DE102020108797A1

DE102020108797A1 - Fahrzeugdurchflusssteuerbaugruppe und -verfahren

Info

Publication number: DE102020108797A1
Application number: DE102020108797.7A
Authority: DE
Inventors: Aaron Klop
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2020-10-08
Also published as: CN111791691A; US10730384B1

Abstract

Diese Offenbarung stellt eine Fahrzeugdurchflusssteuerbaugruppe und -verfahren bereit. Eine Durchflusssteuerbaugruppe zum Steuern des Durchflusses zu einem Bereich eines Fahrzeugs beinhaltet unter anderem Folgendes: eine Vielzahl von Klappen, die mindestens eine erste Klappe und mindestens eine zweite Klappe beinhalten, eine Betätigungselementbaugruppe, die um eine Achse drehbar ist, eine erste Betätigungselementverbindung, die die Betätigungselementbaugruppe betriebsfähig an die mindestens eine erste Klappe koppelt, eine zweite Betätigungselementverbindung, die die Betätigungselementbaugruppe betriebsfähig an die mindestens eine zweite Klappe koppelt. Durch Drehen der Betätigungselementbaugruppe in eine erste Richtung wird die erste Betätigungselementverbindung bewegt, um die mindestens eine erste Klappe im Uhrzeigersinn aus einer den Durchlass einschränkenden Position in eine den Durchlass ermöglichende Position zu drehen. Die Drehung der Betätigungselementbaugruppe in die erste Richtung bewegt zusätzlich die zweite Betätigungselementverbindung dazu, die mindestens eine zweite Klappe in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn aus einer den Durchfluss einschränkenden Position in eine den Durchfluss ermöglichende Position zu drehen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf das Betätigen von Klappen, um den Durchfluss durch eine Öffnung eines Fahrzeugs zu steuern.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Klappen können verwendet werden, um den Durchfluss zu verschiedenen Bereichen eines Fahrzeugs zu regulieren, wie etwa Kühlern, Kondensatoren und anderen Systemen. Die Klappen werden betätigt, um den Durchfluss durch eine Öffnung, wie etwa eine Kühlergrillöffnung zu einem Motorraum zu regulieren. In einigen Fahrzeugen werden Klappen betätigt, um den aerodynamischen Widerstand für das Fahrzeug zu verändern.
Üblicherweise bewegen sich die Klappen zwischen einer geschlossenen Position, in der die Klappen miteinander verbunden sind, um im Wesentlichen jegliche Strömung zu blockieren, und einer offenen Position, in der sich die Strömung zwischen benachbarten Klappen bewegt. Die Klappen tragen zur Ästhetik des Fahrzeugs bei.
KURZDARSTELLUNG
Eine Durchflusssteuerbaugruppe zum Steuern des Durchflusses zu einem Bereich eines Fahrzeugs gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem Folgendes: eine Vielzahl von Klappen, die mindestens eine erste Klappe und mindestens eine zweite Klappe beinhalten, eine Betätigungselementbaugruppe, die um eine Achse drehbar ist, eine erste Betätigungselementverbindung, die die Betätigungselementbaugruppe betriebsfähig mit der mindestens einen ersten Klappe koppelt, und eine zweite Betätigungselementverbindung, die die Betätigungselementbaugruppe betriebsfähig an die mindestens eine zweite Klappe koppelt. Durch Drehen der Betätigungselementbaugruppe in eine erste Richtung wird die erste Betätigungselementverbindung bewegt, um die mindestens eine erste Klappe im Uhrzeigersinn aus einer den Durchlass einschränkenden Position in eine den Durchlass ermöglichende Position zu drehen. Die Drehung der Betätigungselementbaugruppe in die erste Richtung bewegt zusätzlich die zweite Betätigungselementverbindung dazu, die mindestens eine zweite Klappe in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn aus einer den Durchfluss einschränkenden Position in eine den Durchfluss ermöglichende Position zu drehen.
In einem anderen Beispiel der vorhergehenden Durchflusssteuerbaugruppe befindet sich die erste Klappe auf einer Beifahrerseite eines Fahrzeugs und die zweite Klappe auf einer Fahrerseite des Fahrzeugs.
In einem anderen Beispiel von einer beliebigen der vorhergehenden Durchflusssteuerbaugruppen bewegt die Drehung der Betätigungselementbaugruppe in eine entgegengesetzte, zweite Richtung die erste Betätigungselementverbindung dazu, die mindestens eine erste Klappe in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn aus der den Durchfluss ermöglichende Position in die den Durchfluss einschränkende Position zu drehen. Die Drehung der Betätigungselementbaugruppe in die zweite Richtung bewegt zusätzlich die zweite Betätigungselementverbindung dazu, die mindestens eine zweite Klappe in eine Richtung im Uhrzeigersinn aus der den Durchfluss ermöglichenden Position in die den Durchfluss einschränkende Position zu drehen.
In einem anderen Beispiel einer beliebigen der vorhergehenden Durchflusssteuerbaugruppen koppelt ein Betätigungselement-Heim-Gelenk einen ersten Endabschnitt der ersten Verbindung an das Betätigungselement. Ein anderes Betätigungselement-Heim-Gelenk koppelt einen ersten Endabschnitt der zweiten Verbindung an das Betätigungselement.
In einem anderen Beispiel einer beliebigen der vorhergehenden Durchflusssteuerbaugruppen koppelt ein Klappen-Heim-Gelenk einen entgegengesetzten, zweiten Endabschnitt der ersten Verbindung an die erste Klappe. Außerdem koppelt ein anderes Klappen-Heim-Gelenk einen gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt der zweiten Verbindung an die zweite Klappe.
In einem anderen Beispiel von einer beliebigen der vorhergehenden Durchflusssteuerbaugruppen erstreckt sich die Drehachse der Betätigungselementbaugruppe entlang einer Längsachse eines Fahrzeugs.
