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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftklappensystem gemäß Anspruch 1 für die Steuerung des Luftzutritts in ein Kraftfahrzeug, ein Verfahren gemäß Anspruch 12 zum Zusammenbau eines Luftklappensystems sowie ein mit einem solchen Luftklappensystem ausgestattetes Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 13.
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Stand der Technik
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Bei heutigen Kraftfahrzeugen sind aus aerodynamischen Gründen Luftklappensysteme vorgesehen, um den Luftzutritt in das Kraftfahrzeug aktiv durch verstellbare Luftklappen im Bereich des Kühlergrills steuern zu können. Die Verbesserung der Aerodynamik von Kraftfahrzeugen stellt eine der Möglichkeiten dar, den Kraftstoffverbrauch und damit die CO2-Emission der Kraftfahrzeuge zu reduzieren. So kann beispielsweise durch Schließen der Luftklappen die Entstehung eines Luftpolsters vor dem Kühlergrill bewirkt werden, welches eine Verwirbelung der Luft verhindert oder zumindest reduziert. Andererseits muss der Zutritt von Luft oder Frischluft in den Motor oder den Fahrgastraum aus naheliegenden Gründen jederzeit möglich sein. Die Verstellung der Luftklappen erfolgt in der Regel durch einen elektrischen Stellantrieb.
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Es ist grundsätzlich bekannt, Luftklappensysteme mit integrierten Radarsensoren starr im Fahrzeugrahmen zu befestigen. Dabei tritt jedoch das Problem auf, dass die Integration eines Radarsensors in der Fahrzeugmitte bezüglich einer Fahrzeugquerachse nicht möglich ist, da sowohl der Aktuator des Luftklappensystems als auch der Radarsensor ein großes Maß an Bauraum erfordert.
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Kurzzusammenfassung der vorliegenden Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Luftklappensystem für die Steuerung des Luftzutritts in ein Kraftfahrzeug, ein verbessertes Verfahren zum Zusammenbau eines solchen Luftklappensystems, sowie ein Kraftfahrzeug, umfassend ein solches Luftklappensystem anzugeben. Dabei soll der vorhandene Bauraum effizienter genutzt werden und ferner ein Anordnen eines Radarsensors in mittiger Position ermöglicht werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Luftklappensystem gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 12, sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 13. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erfindungsgemäßes Luftklappensystem für die Steuerung des Luftzutritts in ein Kraftfahrzeug umfasst
- - mindestens eine Luftklappe, die zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbar ist, und
- - einen Aktuator, der dergestalt mit der Luftklappe gekoppelt ist, dass er geeignet ist, das Verschwenken der Luftklappe zu bewirken.
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Der Aktuator ist außermittig in einem Zentralbereich bezüglich einer Erstreckung des Luftklappensystems entlang einer Fahrzeugquerachse angeordnet.
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Der Zentralbereich ist einer von mindestens drei Bereichen, die aneinander angrenzend entlang der Erstreckung angeordnet sind, wobei der Zentralbereich mittig bezüglich der Erstreckung angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine Reduzierung der Dimensionen entlang der Fahrzeuglängs- und querachsen. Der vorhandene Bauraum kann effizienter genutzt werden. Somit werden kürzere Fahrzeugüberhänge erreicht, bei gleichzeitiger maximaler Funktionsintegration. Da Aktuator außermittig angeordnet ist, ermöglicht die Erfindung das Anordnen eines Radarsensors in mittiger Position.
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In einer Ausführungsform des Luftklappensystems weist der Aktuator eine Hauptantriebsachse und eine Nebenantriebsachse auf.
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Durch das Vorsehen einer Hauptantriebsachse und einer Nebenantriebsachse wird in dieser Ausführungsform ein Antrieb des außermittig angeordneten Aktuators ermöglicht.
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In einer weiteren Ausführungsform des Luftklappensystems umfasst das Luftklappensystem ferner einen Radarsensor zur Erfassung eines Objektes. Hauptaufgabe des Radarsensors ist dabei das Erfassen dritter Objekte und das Messen der Objektgeschwindigkeit und Lage relativ zur Fahrzeugbewegung. Die Integration des Radarsensors im Luftklappensystem ist dabei besonders vorteilhaft.
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In einer weiteren Ausführungsform des Luftklappensystems ist das Luftklappensystem ferner ausgestaltet zur Aufnahme eines Mittelbereichsradarsensors. Mittelbereichsradarsensoren werden üblicherweise verwendet zur Umsetzung von Komfort- und Sicherheitsvorgaben, wie etwa Notfallbremssysteme oder dergleichen.
