th in an upper part of the air damper unit 1 .

Die Koppeleinheit 5 umfasst eine Antriebs-Koppeleinrichtung 7, mittels derer der Aktuator 4 mit einer Antriebs-Luftklappe 2' gekoppelt ist. Die Antriebs-Luftklappe 2' dient zur Einleitung der von der Antriebseinheit 4 abgegebenen Antriebskraft in die Luftklappeneinheit 1. In 8 ist ein Antriebszapfen 8 der Antriebs-Koppeleinrichtung 7 dargestellt, der drehfest mit der Antriebs-Luftklappe 2' und mit einer Antriebswelle des Aktuators 4 verbunden ist. Es versteht sich, dass die Antriebs-Luftklappe 2' beider Sektionen 6, 6' der Luftklappeneinheit 1 in gleicher Weise mit der Antriebseinheit 4 gekoppelt sind.The coupling unit 5 comprises a drive coupling device 7 , by means of which the actuator 4th with a drive air damper 2 ' is coupled. The drive air damper 2 ' serves to initiate the drive unit 4th emitted driving force into the air damper unit 1 . In 8th is a drive pin 8th the drive coupling device 7 shown, the rotationally fixed with the drive air flap 2 ' and with a drive shaft of the actuator 4th connected is. It is understood that the drive air damper 2 ' both sections 6 , 6 ' the air damper unit 1 in the same way with the drive unit 4th are coupled.

Die Koppeleinheit 5 umfasst ferner eine Mehrzahl von Verbindungs-Koppelelementen, über die benachbarte Luftklappen 2, 2' zur Weiterleitung der Antriebskraft von der Antriebs-Luftklappe 2' zu den weiteren Luftklappen 2 gekoppelt ist. Nach der Erfindung sind die benachbarten Luftklappen 2, 2' über jeweils ein Verbindungs-Koppelelement miteinander mechanisch gekoppelt, so dass die Verdrehung der einen benachbarten Luftklappe 2, 2' gleichzeitig die Verdrehung der benachbarten Luftklappe 2, 2' bewirkt.The coupling unit 5 further comprises a plurality of connecting coupling elements, via which adjacent air flaps 2nd , 2 ' to transfer the drive power from the drive air damper 2 ' to the other air flaps 2nd is coupled. According to the invention, the adjacent air flaps are 2nd , 2 ' mechanically coupled to each other via a connecting coupling element, so that the rotation of an adjacent air flap 2nd , 2 ' at the same time the rotation of the adjacent air flap 2nd , 2 ' causes.

Die Luftklappen 2, 2' sind in der rahmenförmigen Trägereinheit 3 jeweils so gelagert, dass sie um eine horizontale Drehachse A zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung verstellbar bzw. verdrehbar sind. Die Drehachsen A der Luftklappen 2, 2' verlaufen in einer gemeinsamen vertikalen Ebene E_A .The air flaps 2nd , 2 ' are in the frame-shaped carrier unit 3rd each mounted so that they can be adjusted or rotated about a horizontal axis of rotation A between a closed position and an open position. The axes of rotation A of the air flaps 2nd , 2 ' run in a common vertical plane E _A .