In einem anderen Beispiel einer beliebigen der vorhergehenden Durchflusssteuerbaugruppen ist jede der Klappen dazu konfiguriert, sich um eine entsprechende sich vertikal erstreckende Achse zu drehen.
In einem anderen Beispiel einer beliebigen der vorhergehenden Durchflusssteuerbaugruppen befindet sich die erste Klappe auf einer Beifahrerseite der Betätigungselementbaugruppe und die zweite Klappe befindet sich auf einer Fahrerseite der Betätigungselementbaugruppe.
Ein anderes Beispiel einer beliebigen der vorhergehenden Durchflusssteuerbaugruppen beinhaltet ein Gestänge, das eine der ersten Klappen beweglich an eine andere der ersten Klappen aneinanderkoppelt.
In einem anderen Beispiel einer beliebigen der vorhergehenden Durchflusssteuerbaugruppen weist jede der Klappen mindestens eine Öffnung auf. Die Vielzahl von Klappen in der den Durchfluss ermöglichenden Position ermöglichen mehr Durchfluss durch die mindestens eine Öffnung als die Vielzahl von Klappen in der den Durchfluss einschränkenden Position.
In einem anderen Beispiel einer beliebigen der vorhergehenden Durchflusssteuerbaugruppen sind die Klappen jeweils um einen Abstand von der direkt benachbarten Klappe benachbart, wenn sich die Vielzahl von Klappen in der den Durchfluss ermöglichenden Position befinden, um einen Zwischenraum zwischen jeder der Klappen innerhalb der Vielzahl von Klappen bereitzustellen.
In einem anderen Beispiel einer beliebigen der vorhergehenden Durchflusssteuerbaugruppen sind die Klappen schwenkbar an einem Kühlergrillgehäuse angebracht, das die Kühlergrillöffnung für einen Motorraum eines Fahrzeugs bereitstellt. Die Klappen ermöglichen in der den Durchlass ermöglichenden Position mehr Durchfluss durch die Kühlergrillöffnung als in der den Durchfluss einschränkenden Position.
Ein Durchflusssteuerverfahren nach einer anderen beispielhaften nicht einschränkenden Ausführungsform der vorstehenden Offenbarung beinhaltet unter anderem das Drehen eines Betätigungselements in eine erste Richtung, um eine Vielzahl von Klappen aus einer den Durchfluss einschränkenden Position in eine den Durchfluss ermöglichende Position zu drehen, und das Drehen des Betätigungselements in eine entgegengesetzte, zweite Richtung, um die Vielzahl von Klappen aus der den Durchfluss einschränkenden Position in die den Durchfluss ermöglichende Position. Die Vielzahl von Klappen beinhalten mindestens eine erste Klappe, die sich im Uhrzeigersinn aus der den Durchfluss einschränkenden Position in die den Durchfluss ermöglichende Position dreht und sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn aus der den Durchfluss ermöglichenden Position in eine den Durchfluss einschränkende Position dreht. Die Vielzahl von Klappen beinhaltet ferner mindestens eine zweite Klappe, die sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn aus der den Durchfluss einschränkenden Position in die den Durchfluss ermöglichende Position dreht, und die sich in eine Richtung im Uhrzeigersinn aus der den Durchfluss ermöglichenden Position in die den Durchfluss einschränkende Position dreht.
In einem anderen Beispiel des vorhergehenden Verfahrens ermöglichen die Klappen in der den Durchlass ermöglichenden Position mehr Durchfluss durch eine Kühlergrillöffnung zu einem Motorraum eines Fahrzeugs, als in der den Durchfluss einschränkenden Position.
In einem anderen Beispiel eines beliebigen der vorhergehenden Verfahren sind die Klappen schwenkbar an einem Kühlergrillgehäuse angebracht, das die Kühlergrillöffnung bereitstellt.
In einem anderen Beispiel eines beliebigen der vorhergehenden Verfahren beinhalten die Klappen jeweils eine Aussparung und die Klappen ermöglichen mehr Durchfluss durch eine Aussparung, wenn sie sich in der den Durchfluss ermöglichenden Position befinden, als wenn sie sich in der den Durchfluss einschränkenden Position befinden.
In einem anderen Beispiel eines beliebigen der vorhergehenden Verfahren sind die Klappen jeweils um einen Abstand voneinander beabstandet, wenn sie sich in der den Durchfluss ermöglichenden Position befinden, um Durchfluss zu ermöglichen, sich zwischen einem Zwischenraum zwischen benachbarten Klappen innerhalb der Vielzahl von Klappen zu bewegen.
In einem anderen Beispiel eines beliebigen der vorhergehenden Verfahren drehen sich die Vielzahl von Klappen zwischen der den Durchfluss einschränkenden Position und der den Durchfluss ermöglichenden Position um die entsprechende sich vertikal erstreckende Achse.
In einem anderen Beispiel eines beliebigen der vorhergehenden Verfahren befindet sich die erste Klappe auf einer Fahrerseite eines Fahrzeugs und die zweite Klappe auf einer Beifahrerseite des Fahrzeugs.
In einem anderen Beispiel eines beliebigen der vorhergehenden Verfahren befindet sich die erste Klappe auf einer Fahrerseite eines Betätigungselements und die zweite Klappe auf einer Beifahrerseite des Betätigungselements.
Figurenliste
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der offenbarten Beispiele ergeben sich für den Fachmann aus der detaillierten Beschreibung. Die Figuren, die der detaillierten Beschreibung beigefügt sind, können kurz wie folgt beschrieben werden:

1 veranschaulicht eine Vorderansicht eines Fahrzeugs, in die eine Durchflusssteuerbaugruppe gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung integriert ist.