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In einer weiteren Ausführungsform des Luftklappensystems ist das Luftklappensystem ferner ausgestaltet zur Aufnahme eines Fernbereichsradarsensors. Fernbereichsradarsensoren decken üblicherweise Entfernungen bis 200 Meter und Geschwindigkeiten zwischen 30 und 250 km/h ab. Dieser Sensortyp eignet sich insbesondere zur Erhöhung der Fahrzeugsicherheit.
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In einer weiteren Ausführungsform des Luftklappensystems umfasst das Luftklappensystem ferner einen Luftklappensystem-Rahmen zur Aufnahme des Fernbereichsradarsensors.
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In einer weiteren Ausführungsform des Luftklappensystems umfasst das Luftklappensystem ferner einen Mittelbereichsradarsensor-Adapter zur Aufnahme des Mittelbereichsradarsensors.
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In einer weiteren Ausführungsform des Luftklappensystems ist der Luftklappensystem-Rahmen ferner ausgestaltet zur Aufnahme des Mittelbereichsradarsensor-Adapters. Auf diese Weise ermöglicht diese Ausführungsform, dass beide Radarvarianten (Mittelbereichsradarsensor und Fernbereichsradarsensor) in nur einem Rahmen verbaut werden können.
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In einer weiteren Ausführungsform des Luftklappensystems wird der Aktuator durch einen elektrischen Motor gesteuert.
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In einer weiteren Ausführungsform des Luftklappensystems ist der Aktuator bezüglich der Fahrzeugquerachse um 25 mm versetzt angeordnet ist.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Zusammenbau eines Luftklappensystems für die Steuerung des Luftzutritts in ein Kraftfahrzeug, umfasst die folgenden Schritte:
- - Vorsehen mindestens einer Luftklappe, die zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbar ist, und
- - Vorsehen eines Aktuators, der dergestalt mit der Luftklappe gekoppelt ist, dass er geeignet ist, das Verschwenken der Luftklappe zu bewirken.
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Aktuator außermittig in einem Zentralbereich bezüglich einer Erstreckung des Luftklappensystems entlang einer Fahrzeugquerachse angeordnet.
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Der Zentralbereich ist einer von mindestens drei Bereichen, die aneinander angrenzend entlang der Erstreckung angeordnet sind, wobei der Zentralbereich mittig bezüglich der Erstreckung angeordnet ist.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Kraftfahrzeug, das mit dem vorgenannten Luftklappensystem ausgerüstet ist. Dementsprechend ergeben sich auch gleiche oder ähnliche Vorteile wie die in Verbindung mit dem vorstehend Beschriebenen, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen wird.
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Einige vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert.
- 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Kraftfahrzeugfrontabschnitts entlang einer Schnittebene, die mittig bezüglich einer Fahrzeugquerachse positioniert ist.
- 2 zeigt eine Querschnittsansicht des Kraftfahrzeugfrontabschnitts entlang einer Schnittebene, die um 20 cm versetzt bezüglich der Mitte der Fahrzeugquerachse positioniert ist.
- 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Luftklappensystems in dem Kraftfahrzeugfrontabschnitt.
- 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Anschluss eines Radarsensors.
- 5A zeigt eine Vorderseite der erfindungsgemäßen Installation eines Radarsensors.
- 5B zeigt eine Rückseite der erfindungsgemäßen Installation eines Radarsensors.
- 6A zeigt die Installation des in den 5A und 5B gezeigten Radarsensors, wobei der Radarsensor ein Mittelbereichsradarsensor ist.
- 6B zeigt die Installation des in den 5A und 5B gezeigten Radarsensors, wobei der Radarsensor ein Fernbereichsradarsensor ist.
- 7 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aktuators mit Haupt- und Nebenantriebsachse.
- 8A zeigt eine perspektivische Darstellung der Anordnung eines Fernbereichsradarsensors in dem erfindungsgemäßen Luftklappensystem.
- 8B zeigt eine Querschnittsansicht der Anordnung eines Fernbereichsradarsensors in dem erfindungsgemäßen Luftklappensystem.
- 8C zeigt eine Draufsicht des Luftklappensystems entlang der Schnittlinie A in 8B.
- 8D zeigt eine Draufsicht des Luftklappensystems entlang der Schnittlinie B in 8B.