Die Trägereinheit 3 weist einen ersten Endanschlag 9 an einem ersten Ende, nämlich an einem oberen Ende, der Luftklappeneinheit 1 sowie einen zweiten Endanschlag 10 an einem zweiten Ende, nämlich einem unteren Ende, der Luftklappeneinheit 1, auf. Das erste Ende der Luftklappeneinheit 1 wird durch die in den vorliegenden Ausführungsbeispielen als Antriebs-Luftklappe 2' ausgebildete erste Luftklappe (obere Luftklappe) gebildet. Ein zweites Ende der Luftklappeneinheit 1 wird durch eine zweite Endluftklappe 2" (untere Endluftklappe) der Luftklappeneinheit 1 gebildet. Zwischen der oberen Endluftklappe 2' und der unteren Endluftklappe 2" sind die weiteren Luftklappen 2 als innere Luftklappen angeordnet. Die inneren Luftklappen 2 sind über jeweils ein Verbindungs-Koppelelement mit zwei benachbarten Luftklappen 2 gekoppelt, während die Endluftklappen 2', 2" lediglich über das Verbindungs-Koppelelement mit einer einzigen benachbarten Luftklappe 2 gekoppelt sind. Die Endluftklappe 2', 2" weist somit lediglich eine einzige benachbarte Luftklappe 2 auf.The carrier unit 3rd has a first end stop 9 at a first end, namely at an upper end, of the air flap unit 1 and a second end stop 10th at a second end, namely a lower end, of the air flap unit 1 , on. The first end of the air damper unit 1 is by the drive air damper in the present embodiments 2 ' trained first air flap (upper air flap) is formed. A second end of the air damper unit 1 is through a second air damper 2 " (lower end air flap) of the air flap unit 1 educated. Between the upper end air flap 2 ' and the lower air damper 2 " are the other air flaps 2nd arranged as inner air flaps. The inner air flaps 2nd are each via a connecting coupling element with two adjacent air flaps 2nd coupled while the exhaust air flaps 2 ' , 2 " only via the connecting coupling element with a single adjacent air flap 2nd are coupled. The final air flap 2 ' , 2 " thus only has a single adjacent air flap 2nd on.

Nach einer ersten Ausführungsform der Luftklappeneinheit 1 gemäß den 1 bis 6 sind benachbarte Luftklappen 2, 2', 2" jeweils als über Schubelemente 11 ausgebildete Verbindungs-Koppelelemente miteinander verbunden. Die Schubelemente 11 sind gleich geformt ausgebildet. Die Schubelemente 11 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel bügelförmig und/oder U-förmig ausgebildet, wobei freie Enden der Schubelemente 11 gelenkig an einem Ausleger 12 der jeweiligen Luftklappen 2, 2', 2" drehbar gelagert sind. Eine Achse, um die die Schubelemente 11 in einem Lager 13 des Auslegers 12 drehbar gelagert sind, verläuft parallel zu der Drehachse A der Luftklappen 2, 2', 2". Wie aus 3 ersichtlich ist, verlaufen die Lager 13 in einer gemeinsamen Lagerebene E_L , die parallel versetzt zu einer Achsenebene E_A verläuft, in der die Drehachsen A der Luftklappen 2, 2', 2" verlaufen. Lediglich an den Auslegern 12 der inneren Luftklappen 2 sind axial versetzt zwei Schubelemente 11 angelenkt. An den Endluftklappen 2', 2" ist lediglich ein einziges Schubelement 11 am Lager 13 des Auslegers 12 angelenkt. Zwei benachbarte Schubelemente 11 sind an den inneren Luftklappen 2 an jeweils einem axial versetzt zueinander angeordneten Lager 13 derselben Luftklappe 2 angelenkt. Diese beiden Schubelemente 11 sind somit nicht direkt miteinander gekoppelt, sondern unabhängig voneinander und einzeln drehbar gelagert über beispielsweise einen gemeinsamen Lagerzapfen, der sich in dem Ausleger 12 der jeweiligen Luftklappe 2, 2', 2" erstreckt.According to a first embodiment of the air flap unit 1 according to the 1 to 6 are adjacent air flaps 2nd , 2 ' , 2 " each as over push elements 11 trained connecting coupling elements connected together. The thrust elements 11 have the same shape. The thrust elements 11 are bow-shaped and / or U-shaped in the present embodiment, with free ends of the thrust elements 11 articulated on a boom 12th the respective air flaps 2nd , 2 ' , 2 " are rotatably mounted. An axis around which the thrust elements 11 in a camp 13 of the boom 12th are rotatably mounted, runs parallel to the axis of rotation A of the air flaps 2nd , 2 ' , 2 " . How from 3rd the bearings run 13 in a common storage level E _L that are offset parallel to an axis plane E _A runs in the axis of rotation A of the air flaps 2nd , 2 ' , 2 " run. Only on the outriggers 12th the inner air flaps 2nd are axially offset two thrust elements 11 articulated. On the exhaust air flaps 2 ' , 2 " is just a single thrust element 11 in stock 13 of the boom 12th articulated. Two adjacent push elements 11 are on the inner air flaps 2nd on axially staggered bearings 13 same air damper 2nd articulated. These two thrust elements 11 are therefore not directly coupled to each other, but independently rotatable and individually rotatably supported via, for example, a common bearing journal, which is located in the boom 12th the respective air flap 2nd , 2 ' , 2 " extends.