2 veranschaulicht eine Vorderansicht der Durchflusssteuerbaugruppe aus 1 mit einer Vielzahl von Klappen in einer vollständig geschlossen Position.
3 veranschaulicht eine Vorderansicht der Durchflusssteuerbaugruppe aus 1 mit der Vielzahl von Klappen in einer vollständig offenen Position.
4 veranschaulicht eine perspektivische Rückansicht der Durchflusssteuerbaugruppe aus 1 mit der Vielzahl von Klappen in der vollständig geschlossen Position.
5 veranschaulicht eine Schnittansicht entlang Linie 5-5 in 2.
6 veranschaulicht eine Rückansicht der Durchflusssteuerbaugruppe in der Position aus 6 mit der Vielzahl von Klappen in der vollständig geschlossenen Position.
7 veranschaulicht eine Rückansicht der Durchflusssteuerbaugruppe in der Position aus 6 mit der Vielzahl von Klappen, die aus der vollständig geschlossenen Position aus 2 in die vollständig offene Position aus 3 bewegt sind.
8 veranschaulicht eine perspektivische Rückansicht der Durchflusssteuerbaugruppe in der Position aus 6 mit der Vielzahl von Klappen in der vollständig offenen Position aus 3.
9 veranschaulicht eine perspektivische Nahansicht des Betätigungselement-Heim-Gelenks und des Klappen-Heim-Gelenks, das verwendet wird, um ein Betätigungselement betriebsfähig mit einigen der Klappen zu verbinden.
10 veranschaulicht die Schritte in einem beispielhaften Durchflusssteuerverfahren, das die Durchflusssteuerbaugruppe aus den 1-9 verwendet.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen das Steuern der Strömung durch eine Öffnung unter Verwendung von Klappen. Bei der Öffnung kann es sich um eine Öffnung eines Fahrzeugs handeln, wie etwa eine Kühlergrillöffnung, die einen Durchfluss von außerhalb des Fahrzeugs zu einem Motorraum des Fahrzeugs ermöglicht.
Eine Betätigungselementbaugruppe kann verwendet werden, um die Klappen in Positionen zu bewegen, in denen sich der Durchfluss durch Aussparungen in den Klappen bewegen kann. Das Betätigungselement kann die Klappen zwischen Positionen bewegen, die mehr Durchfluss durch die Aussparungen ermöglichen, und Positionen, die einen geringeren Durchfluss durch die Aussparungen ermöglichen. Das Betätigungselement kann sich drehen, um die Klappen dazu zu veranlassen, sich zu bewegen. Die Drehung des Betätigungselements in eine Richtung kann dazu führen, dass sich einige der Klappen gegen den Uhrzeigersinn und einige der Klappen im Uhrzeigersinn drehen. Die Klappen können sich bewegen, um ein Aussehen der Öffnungen zu verändern sowie um den Durchfluss durch die Öffnung zu steuern.
In Bezug auf 1 beinhaltet eine Vorderseite 10 eines Fahrzeugs 14 eine Durchflusssteuerbaugruppe 18, die in einer Kühlergrillöffnung 22 zu einem Motorraum 26 des Fahrzeugs 14 angeordnet ist. Die Durchflusssteuerbaugruppe 18 wird verwendet, um die Bewegung einer Luftströmung F von außerhalb des Fahrzeugs 14 durch die Öffnung 22 zum Motorraum 26 zu steuern.
Obwohl sie in Verbindung mit dem Fahrzeug 14 und dem Motorraum 26 offenbart wird, könnte die Durchflusssteuerbaugruppe 18 verwendet werden, um einen Durchfluss durch eine Öffnung in anderen Bereichen des Fahrzeugs 14 zu steuern, wie etwa eine Öffnung in einer Fahrgastkabine des Fahrzeugs 14, oder um den Durchfluss in anderen Baugruppen als einem Fahrzeug zu steuern.
In Bezug auf 2 bis 5 unter weiterer Bezugnahme auf 1 beinhaltet die Durchflusssteuerbaugruppe 18 in dieser beispielhaften nicht einschränkenden Ausführungsform eine Vielzahl von Klappen 30, die jeweils mindestens eine Klappenaussparung 34 aufweisen. Die Klappen 30 sind schwenkbar innerhalb eines Gittergehäuses 36 gesichert. Die Durchflusssteuerbaugruppe 18 beinhaltet ferner eine Betätigungselementbaugruppe 38, die verwendet wird, um die Klappen 30 zu bewegen. Es ist nur eine Betätigungselementbaugruppe 38 erforderlich, um die Klappen 30 in verschiedene Richtungen zu drehen.
In diesem Beispiel beinhaltet jede der Klappen 30 in der Durchflusssteuerbaugruppe 18 mindestens eine Klappenaussparung 34. In anderen Beispielen beinhalten einige der Klappen 30 mindestens eine Klappenaussparung 34 und andere Klappen sind nicht mit Aussparungen versehen.
Die beispielhafte Durchflusssteuerbaugruppe 18 beinhaltet vierzehn einzelne Klappen 30, aber in anderen Beispielen könnte eine andere Anzahl verwendet werden. Die Klappen 30 können in der Draufsicht eine Krümmung aufweisen, die zu einer gewünschten Kontur für den Kühlergrillbereich des Fahrzeugs 14 passt.
Der durch die Durchflusssteuerbaugruppe 18 ermöglichte Durchfluss zum Motorraum 26 hängt unter anderem von der Position der Klappen 30 ab. Die Betätigungselementbaugruppe 38 wird dazu verwendet, die Klappen 30 der Durchflusssteuerbaugruppe 18 zwischen den vollständig geschlossenen Positionen der 2, 4 und 5 und der vollständig geöffneten Position aus 3 hin und her zu bewegen. Die Betätigungselementbaugruppe 38 kann zusätzlich die Klappen 30 in teilweise offenen Position zwischen der vollständig offenen und vollständig geschlossenen Position positionieren. Die verschiedenen Positionen können eine Variabilität in der Ausgestaltung bereitstellen. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass die Durchflusssteuerbaugruppe 18 mit geschlossenen Klappen 30 eine andere visuelle Geometrie aufweist als die Durchflusssteuerbaugruppe 18 mit offenen oder teilweise offenen Klappen 30.