- 9A zeigt eine perspektivische Darstellung der Anordnung eines Mittelbereichsradarsensors in dem erfindungsgemäßen Luftklappensystem.
- 9B zeigt eine Querschnittsansicht der Anordnung eines Fernbereichsradarsensors in dem erfindungsgemäßen Luftklappensystem.
- 9C zeigt eine Draufsicht des Luftklappensystems entlang der Schnittlinie A in 9B.
- 9D zeigt eine Draufsicht des Luftklappensystems entlang der Schnittlinie B in 9B.
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Orientierungsangaben, wie beispielsweise „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ sowie „vertikal“ und „horizontal“ beziehen sich auf eine Anordnung, wie sie üblicherweise bei auf einer horizontalen Fläche befindlichen Kraftfahrzeugen gegeben ist, ohne dass dies eine Beschränkung darstellen soll.
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1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Kraftfahrzeugfrontabschnitts entlang einer Schnittebene, die mittig bezüglich einer Erstreckung des Luftklappensystems (100) entlang einer Fahrzeugquerachse Y positioniert ist.
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Ein Luftklappensystem 100 dient der Steuerung des Luftzutritts in ein Kraftfahrzeug und umfasst mindestens eine Luftklappe 105, die zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbar ist, und einen Aktuator 110, der dergestalt mit der Luftklappe 105 gekoppelt ist, dass er geeignet ist, das Verschwenken von der Luftklappe 105 zu bewirken.
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Der Aktuator 110 kann beispielsweise durch einen elektrischen Motor gesteuert werden.
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Die Luftklappe 105 kann derart ausgestaltet sein, dass der Übergang zwischen Öffnen und Schließen durch Rotieren der Luftklappe 105 um eine parallel zur Fahrzeugquerachse verlaufende Rotationsachse erfolgt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben genannten Ausführungsformen begrenzt. Ebenso ist auch eine Ausgestaltung der Luftklappe 105 als eine oder mehrere Luftklappen derart denkbar, dass der Übergang zwischen Öffnen und Schließen durch Rotieren der einen oder mehreren Luftklappen um eine parallel zur Fahrzeughöhenachse verlaufende Rotationsachse erfolgt.
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2 zeigt eine Querschnittsansicht des Kraftfahrzeugfrontabschnitts entlang einer Schnittebene, die um 20 cm versetzt bezüglich der Mitte von Fahrzeugquerachse Y positioniert ist.
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3 zeigt eine perspektivische Darstellung des Luftklappensystems 100 in dem Kraftfahrzeugfrontabschnitt.
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In der in 3 gezeigten Ausführungsform des Luftklappensystems 100 sind jeweils drei Luftklappen 105 jeweils auf beiden Seiten des Aktuators 110 bezüglich der Fahrzeugquerachse Y vorgesehen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Ausführungsformen mit drei Luftklappen 105 beschränkt. Vielmehr sind ebenso Ausführungsformen mit weniger oder mehr Luftklappen denkbar.
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4 zeigt einen erfindungsgemäßen Anschluss eines Radarsensors 140 mit passiven Kühlelementen 141 und einem mittig angeordneten Kabelanschluss 142. Die passiven Kühlelemente 141 dienen der Ableitung von Wärme des Radarsensors 140, um eine bevorzugte Arbeitstemperatur des Radarsensors 140 zu ermöglichen. Der Kabelanschluss 142 dient der Verbindung des Radarsensors 140 mit einer Stromversorgung (nicht gezeigt). Eine Integration dieser Anordnung in einem erfindungsgemäßen Luftklappensystem ist mittig bezüglich einer Fahrzeugquerachse möglich aufgrund der außermittigen Anordnung des Aktuators.
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5A zeigt eine Vorderseite der erfindungsgemäßen Installation des Radarsensors 140. Der Radarsensor 140 kann beispielsweise einen Mittelbereichsradarsensor 140A umfassen. Ebenso kann der Radarsensor 140 beispielsweise einen Fernbereichsradarsensor 140B umfassen. Die vorliegende Erfindung ist gleichwohl nicht auf Mittelbereichsradarsensoren oder Fernbereichsradarsensoren beschränkt. Grundsätzlich sind auch andere Arten von Radarsensoren denkbar, die in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen können.