Der Aktuator 4 ist mittels einer Ansteuereinheit 14 derart ansteuerbar, dass die Antriebs-Luftklappe 2' in eine Schließstellung gemäß 3 und in eine Öffnungsstellung gemäß 4 verdrehbar ist. Durch die direkte Kopplung der zu der Antriebs-Luftklappe 2' benachbarten inneren Luftklappen 2 über die jeweiligen Schubelemente 11 werden gleichzeitig die anderen Luftklappen 2, 2" um die jeweilige Drehachse A verdreht.The actuator 4th is by means of a control unit 14 controllable in such a way that the drive Air damper 2 ' in a closed position according to 3rd and in an open position according to 4th is rotatable. Through the direct coupling of the to the drive air damper 2 ' adjacent inner air flaps 2nd about the respective push elements 11 become the other air flaps at the same time 2nd , 2 " rotated about the respective axis of rotation A.

Die Ansteuereinheit 14 kann beispielsweise in regelmäßigen Abständen während der Fahrt oder in unregelmäßigen Abständen, beispielsweise bei Fahrtantritt, die Antriebseinheit 4 entsprechend einer Fehlerdiagnosevorschrift ansteuern, wobei die Luftklappen 2, 2', 2" auf das Vorliegen einer Fehlfunktion geprüft werden. Hierzu wird die Antriebseinheit 4 während eines Fehlerprüf-Zeitintervalls t_F angesteuert, wobei die Luftklappen 2 von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung verfahren werden sollen. Betriebsparameter der Antriebseinheit 4 werden innerhalb der Ansteuereinheit 14 ausgewertet, so dass bei Abweichungen von einem Sollwert bzw. Sollwertbereich ein Fehlersignal 15 von der Ansteuereinheit 14 an eine zentrale Fahrzeugsteuereinheit OBD übertragen wird. So kann beispielsweise festgestellt werden, dass gemäß 6 eine von unten gesehene dritte Luftklappe 2 aufgrund eines Bruchs nicht funktionsfähig ist. In 6 wird dies signalisiert durch ein Fehlen der entsprechenden Luftklappe 2.The control unit 14 can, for example, the drive unit at regular intervals while driving or at irregular intervals, for example when starting to drive 4th Control according to a fault diagnosis regulation, the air flaps 2nd , 2 ' , 2 " checked for the presence of a malfunction. For this, the drive unit 4th during an error check time interval t _F controlled, the air flaps 2nd are to be moved from an open position to a closed position. Operating parameters of the drive unit 4th are within the control unit 14 evaluated so that an error signal in the event of deviations from a setpoint or setpoint range 15 from the control unit 14 is transmitted to a central vehicle control unit OBD. For example, it can be determined that according to 6 a third air damper seen from below 2nd is not functional due to a break. In 6 this is signaled by a lack of the corresponding air flap 2nd .