Um die Drehung der Klappen 30 zu erleichtern, beinhalten die Klappen 30 jeweils einen ersten Drehzapfen 40u und einen zweiten Drehzapfen 401 (5). In dem Ausführungsbeispiel befindet sich der erste Drehzapfen 46 an einem oberen vertikalen Ende jeder der Klappen 30 und der zweite Drehzapfen 50 befindet sich an einem unteren vertikalen Ende jeder der Klappen 30. Der erste und der zweite Drehzapfen 40u, 401 werden in jeweiligen Öffnungen des Kühlgrillgehäuses 36 gehalten. Der Empfang des ersten und zweiten Schwenkstifts 40u, 401 innerhalb der Öffnungen des Gittergehäuses 36 koppelt die Klappen 30 schwenkbar mit dem Kühlergrillgehäuse 36. In einem anderen Beispiel könnten sich die Drehstifte 40n, 401 von dem Kühlergrillgehäuse 36 zum Empfang innerhalb einer Aussparung der Klappen 30 erstrecken.
In dieser beispielhaften Ausführungsform beinhaltet die Betätigungselementbaugruppe 38 einen elektrisch angetriebenen Treiber 42, eine Welle 46 und einen Umlenkhebel 50. Der Treiber 42 ist dazu konfiguriert, die Welle 46 um eine Betätigungselementachse A_A zu drehen, um den Umlenkhebel 50 um die Achse A_A zu drehen. Die Betätigungselementbaugruppe 38 ist auf einem Stützelement 52 montiert.
Einige der Vielzahl von Klappen 30p befinden sich auf der Beifahrerseite, und einige der Klappen 30d befinden sich auf der Fahrerseite. Das heißt, einige der Vielzahl von Klappen 30p befinden sich auf der Beifahrerseite einer Mittellinie C_L , und einige der Klappen 30d befinden sich auf der Fahrerseite der Mittellinie C_L . Ein erstes Gestänge 54p koppelt die Klappen 30p auf der Beifahrerseite. Ein zweites Gestänge 54d koppelt die Klappen 30d auf der Fahrerseite.
Eine erste Betätigungselementverbindung 58p koppelt den Umlenkhebel 50 der Betätigungselementbaugruppe 38 betriebsfähig an eine der Klappen 30p. Eine zweite Betätigungselementverbindung 58d koppelt den Umlenkhebel 50 der Betätigungselementbaugruppe 38 betriebsfähig an eine der Klappen 30d.
Die Bewegung der Klappen 30 aus einer den Durchfluss einschränkenden Position in eine den Durchlass ermöglichende Position wird nun unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 und unter weiterer Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben. Die den Durchfluss ermöglichende Position ist eine Position, die es einem größeren Teil des Durchflusses F ermöglicht, sich durch die Aussparungen 34 zu bewegen, als die den Durchfluss einschränkende Position. Die Klappen 30 in der Position von 6 befinden sich in einer den Durchfluss einschränkenden Position relativ zu den Klappen 30 in den Positionen aus den 7 und 8. Die Klappen 30 in der Position aus 7 befinden sich in einer den Durchfluss ermöglichenden Position relativ zu den Klappen 30 aus 6, jedoch in einer den Durchfluss einschränkenden Position relativ zu den Klappen 30 aus 8.
Um die Klappen 30 aus der Position aus 6 zur Position aus 7 zu bewegen, dreht der Treiber 42 der Betätigungsbaugruppe 38 die Welle 46, um den Umlenkhebel 50 um die Achse A_A in eine erste Richtung D₁ zu drehen. Die Drehung des Umlenkhebels 50 aus der Position aus 6 in die Position aus 7 zieht die erste Betätigungselementverbindung 58p und die zweite Betätigungselementbaugruppe 58d nach innen zu der Mittellinie C_L des Fahrzeugs 14.
Da die erste Betätigungsverbindung 58p an eine der Klappen 30p gekoppelt ist, dreht das Ziehen des ersten Betätigungselements 58p nach innen die eine der Klappen 30p in eine Richtung im Uhrzeigersinn um eine Achse A_SP der Klappe der Beifahrerseite. Die Klappe 30p, die betriebsfähig an die erste Klappe 58p gekoppelt ist, ist zusammen mit den anderen Klappen 30p auf der Beifahrerseite durch das erste Gestänge 54p gekoppelt. Somit bewirkt eine Drehung der Klappe 30p, die betriebsfähig an die erste Betätigungselementverbindung 58p gekoppelt ist, dass sich die verbleibenden Klappen 30p ebenfalls im Uhrzeigersinn um die jeweiligen Achsen der Klappen der Beifahrerseite drehen.
Da die zweite Betätigungsverbindung 58d an eine der Klappen 30d gekoppelt ist, dreht das Ziehen des ersten Betätigungselements 58d nach innen die eine der Klappen 30d gegen den Uhrzeigersinn um eine Achse ASD der Klappe der Beifahrerseite. Die Klappe 30d, die betriebsfähig an die zweite Klappe 58d gekoppelt ist, ist zusammen mit den anderen Klappen 30d auf der Fahrerseite durch das zweite Gestänge 54d gekoppelt. Daher veranlasst die Drehung der Klappe 30d, die betriebsfähig an die zweite Betätigungselementverbindung 58d gekoppelt ist, die verbleibenden Klappen 30d dazu, sich ebenfalls in eine Richtung im Uhrzeigersinn um entsprechende Achsen der Klappen der Beifahrerseite zu drehen.