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Das Luftklappensystem 100 umfasst einen Luftklappensystem-Rahmen 150 zur Aufnahme des Radarsensors 140. Der Luftklappensystem-Rahmen 150 ist bevorzugt geeignet sowohl für Ausführungsformen mit dem Mittelbereichsradarsensor 140A als auch für Ausführungsformen mit dem Fernbereichsradarsensor 140B. Da der Mittelbereichsradarsensor 140A und der Fernbereichsradarsensor 140B nicht zwingend die gleichen Dimensionen aufweisen, ist unter Umständen die Verwendung eines Adapters erforderlich, um den Luftklappensystem-Rahmen 150 für beide Radarsensor-Typen geeignet auszugestalten.
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5B zeigt eine Rückseite der erfindungsgemäßen Installation des Radarsensors 140. Der Aktuator 110 ist außermittig bezüglich der Fahrzeugquerachse Y angeordnet. Der Aktuator 110 kann beispielsweise bezüglich der Fahrzeugquerachse Y um 25 mm versetzt angeordnet sein. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Ausführungsformen beschränkt, bei denen der Aktuator 110 bezüglich der Fahrzeugquerachse Y um 25 mm versetzt angeordnet ist. Andere Versetzungsentfernungen sind denkbar, sofern diese eine mittige Anordnung des Radarsensors ermöglichen.
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Der Aktuator 110 weist eine Hauptantriebsachse 120 und eine Nebenantriebsachse 130 auf. Durch den Einsatz der Hauptantriebsachse 120 und der Nebenantriebsachse 130 ermöglicht die gezeigte Ausführungsform insbesondere ein Ansteuern der Luftklappen auf beiden Seiten des Aktuators 110 bezüglich Fahrzeugquerachse Y mit dem Aktuator 110. Anders ausgedrückt genügt ein Aktuator für zwei Luftklappen (jeweils auf unterschiedlichen Seiten der Fahrzeugmitte angeordnet).
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6A zeigt die Installation des in den 5A und 5B gezeigten Radarsensors 140, wobei der Radarsensor 140 ein Mittelbereichsradarsensor 140A ist.
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Das Luftklappensystem 100 umfasst einen Mittelbereichsradarsensor-Adapter 145 zur Aufnahme des Mittelbereichsradarsensors 140A. Der Luftklappensystem-Rahmen 150 ist ausgestaltet zur Aufnahme des Mittelbereichsradarsensor-Adapters 145. Auf diese Weise ermöglicht die gezeigte Ausführungsform die Verwendung eines einzigen Luftklappensystem-Rahmens 150 für unterschiedliche Radarsensor-Typen.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Verwendung mit einem Adapter für Mittelbereichsradarsensoren beschränkt. Vielmehr soll durch den Einsatz von Adaptern ermöglicht werden, dass nur eine Art des Luftklappensystem-Rahmens 150 zum Einsatz kommt, unabhängig von dem zu verbauenden Radarsensor-Typ.
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6B zeigt die Installation des in den 5A und 5B gezeigten Radarsensors 140, wobei der Radarsensor 140 ein Fernbereichsradarsensor 140B ist. Der Luftklappensystem-Rahmen 150 ist ausgestaltet zur Aufnahme des Fernbereichsradarsensors 140B.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Luftklappensystem-Rahmen die für die Aufnahme von Fernbereichsradarsensoren dimensioniert sind. Der Einsatz von Adaptern ermöglicht, dass nur eine Art von Luftklappensystem-Rahmen benötigt wird, unabhängig von dem zu verbauenden Radarsensor-Typ. Typischerweise werden die Dimensionen des Luftklappensystem-Rahmens bemessen nach den Dimensionen des „größten“ Radarsensors, der voraussichtlich zum Einsatz kommen wird.
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7 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aktuators 110 mit der Hauptantriebsachse 120 und der Nebenantriebsachse 130. Der Aktuator 110 ist außermittig bezüglich einer Erstreckung des Kraftfahrzeugs entlang der Fahrzeugquerachse Y in einem Zentralbereich der Erstreckung angeordnet.
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Der Zentralbereich ist einer von mindestens drei Bereichen, die aneinander angrenzend entlang der Erstreckung angeordnet sind, wobei der Zentralbereich mittig bezüglich der Erstreckung angeordnet ist.
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Durch den Einsatz der Hauptantriebsachse 120 und der Nebenantriebsachse 130 ermöglicht die gezeigte Ausführungsform insbesondere ein Ansteuern der Luftklappen auf beiden Seiten des Aktuators 110 bezüglich der Fahrzeugquerachse Y mit dem Aktuator 110. Anders ausgedrückt genügt ein Aktuator für zwei Luftklappen, die jeweils auf unterschiedlichen Seiten der Fahrzeugmitte angeordnet sind.
