DE102021106115B4

DE102021106115B4 - Luftklappenvorrichtung zur Verbesserung einer Fehlererkennung

Info

Publication number: DE102021106115B4
Application number: DE102021106115.6A
Authority: DE
Inventors: Insoo Ha
Original assignee: HBPO GmbH
Current assignee: HBPO GmbH
Priority date: 2021-03-12
Filing date: 2021-03-12
Publication date: 2023-09-28
Anticipated expiration: 2041-03-13
Also published as: US12011988B2; DE102021106115A1; US20220289019A1

Abstract

Luftklappenvorrichtung (2) für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, aufweisend eine Luftklappeneinheit (40), umfassend:- eine Mehrzahl von Luftklappen (6), die um eine Drehachse (X) zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung schwenkbar gelagert sind,- wobei die Luftklappen (6) jeweils einen Abdeckabschnitt (A) zur Abdeckung und zur Freigabe von Luftdurchlässen (L) und einen Befestigungsabschnitt (B) zur Befestigung der Luftklappen (6) in der Luftklappenvorrichtung (2) aufweisen,- eine Antriebseinheit (8) zum Antreiben der Luftklappen (6),- eine Kontrolleinheit (10) zur Kontrolle einer Betriebsfähigkeit der Luftklappen (6),- wobei die Kontrolleinheit (10) korrespondierende Aufnahmebereiche (12) zur Aufnahme der Befestigungsabschnitte (B) der einzelnen Luftklappen (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftklappenvorrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass bei einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion einer Luftklappe (6) eine detektierbare Kraft (F) erzeugt wird, wobei die detektierbare Kraft (F) aus einer unmittelbaren Wechselwirkung zwischen dem Befestigungsabschnitt (B) zumindest einer Luftklappe (6) und dem korrespondierenden Aufnahmebereich (12) der Luftklappe (6) in der Kontrolleinheit (10) resultiert, wobei die detektierbare Kraft (F) eine erhöhte Reibungskraft ist, wobei durch die Einführung von spezifisch ausgestalteten Befestigungsabschnitten (B) der Luftklappen (6) und die Einführung der Kontrolleinheit (10) mit korrespondierenden Aufnahmebereichen (12) zur Aufnahme der Befestigungsabschnitte (B), eine zuverlässige Detektion einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion bereits einer einzigen Luftklappe (6) gewährleistet werden kann, wobei die Erzeugung der detektierbaren Kraft (F) bei einer Fehlfunktion oder Nichtfunktion einer Luftklappe (6) aus einer eingeschränkten Bewegbarkeit zumindest einer Luftklappe (6) entlang der Drehachse (X) resultiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftklappenvorrichtung für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Steuerung einer Luftklappenvorrichtung.
In modernen Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, werden üblicher Weise Luftklappenvorrichtungen eingesetzt, um die Kühlung des Motors zu beeinflussen. Die Luftklappenvorrichtungen sind vorzugsweise im Bereich der Fahrzeugfront, bspw. am Kühlergrill angeordnet und können zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung bewegt werden. Auf diese Weise kann durch den Einsatz der Luftklappenvorrichtungen, bspw. bei einem Kaltstart des Motors, die Einströmung von Frischluft in den Motorraum verhindert werden, indem sich die Luftklappenvorrichtungen während dieser Zeit in Schließstellung befinden. So kann der Motor schnell auf die erforderliche Betriebstemperatur gebracht werden. In Betrieb eines Fahrzeugs können die Luftklappenvorrichtungen dann bei Bedarf in Öffnungsstellung gebracht werden, um den Motor zu Kühlungszwecken mit Frischluft zu versorgen. Um den Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs nicht negativ zu beeinflussen, sind bekannte Luftklappenvorrichtungen dabei aerodynamik-optimiert ausgebildet und weisen eine Mehrzahl von bewegbaren Lamellen zum Öffnen und Verschließen von Luftdurchlässen auf.
Nacheiliger Weise sind derartige lamellenbetriebene Luftklappenvorrichtungen anfällig für Beschädigungen. Da bereits die Beschädigung einer einzelnen Lamelle zu einer beträchtlichen Verschlechterung der optimierten Aerodynamik und daher zu einem deutlichen Anstieg des Kraftstoffverbrauchs führt, müssen heutige lamellenbetriebene Luftklappenvorrichtungen aus umwelttechnischen Aspekten mit einem Diagnosesystem ausgestattet sein, das bereits die Beschädigung einer einzelnen Lamelle zuverlässig diagnostiziert und an den Fahrer eines Fahrzeugs meldet. Lamellenbetriebene Luftklappenvorrichtungen mit Diagnosesystemen sind zwar aus dem Stand der Technik, bspw. aus den Druckschriften DE 10 2018 124 572 A1 , DE 10 2014 117 817 A1 , DE 10 2017 215 989 A1 , DE 10 2015 201 076 A1 und DE 43 36 905 C1 , bekannt, nacheiliger