Die durchgehende Drehung des Umlenkhebels 50 aus der Position aus 7 in die Position aus 8 zieht die erste Betätigungselementverbindung 58p und die zweite Betätigungselementbaugruppe 58d ferner nach innen zu einer Mittellinie des Fahrzeugs 14. Dies bewirkt weiterhin, dass sich die Vielzahl von Klappen 30p im Uhrzeigersinn drehen, und dass sich die Vielzahl von Klappen 30d gegen den Uhrzeigersinn drehen, bis die Klappen 30p und 30d wie in 8 gezeigt positioniert sind.
Um die Klappen 30p und 30d zurück zur Position aus 6 zu bewegen, dreht der Treiber 42 die Welle 46 dazu, den Umlenkhebel 50 um die Achse A_A in eine zweite Richtung D₂ zu drehen, die entgegengesetzt zu der ersten Richtung D₁ ist. In diesem Beispiel sind die Klappen 30 um 90 Grad gedreht, wenn sie sich aus der vollständig geschlossenen Position in die vollständig offene Position bewegen. Wie gewünscht kann die Betätigungselementbaugruppe 38 die Drehung der Welle 46 stoppen, um die Klappen 30p und 30d an Positionen zwischen der vollständig geschlossenen Position aus 6 zu positionieren und die vollständig geöffnete Position aus 8 zu positionieren.
In diesem Beispiel drehen sich die Klappen 30 jeweils um eine vertikal ausgerichtete Achse. In anderen Beispielen könnten die Klappen 30 dazu konfiguriert sein, sich um Achsen zu drehen, die andere Ausrichtungen, wie etwa horizontal, aufweisen. Zum Zwecke dieser Offenbarung beziehen sich vertikal und horizontal auf den Boden und eine normale Ausrichtung des Fahrzeugs 14, wenn es fährt oder geparkt ist.
In einigen Beispielen könnten Bereiche der Klappen 30 in verschiedenen Farben lackiert sein, sodass die sichtbaren Bereiche der Klappen 30 in der vollständig geschlossenen Position eine andere Textur oder Farbe aufweisen als die sichtbaren Bereiche der Klappen 30 in der vollständig offenen Position. Dadurch könnten sogar eine noch größere Flexibilität in der Ausgestaltung und eine wünschenswerte Ästhetik für die Durchflusssteuerbaugruppe 18 bereitgestellt sein.
Mechanische Betätigungsgelenke können dazu verwendet werden, die erste Betätigungselementverbindung 58p an den Umlenkhebel 50 und an die Klappen 30p zu koppeln und die zweite Betätigungselementverbindung 58d an die Umlenkhebel 50 und an die Klappen 30d zu koppeln. Die mechanischen Betätigungsgelenke können Heim-Gelenke sein, die einen Kugelgelenk beinhalten, das in das Gehäuse gedrückt wird.
In der beispielhaften Ausführungsform koppelt ein Betätigungselement-Heim-Gelenk 62p das erste Betätigungselement-Gelenk 58p an den Umlenkhebel 50 und ein Klappen-Heim-Gelenk 66p koppelt das erste Betätigungselement-Gelenk 58p an mindestens eine der Klappen 30p. Ferner koppelt ein Betätigungselement-Heim-Gelenk 62d das erste Betätigungselement-Gelenk 58d an den Umlenkhebel 50 und ein Klappen-Heim-Gelenk 66d koppelt das erste Betätigungselement-Gelenk 58d an mindestens eine der Klappen 30d. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht des Betätigungselement-Heim-Gelenks 62d und des Klappen-Heim-Gelenks 66d.
In den beispielhaften Heim-Gelenken 62d wird ein Kugelgelenk von der ersten Betätigungselementverbindung 58d gehalten. Das Kugelgelenk beinhaltet eine Öffnung, die eine Stange oder einen Stift 68 aufnimmt. Der Stift 68 ist per Schnappverschluss auf die Flansche 72 des Umlenkhebels 50 aufgebracht. Durch Führen des Stifts 68 durch das Kugelgelenk kann der Stift 68 relativ zum Gehäuse etwas falsch ausgerichtet sein, wenn das erste Betätigungselement 58d durch den Umlenkhebel 50 bewegt wird. Der Stift 68 kann relativ zum Gehäuse falsch ausgerichtet sein, wenn die Verschlüsse 30 zwischen einer den Durchfluss ermöglichenden und den Durchfluss einschränkenden Position hin- und hergeschaltet werden.
Die ersten Betätigungselementverbindungen 58d und 58p können zusammen mit den Heim-Gelenken aus einem Material auf Polymerbasis bestehen. Die ersten Betätigungselementverbindungen 58d und 58p können zusammen mit den Heim-Gelenken spritzgegossen werden.
Die Betätigungselementbaugruppe 38 kann die Klappen 30 als Reaktion auf einen Befehl von einem Durchflusssteuermodul 54 drehen. Die Betätigungselementbaugruppe 38 könnte dazu angewiesen werden, die Klappen 30 als Reaktion auf einen Befehl von einem Benutzer oder automatisch als Reaktion auf einen Fahrzeugzustand zu drehen. Wenn zum Beispiel eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 14 eine Schwellenwertgeschwindigkeit überschreitet, kann das Durchflusssteuermodul 60 die Betätigungselementbaugruppe 38 dazu anweisen, die Klappen 30 in die vollständig geschlossene Position aus 1 zu bewegen. Diese Positionierung der Klappen 30 blockiert den Durchfluss F durch die Öffnung 22, was den Kraftstoffverbrauch verbessern kann, indem der Luftwiderstand des Fahrzeugs 14 verringert wird.