Im Normalfall, bei dem alle Luftklappen 2 unbeschädigt sind und ordnungsgemäß arbeiten, würde die obere Antriebs-Luftklappe 2' und die untere Endluftklappe 2" an die jeweiligen Endanschläge 9, 10 der Trägereinheit 3 anschlagen. Vermittels der Schubelemente 11 muss die Antriebseinheit 4 zwischen einem Startwinkel φ1 und einem Endwinkel φ2 ein Drehmoment M_H bzw. ein Motorstrom aufwenden. Die hierbei aufzuwendende Dreharbeit W_N entspricht der Fläche unterhalb des Drehmomentverlaufs in der 10. Bei Erreichen der Endanschläge 9, 10 durch die Endluftklappen 2', 2" muss ein Drehmoment M_H aufgewendet werden, das innerhalb einer Bandbreite zwischen unterem Drehmomentschwellwert M_S1 und einem oberen Drehmomentschwellwert M_S2 liegt.In the normal case, with all air flaps 2nd undamaged and working properly, the top drive air damper would 2 ' and the lower air damper 2 " to the respective end stops 9 , 10th the carrier unit 3rd attacks. By means of the thrust elements 11 the drive unit 4th between a starting angle φ1 and an end angle φ2 a torque M _H or use a motor current. The shooting to be done here W _N corresponds to the area below the torque curve in the 10th . When the end stops are reached 9 , 10th through the exhaust air flaps 2 ' , 2 " needs a torque M _H be used within a range between the lower torque threshold M _S1 and an upper torque threshold M _S2 lies.

Im Fehlerfall gemäß 6 ist der Drehmomentaufwand zur Erreichung der Endanschläge 9, 10 vergleichsweise kleiner, da nur die obere Endluftklappe 2' in die Endlage gebracht werden kann. Die untere Endluftklappe 2" ist aufgrund des Fehlens der Kopplung zwischen der von oben gesehenen vierten und sechsten Luftklappe 2 nicht erreicht. Die aufzuwendende Dreharbeit W_F ist somit kleiner als ein vorgegebener Schwellwert W_N , der im Normalfall errechnet werden muss. Durch Auswertung des Drehmoments bzw. Motorstroms kann eine Fehlerdiagnose erstellt werden. In diesem Fall wird das Fehlersignal 15 an die zentrale Fahrzeugsteuereinheit OBD übertragen. Die zentrale Fahrzeugsteuereinheit OBD kann dann ein Signal zur Anzeige in das Cockpit des Fahrzeugs senden zur Fehlersignalisierung an den Fahrer.In the event of an error according to 6 is the torque required to reach the end stops 9 , 10th comparatively smaller, since only the upper air damper 2 ' can be brought into the end position. The lower air damper 2 " is due to the lack of coupling between the fourth and sixth air flaps seen from above 2nd not reached. The shooting to be spent W _F is therefore less than a predetermined threshold W _N which normally has to be calculated. A fault diagnosis can be made by evaluating the torque or motor current. In this case the error signal 15 transmitted to the central vehicle control unit OBD. The central vehicle control unit OBD can then send a signal for display in the cockpit of the vehicle for error signaling to the driver.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß den 7 und 8 ist eine Luftklappeneinheit 1' vorgesehen, die im Unterschied zu der Luftklappeneinheit 1 nach der oben beschriebenen Ausführungsform eine Antriebs-Koppeleinrichtung 7 mit anders ausgebildeten Verbindungs-Koppelelementen aufweist. Die Verbindungs-Koppelelemente sind nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung jeweils als Verzahnungselemente 21 ausgebildet.According to a further embodiment of the invention according to the 7 and 8th is an air damper unit 1' provided, in contrast to the air damper unit 1 according to the embodiment described above, a drive coupling device 7 with differently designed connecting coupling elements. According to the second embodiment of the invention, the connection coupling elements are each in the form of toothing elements 21 educated.