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8A zeigt eine perspektivische Darstellung der Anordnung des Fernbereichsradarsensors 140B in dem erfindungsgemäßen Luftklappensystem 100.
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8B zeigt eine Querschnittsansicht der Anordnung eines Fernbereichsradarsensors in dem erfindungsgemäßen Luftklappensystem 100.
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8C zeigt eine Draufsicht des Luftklappensystems entlang der Schnittlinie A in 8B.
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Die passiven Kühlelemente 141 dienen der Ableitung von Wärme des Radarsensors 140B, um eine bevorzugte Arbeitstemperatur des Radarsensors 140B zu ermöglichen. Der Kabelanschluss 142 dient der Verbindung des Radarsensors 140 mit einer Stromversorgung (nicht gezeigt). Der Aktuator 110 ist außermittig in einem Zentralbereich bezüglich der Fahrzeugquerachse Y angeordnet. Durch die außermittige Anordnung des Aktuators 110 ist eine mittige Anordnung des Fernbereichsradarsensors 140B möglich.
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8D zeigt eine Draufsicht des Luftklappensystems entlang der Schnittlinie B in 8B.
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9A zeigt eine perspektivische Darstellung der Anordnung des Mittelbereichsradarsensors 140A in dem erfindungsgemäßen Luftklappensystem 100. Insbesondere kann der Mittelbereichsradarsensor 140A durch die Verwendung des Mittelbereichsradarsensor-Adapters 145 in dem baugleichen Rahmen angeordnet werden, wie der Fernbereichsradarsensor 140B.
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9B zeigt eine Querschnittsansicht der Anordnung eines Fernbereichsradarsensors in dem erfindungsgemäßen Luftklappensystem.
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9C zeigt eine Draufsicht des Luftklappensystems entlang der Schnittlinie A in 9B. Der Aktuator 110 ist außermittig bezüglich einer Erstreckung des Kraftfahrzeugs entlang der Fahrzeugquerachse Y in einem Zentralbereich der Erstreckung bezüglich der Fahrzeugquerachse Y angeordnet. Durch die außermittige Anordnung des Aktuators 110 ist eine mittige Anordnung des Mittelbereichsradarsensors 140A möglich.
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Der Zentralbereich ist einer von mindestens drei Bereichen, die aneinander angrenzend entlang der Erstreckung angeordnet sind, wobei der Zentralbereich mittig bezüglich der Erstreckung angeordnet ist.
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9D zeigt eine Draufsicht des Luftklappensystems entlang der Schnittlinie B in 9B.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Zusammenbau des Luftklappensystems 100 für die Steuerung des Luftzutritts in ein Kraftfahrzeug umfasst die folgenden Schritte:
- - Vorsehen mindestens einer Luftklappe 105,
- - Vorsehen eines Aktuators 110, wobei der Aktuator 110 außermittig in einem Zentralbereich bezüglich der Fahrzeugquerachse Y angeordnet ist.
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Der Zentralbereich ist einer von mindestens drei Bereichen, die aneinander angrenzend entlang der Erstreckung angeordnet sind, wobei der Zentralbereich mittig bezüglich der Erstreckung angeordnet ist.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst insbesondere das Luftklappensystem 100.
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Es versteht sich, dass bei der vorliegenden Erfindung ein Zusammenhang zwischen einerseits Merkmalen besteht, die im Zusammenhang mit Verfahrensschritten beschrieben wurden, sowie andererseits Merkmalen, die im Zusammenhang mit entsprechenden Vorrichtungen beschrieben wurden. Somit sind beschriebene Verfahrensmerkmale auch als zur Erfindung gehörige Vorrichtungsmerkmale - und umgekehrt - anzusehen, selbst wenn dies nicht explizit erwähnt wurde.
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Es ist festzuhalten, dass die unter Bezug auf einzelne Ausführungsformen bzw. Varianten beschriebenen Merkmale der Erfindung, wie beispielsweise Art und Ausgestaltung der einzelnen Luftklappen und Aktuatoren, sowie deren räumliche Anordnung, auch bei anderen Ausführungsformen vorhanden sein können, außer wenn es anders angegeben ist oder sich aus technischen Gründen von selbst verbietet. Von derartigen, in Kombination beschriebenen, Merkmalen einzelner Ausführungsformen müssen außerdem nicht notwendigerweise immer alle Merkmale in einer betreffenden Ausführungsform realisiert sein.