Wenn sich alle Klappen 30 in der geschlossenen Position aus 2 befinden, blockieren die Klappen 30 im Wesentlichen den gesamten Durchfluss durch die Öffnung 22. In der geschlossenen Position werden die Klappen 30 derart gedreht, dass jede der gegenüberliegenden Seitenkanten 64 der Klappen 30 direkt zu einer Seitenkante 64 einer benachbarten Klappe 30 oder einem Abschnitt des Fahrzeugs 14, der die Öffnung 22 bereitstellt, benachbart ist. Diese Positionierung der Klappen 30 kann den Durchfluss F blockieren, sodass er sich nicht durch die Zwischenräume zwischen den Klappen 30 zum Motorraum 26 bewegen kann und blockiert den Durchfluss zusätzlich, sodass er sich nicht durch die Klappenaussparungen 34 zum Motorraum 26 bewegen kann.
Wenn die Betätigungselementbaugruppe 38 die Klappen 30 in die vollständig offene Position aus 3 oder die teilweise offene Position (zum Beispiel 7) bewegt, kann sich ein gewisser Durchfluss F durch die Klappenaussparungen 34 zum Motorraum 26 bewegen. Wenn die Betätigungselementbaugruppe 38 die Klappen 30 in die vollständig offene Position aus 3 oder die teilweise offene Position bewegt, kann sich ein gewisser Teil des Durchflusses zusätzlich durch die Zwischenräume G zwischen den Klappen 30 bewegen.
Das Durchflusssteuermodul 60, das die Betätigungsbaugruppe 38 anweist, kann mit ausführbaren Anweisungen ausgestattet sein, um sich mit der Betätigungsbaugruppe 38 der Durchflusssteuerbaugruppe 18 zu verbinden und deren Betrieb anzuweisen. Das Durchflusssteuermodul 60 kann eine Verarbeitungseinheit und einen nichtflüchtigen Speicher zum Ausführen der verschiedenen Steuerstrategien und -modi der Durchflusssteuerbaugruppe 18 beinhalten. Die Verarbeitungseinheit ist in einer Ausführungsform dazu konfiguriert, ein oder mehrere Programme auszuführen, die im Speicher des Durchflusssteuerungsmoduls 60 gespeichert sind. Es versteht sich, dass das Durchflusssteuerungsmodul 60 Teil eines Gesamtfahrzeugsteuermoduls, wie etwa einer Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC), oder alternativ eine eigenständige Steuerung getrennt von der VSC sein könnte.
Insbesondere wird ein äußerer Umfang der Klappenaussparungen 34 jeweils vollständig durch eine der Klappen 30 bereitgestellt. Das heißt, die Klappe 30 erstreckt sich um einen vollständigen Umfang der Klappenaussparung 34. Das Neuanordnen der Klappen 30 durch die Betätigungsbaugruppe 38 kann die Einlässe 74 der Klappen 30 in eine freiliegende Position bewegen, in der die Einlässe 74 einen Durchfluss von außerhalb des Fahrzeugs 14 aufnehmen können. Wenn das Fahrzeug 14 vorwärts gefahren wird, kann sich der Durchfluss F durch die Einlässe 74 in die entsprechenden Klappenaussparungen 34 und durch die Auslässe 66 zum Motorraum 26 bewegen. Die Klappenaussparung 34 leitet den Durchfluss effektiv in den Motorraum 26.
Das Fahrzeug 14 weist im Allgemeinen eine Längsachse Ax und eine Autoquerachse A_Y (siehe 1) auf. Wenn sich die Klappen 30 in der geschlossenen Position aus 2, 4, 5 und 6 befinden, sind die Längsachsen der Klappenaussparungen 34 im Wesentlichen an der Autoquerachse A_Y ausgerichtet. Die Längsachsen der Klappenaussparungen 34 erstrecken sich vom jeweiligen Einlass 74 zum jeweiligen Auslass 78 (8). In der vollständig offenen Position aus 3 und 8 sind die Längsachse Ax des Fahrzeugs 14 und die Längsachsen A_A der Klappenaussparungen 34 im Wesentlichen parallel zueinander. Auch die Drehachse A_A der Betätigungselementbaugruppe 38 erstreckt sich entlang der Längsachse A_x des Fahrzeugs 14.
Das Neupositionieren der Klappenaussparungen 34 in eine Position, in der die Einlässe 62 einen Durchfluss aufnehmen können, schließt das Drehen der Klappen 30 derart ein, dass die Längsachsen der Klappenaussparungen 34 stärker an der Längsachse A_Y des Fahrzeugs 14 ausgerichtet sind.
Nun beginnt in Bezug auf 13 ein beispielhaftes Durchflusssteuerverfahren 100 bei einem Schritt 104, bei dem das Verfahren 100 eine Überwachung auf einen Befehl, den Durchfluss durch eine Öffnung zu einem Motorraum zu ändern, durchführt. Der Schritt 108 berechnet dann, ob der Befehl eine Anforderung eines stärkeren Durchflusses ist. Lautet die Antwort ja, geht das Verfahren 100 zu einem Schritt 112 über, der berechnet, ob die Klappen vollständig offen sind. Wenn die Klappen bei Schritt 112 nicht vollständig offen sind, geht das Verfahren 100 zu einem Schritt 116 über, bei dem ein Betätigungselement angewiesen wird, die Klappen zu öffnen, um den Durchfluss zu erhöhen. Wenn die Klappen bei Schritt 112 vollständig offen sind, stellt das Verfahren 100 bei einem Schritt 120 eine Warnung bereit. Bei der Warnung könnte es sich um eine optische Warnung und eine akustische Warnung oder eine Kombination aus diesen handeln. Die Warnung benachrichtigt einen Benutzer darüber, dass die Klappen vollständig offen sind.