Benachbarte Luftklappen 2 weisen jeweils ein einziges Verzahnungselemente 21 als Zahnrad auf, die vorzugsweise im Bereich der Stirnseite der Luftklappen 2 angeordnet ist und auf der Drehachse A der jeweiligen Luftklappen 2 drehbar gelagert sind. Wie aus 8 ersichtlich ist, ist das Verzahnungselement 21 koaxial zu den jeweils zugeordneten Luftklappen 2 angeordnet, wobei das Verzahnungselement 21 drehfest, vorzugsweise fest, mit einem axial von der Stirnseite der Luftklappe 2 abragenden nicht dargestellten Lagerzapfen verbunden ist. In Verlängerung des Lagerzapfens schließt sich bei der Antriebs-Luftklappe 2' der Antriebszapfen 8 an, der in einer Ausnehmung der Trägereinheit 3 drehbar gelagert ist. Der Antriebszapfen 8 ist drehfest mit einer nicht dargestellten Antriebswelle der Antriebseinheit 4 verbunden. Alternativ kann der Antriebszapfen 8 auch die Antriebswelle der Antriebseinheit 4 bilden.Adjacent air flaps 2nd each have a single tooth element 21 as a gear, which is preferably in the region of the end face of the air flaps 2nd is arranged and on the axis of rotation A of the respective air flaps 2nd are rotatably mounted. How from 8th can be seen is the gear element 21 coaxial to the respectively assigned air flaps 2nd arranged, the gear element 21 non-rotatable, preferably fixed, with an axially from the end face of the air flap 2nd projecting journal, not shown, is connected. The drive air flap closes in the extension of the bearing journal 2 ' the drive pin 8th on in a recess of the carrier unit 3rd is rotatably mounted. The drive pin 8th is rotatably with a drive shaft of the drive unit, not shown 4th connected. Alternatively, the drive pin 8th also the drive shaft of the drive unit 4th form.

Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same components or component functions of the exemplary embodiments are provided with the same reference numbers.

Die Verzahnungselemente 21 weisen einen solchen Durchmesser auf, dass ihre Zähne 22 in Zahnlücken des der benachbarten Luftklappe 2 zugeordneten Verzahnungselementes 21 eingreifen.The gear elements 21 have such a diameter that their teeth 22 in tooth gaps of the neighboring air damper 2nd assigned gear element 21 intervention.

Alternativ könnend die Verzahnungselemente 21 auch einen im Vergleich zu einer Breite der Luftklappen 2 verringerten Durchmesser aufweisen, wobei die axial zum Luftklappen 2 verlaufenden Verzahnungselemente 21 über ein weiteres Zwischen-Verzahnungselement mit der benachbarten Luftklappe 2 zugeordneten Verzahnungselement 21 gekoppelt sind. Eine solche Variante ist besonders sinnvoll, wenn die Luftklappen 2 relativ breit ausgebildet sind.Alternatively, the gear elements 21 also one compared to a width of the air flaps 2nd have reduced diameter, the axially for air flaps 2nd trending gear elements 21 via a further intermediate toothing element with the adjacent air flap 2nd associated gear element 21 are coupled. Such a variant is particularly useful if the air flaps 2nd are relatively broad.

Die Trägereinheit 3 ist vorzugsweise rahmenförmig ausgebildet und weist die Lager 13 zur drehbaren Lagerung der Luftklappen 2 auf. An einer Seite der Trägereinheit 3 sind Befestigungsmittel 17 zur Befestigung der Trägereinheit 3 in einem Frontendmodul vorgesehen.The carrier unit 3rd is preferably frame-shaped and has the bearings 13 for rotatable mounting of the air flaps 2nd on. On one side of the carrier unit 3rd are fasteners 17th for fastening the carrier unit 3rd provided in a front end module.