Wenn der Schritt 108 berechnet, dass der Befehl keine Anforderung eines stärkeren Durchflusses ist, wird die Anforderung als Anforderung eines geringeren Durchflusses ausgelegt. Das Verfahren 100 geht dann von dem Schritt 108 zu dem Schritt 134 über, der berechnet, ob die Klappen vollständig geschlossen sind. Wenn die Klappen bei Schritt 134 nicht vollständig geschlossen sind, geht das Verfahren 100 zu einem Schritt 138 über, bei dem ein Betätigungsmittel dazu angewiesen ist, die Klappe zu schließen, um den Durchfluss zu verringern. Wenn die Klappen bei Schritt 134 vollständig geschlossen sind, stellt das Verfahren 100 bei einem Schritt 120 eine Warnung bereit. Bei der Warnung könnte es sich um eine optische Warnung, eine akustische Warnung oder eine Kombination aus diesen handeln. Die Warnung benachrichtigt einen Benutzer darüber, dass die Klappen vollständig geschlossen sind.
Das Verfahren 100 endet nach den Schritten 116, 120, 138 und 142. Das Verfahren 100 kann nach dem Ende zu dem Schritt 104 der Überwachung zurückkehren.
Das Verfahren 100 könnte stattdessen oder zusätzlich verwendet werden, um die Ästhetik der Öffnung zum Motorraum zu verändern. Zum Beispiel könnte der Schritt 104 stattdessen auf einen Befehl überwachen, die Ästhetik des Kühlergrills zu ändern, indem zum Beispiel von einer sichtbaren Gruppe von Einlässen zu Aussparungen in Klappen zu einer sichtbaren Gruppe eines anderen Ausgestaltungsmerkmals gewechselt wird.
Merkmale der offenbarten Beispiele beinhalten eine Durchflusssteuerbaugruppe mit beweglichen Klappen, die Klappenaussparungen aufweisen. Ein Teil der beweglichen Klappen drehten sich im Uhrzeigersinn aus einer den Durchfluss ermöglichenden Position in eine den Durchfluss einschränkende Position, und ein Teil der beweglichen Klappen drehten sich gegen den Uhrzeigersinn aus einer den Durchfluss ermöglichenden Position in eine den Durchfluss einschränkende Position. Ein einziges Betätigungselement kann verwendet werden, um alle Klappen zu drehen, was die Komplexität und die Kosten reduzieren kann.
Die Durchflusssteuerbaugruppe kann die Strömung durch eine Öffnung, wie etwa eine Öffnung zu einem Motorraum eines Fahrzeugs verändern. Insbesondere können Änderungen an der Position der Klappen vorgenommen werden, um eine Durchflussmenge durch die Klappenaussparungen der Klappen zu ändern, wodurch der Durchfluss durch die Öffnung verändert wird. Das Schließen der Öffnung, wie etwa einer Motorraumöffnung, kann wünschenswert sein, um Marketing- und Ausgestaltungswünsche in Bezug auf das Aussehen zu erfüllen. Es ist jedoch noch immer gewünscht, dass die Öffnung manchmal einen Durchfluss ermöglicht, um zum Beispiel Kühlungs- und Klimatisierungsattribute zu erfüllen.
Die Position der Klappen kann geändert werden, um stattdessen oder zusätzlich die Ästhetik der Öffnung zu verändern. Einige der Klappen könnten zum Beispiel in eine Position bewegt werden, um der Öffnung ein bestimmtes Aussehen zu verleihen.
Die vorstehende Beschreibung ist beispielhafter und nicht einschränkender Natur. Für einen Fachmann können Variationen und Modifikationen der offenbarten Beispiele ersichtlich werden, die nicht zwangsläufig vom Kern dieser Offenbarung abweichen. Daher kann der Umfang des dieser Offenbarung gewährten Rechtsschutzes nur durch die Lektüre der folgenden Ansprüche ermittelt werden.

Claims

Durchflusssteuerbaugruppe zum Steuern eines Durchflusses zu einem Bereich eines Fahrzeugs, die Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Klappen, die mindestens eine erste Klappe und mindestens eine zweite Klappe beinhalten; eine Betätigungselementbaugruppe, die um eine Achse drehbar ist; eine erste Betätigungselementverbindung, die die Betätigungselementbaugruppe betriebsfähig an die mindestens erste Klappe koppelt; und eine zweite Betätigungselementverbindung, die die Betätigungselementbaugruppe betriebsfähig an die mindestens eine zweite Klappe koppelt; und wobei die Drehung der Betätigungselementbaugruppe in eine erste Richtung die erste Betätigungselementverbindung dazu bewegt, die mindestens eine erste Klappe in eine Richtung im Uhrzeigersinn aus einer den Durchfluss einschränkenden Position in eine den Durchfluss ermöglichende Position zu drehen; wobei die Drehung der Betätigungselementbaugruppe in die erste Richtung zusätzlich die zweite Betätigungselementverbindung dazu bewegt, die mindestens eine zweite Klappe in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn aus einer den Durchfluss einschränkenden Position in eine den Durchfluss ermöglichende Position zu drehen;
Durchflusssteuerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine erste Klappe auf einer Fahrgastseite eines Fahrzeugs liegt und wobei die mindestens eine zweite Klappe auf einer Fahrerseite des Fahrzeugs liegt.
Durchflusssteuerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Drehung der Betätigungselementbaugruppe in eine entgegengesetzte, zweite Richtung die erste Betätigungselementverbindung dazu bewegt, die mindestens eine erste Klappe in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn aus der den Durchfluss ermöglichenden Position in die den Durchfluss einschränkende Position zu drehen; wobei die Drehung der Betätigungselementbaugruppe in die zweite Richtung zusätzlich die zweite Betätigungselementverbindung dazu bewegt, die mindestens eine zweite Klappe in einer Richtung im Uhrzeigersinn aus der den Durchfluss ermöglichenden Position in die den Durchfluss einschränkende Position zu drehen;
Durchflusssteuerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei ein Betätigungselement-Heim-Gelenk einen ersten Endabschnitt der ersten Verbindung an das Betätigungselement koppelt, wobei ein anderes Betätigungselement-Heim-Gelenk einen ersten Endabschnitt der zweiten Verbindung an das Betätigungselement koppelt, und gegebenenfalls wobei ein Klappen-Heim-Gelenk einen gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt der ersten Verbindung an die mindestens eine erste Klappe koppelt, wobei ein anderes Klappen-Heim-Gelenk einen gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt der zweiten Verbindung an die mindestens eine zweite Klappe koppelt.
Durchflusssteuerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei sich die Drehachse der Betätigungselementbaugruppe entlang einer Längsachse eines Fahrzeugs erstreckt und gegebenenfalls wobei jede der Klappen innerhalb der Vielzahl von Klappen dazu konfiguriert ist, sich jeweils um eine entsprechende sich vertikal erstreckende Achse zu drehen.
Durchflusssteuerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine erste Klappe auf einer Fahrgastseite einer Betätigungselementbaugruppe liegt und wobei die mindestens eine zweite Klappe auf einer Fahrerseite der Betätigungselementbaugruppe liegt.
Durchflusssteuerbaugruppe nach Anspruch 1, die ferner ein Gestänge umfasst, das eine der ersten Klappen bewegbar an eine andere der ersten Klappen koppelt.
Durchflusssteuerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei jede der Klappen innerhalb der Vielzahl von Klappen mindestens eine Öffnung aufweist, wobei die Vielzahl von Klappen in der den Durchfluss ermöglichenden Position mehr Durchfluss durch die mindestens eine Öffnung ermöglichen als die Vielzahl von Klappen in der den Durchfluss einschränkenden Position, und, wahlweise, wobei die Vielzahl von Klappen jeweils um einen Abstand von der direkt benachbarten Klappe beabstandet sind, wenn sich die Vielzahl von Klappen in der den Durchfluss ermöglichenden Position befinden, um einen Zwischenraum zwischen jeder der Klappen innerhalb der Vielzahl von Klappen bereitzustellen.
Durchflusssteuerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Klappen schwenkbar an einem Kühlergrillgehäuse angebracht sind, das die Kühlergrillöffnung zu einem Motorraum eines Fahrzeugs bereitstellt, wobei die Vielzahl von Klappen mehr Durchfluss durch die Kühlergrillöffnung ermöglichen, wenn sie sich in der den Durchfluss ermöglichenden Position befinden als wenn sie sich in der den Durchfluss einschränkenden Position befinden.
Durchflusssteuerungsverfahren, das Folgendes umfasst: Drehen eines Betätigungselements in eine erste Richtung, um eine Vielzahl von Klappen aus einer den Durchfluss einschränkenden Position in eine den Durchfluss ermöglichende Position zu drehen; und Drehen des Betätigungselements in eine zweite, entgegengesetzte Richtung, um die Vielzahl von Klappen aus der den Durchfluss einschränkenden Position in die den Durchfluss ermöglichende Position zu drehen, wobei die Vielzahl von Klappen mindestens eine erste Klappe beinhaltet, die sich in eine Richtung im Uhrzeigersinn aus der den Durchfluss einschränkenden Position in die den Durchfluss ermöglichende Position dreht, und die sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn aus der den Durchfluss ermöglichenden Position in die den Durchfluss einschränkende Position dreht, wobei die Vielzahl von Klappen mindestens eine zweite Klappe beinhaltet, die sich in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn aus der den Durchfluss einschränkenden Position in die den Durchfluss ermöglichende Position dreht, und die sich in eine Richtung im Uhrzeigersinn aus der den Durchfluss ermöglichenden Position in die den Durchfluss einschränkende Position dreht.
Durchflusssteuerverfahren nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl von Klappen mehr Durchfluss durch eine Kühlergrillöffnung zu einem Motorraum eines Fahrzeug ermöglichen, wenn sie sich in der den Durchfluss ermöglichenden Position befinden, als wenn sie sich in der den Durchfluss einschränkenden Position befinden, und, wahlweise, wobei die Vielzahl von Klappen schwenkbar an einem Kühlergrillgehäuse angebracht sind, das die Kühlergrillöffnung bereitstellt.
Durchflusssteuerverfahren nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl von Klappen jeweils mindestens eine Öffnung beinhalten, und die Vielzahl von Klappen mehr Durchfluss durch mindestens eine Öffnung ermöglichen, wenn sie sich in der den Durchfluss ermöglichenden Position befinden als wenn sie sich in der den Durchfluss einschränkenden Position befinden, und, wahlweise, wobei die Vielzahl von Klappen jeweils um einen Abstand voneinander beabstandet sind, wenn sich die Vielzahl von Klappen in der den Durchfluss ermöglichenden Position befinden, um Durchfluss zum Bewegen zwischen einem Zwischenraum zwischen benachbarten Klappen innerhalb der Vielzahl von Klappen zu ermöglichen.
Durchflusssteuerverfahren nach Anspruch 10, wobei sich die Vielzahl von Klappen zwischen der den Durchfluss einschränkenden Position und der den Durchfluss ermöglichenden Position um die entsprechende sich vertikal erstreckende Achse drehen.
Durchflusssteuerverfahren nach Anspruch 10, wobei die mindestens eine erste Klappe auf einer Fahrerseite eines Fahrzeugs liegt und wobei die mindestens eine zweite Klappe auf einer Beifahrerseite des Fahrzeugs liegt.
Durchflusssteuerverfahren nach Anspruch 10, wobei die mindestens eine erste Klappe auf einer Fahrerseite des Betätigungselements liegt und wobei die mindestens eine zweite Klappe auf einer Beifahrerseite des Betätigungselements liegt.