Die vorstehend geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Dabei ist zu beachten, dass die geschilderten Merkmale nicht nur in den beschriebenen Merkmalskombinationen, sondern auch in Alleinstellung oder in anderen technisch sinnvollen Kombinationen realisiert werden können. The exemplary embodiments described above represent preferred embodiments of the present invention. It should be noted that the described features can be realized not only in the described combinations of features, but also alone or in other technically meaningful combinations.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102016218391 A1 [0003]
DE 102014207566 A1 [0004]
DE 102016225112 A1 [0005]

Claims

Air flap device for vehicles - with an air flap unit (1, 1 ') containing a plurality of air flaps (2, 2', 2 "), which are each pivotably mounted about an axis of rotation (A) between a closed position and an open position, the axes of rotation ( A) the air flaps (2, 2 ', 2 ") run parallel to one another, - with a carrier unit (3) for carrying the air flap unit (1, 1'), - with a drive unit (4) for driving the air flaps (2, 2 ', 2 "), - with a coupling unit (5) for transmitting a driving force provided by the drive unit (4) to the air flaps (2, 2', 2"), characterized in that the coupling unit (5) has: - a A plurality of connecting coupling elements (11, 21), via which adjacent air flaps (2, 2 ', 2 ") are coupled to transmit the driving force from one air flap (2, 2') to an adjacent further air flap (2, 2") , - A drive coupling device (7), via the drive unit (4) with egg ner drive air flap (2 ') is coupled to introduce the driving force into the air flap unit (1).

Air damper device after Claim 1 , characterized in that the drive air flap (2 ') is designed as an end air flap to which only a single adjacent air flap (2) is assigned.

Air damper device after Claim 1 or 2nd characterized in that the carrier unit (3) has a first end stop (9) at a first end of the air flap unit (1) and a second end stop (10) at a second end of the air flap unit (1), the first end of the air flap unit (1) 1) is formed by a first end air flap (2 ') and the second end of the air flap unit (1) is formed by a second end air flap (2 ") and the first and second end air flaps (2', 2" ) Connect only one adjacent air flap (2) at a time.

Air damper device according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that a control unit (14) for controlling the drive unit (4) is provided with a fault diagnosis rule, according to which in the control unit (14) in an error check time interval (t _E ) between an open position and a closed position of the air flaps (2 , 2 ', 2 ") or vice versa, an operating parameter of the drive unit (4) is evaluated, so that in the event of a deviation from a target value (W _N ) or a target value range, an error signal (15) is transmitted to a central vehicle control unit (OBD).

Air damper device after Claim 4 , characterized in that a lathe work (W) of the drive unit (4) is determined in the error check time interval (t _F ), the determined lathe work (W) is compared with a predetermined minimum lathe work (W _N ) and that the values are below the minimum turning work (W _N ) is transmitted by the determined turning work (W) the error signal (15) to the central vehicle control unit (OBD).

Air damper device according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the connecting coupling elements are each designed as a thrust element (11) which are articulated at the ends to bearings (13) of adjacent air flaps (2 ', 2 "), the end air flap (2', 2") only a single bearing (13) for receiving one end of the thrust element (11) and the inner air flaps (2) adjoining the end air flaps (2 ', 2 ") each having two axially offset bearings (13) for receiving one end of each has different push elements (11) connecting adjacent air flaps (2).

Air damper device according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the thrust elements (11) are each identical and bow-shaped and / or U-shaped.

Air damper device after Claim 6 or 7 , characterized in that the bearings (13) are arranged on a cantilever (12) of the air flap (2, 2 ', 2 "), the bearings (13) running in a common bearing plane (E _L ) which is parallel to a the axis of rotation (A) of the air flap (2, 2 ', 2 ") receiving plane (E _A ).

Air damper device according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the connecting coupling elements are each designed as toothing elements (21).

Air damper device after Claim 9 , characterized in that the toothing elements (21) are each designed as gearwheels, with each air flap (2) being assigned a single gearwheel.

Air damper device according to one of the Claims 1 to 10th , characterized in that the drive coupling device (7) has a single fixed to the drive air flap (2) or to the toothing element (21) of the drive air flap (2 ') or connected drive pin (8) or a drive shaft, wherein the drive pin (8) or the drive shaft is coupled to the drive unit (4) in a rotationally fixed manner.