Weise sind die Diagnosesysteme dieser bekannten Luftklappenvorrichtungen jedoch entweder nicht dazu ausgebildet, bereits die Beschädigung einer einzelnen Lamelle zuverlässig zu diagnostizieren, oder die Luftklappenvorrichtungen sind konstruktiv derart aufwändig ausgestaltet, dass keine schnelle und kostengünstige Herstellung der Luftklappenvorrichtungen möglich ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend genannten Nacheile bekannter lamellenbetriebener Luftklappenvorrichtungen zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindung, eine lamellenbetriebene Luftklappenvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die auf zuverlässige Weise bereits kleinere Beschädigungen, wie die Beschädigung einer einzelnen Lamellen diagnostizieren kann und gleichzeitig auf konstruktiv einfache und kostengünstige Weise herstellbar ist.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs sowie durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Erfindungsgemäß ist eine Luftklappenvorrichtung mit einer Luftklappeneinheit für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Hierbei umfasst die Luftklappeneinheit der Luftklappenvorrichtung eine Mehrzahl von Luftklappen, die um eine Drehachse zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung schwenkbar gelagert sind, wobei die Luftklappen jeweils einen Abdeckabschnitt zur Abdeckung und zur Freigabe von Luftdurchlässen und einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung der Luftklappen in der Luftklappenvorrichtung aufweisen, eine Antriebseinheit zum Antreiben der Luftklappen, eine Kontrolleinheit zur Kontrolle einer Betriebsfähigkeit der Luftklappen, wobei die Kontrolleinheit korrespondierende Aufnahmebereiche zur Aufnahme der Befestigungsabschnitte der einzelnen Luftklappen aufweist, wobei die Luftklappenvorrichtung derart ausgebildet ist, dass bei einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion einer Luftklappe eine detektierbare Kraft erzeugt wird, wobei die detektierbare Kraft aus einer unmittelbaren Wechselwirkung zwischen dem Befestigungsabschnitt zumindest einer Luftklappe und dem korrespondierenden Aufnahmebereich der Luftklappe in der Kontrolleinheit resultiert.
Die gegenständliche Luftklappenvorrichtung für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug kann vorzugsweise im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zwischen einem Kühlergrill bzw. einer Fronthaube und einem Kraftfahrzeugkühlmodul angeordnet sein. Neben einem Einsatz in Personenkraftwagen und Lastkraftwagen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenso in anderen motorisierten Fahrzeugen, wie Schiffen oder Flugobjekten oder dergleichen eingesetzt werden. Bevorzugt kann ein Öffnungsvorgang und ein Schließvorgang durch das gegenständliche Antriebselement angetrieben und bspw. mittels einer übergeordneten Steuereinheit gesteuert werden. Die gegenständliche Luftklappenvorrichtung kann hierbei vorzugsweise zwei Luftklappeneinheiten aufweisen, die nebeneinander angeordnet - und zentral - bspw. über ein Koppelelement, wie eine Koppelstange oder dergleichen - miteinander verbunden sind. Eine Luftklappeneinheit kann dabei zumindest drei, vorzugsweise mehr als drei Luftklappen aufweisen, die insbesondere parallel zu ihrer Drehachse übereinander angeordnet sein können. In Öffnungsstellung der Luftklappenvorrichtung kann Luft in die Luftdurchlässe eintreten, wohingegen die Luftdurchlässe in Schließstellung zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig verschlossen sind. Bei einer Anordnung der Luftklappenvorrichtung in einem Frontbereich eines Kraftfahrzeugs ist es somit möglich, den Frontbereich bedarfsgerecht zu belüften. Unter einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion einer Luftklappe kann erfindungsgemäß verstanden werden, dass eine Luftklappe ihre Funktion nicht mehr, bzw. nicht mehr wie vorgesehen ausführen kann. So kann unter einer fehlfunktionierenden oder nichtfunktionierenden Luftklappe bspw. eine Luftklappe verstanden werden, die sich nicht mehr bzw. nicht mehr vollständig oder nur teilweise oder nur durch erhöhten Krafteinfluss zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewegen kann. Ursache für eine solche Fehlfunktion oder Nichtfunktion kann bspw. ein Unfall oder ein Steinschlag oder dergleichen sein, wodurch bspw. ein Teil der Luftklappe abgetrennt werden kann. Unter einer detektierbaren Kraft wird im Rahmen der Erfindung eine (erhöhte) Reib- bzw. Reibungskraft verstanden, die zwischen dem Befestigungsabschnitt zumindest einer Luftklappe und einem korrespondierenden Aufnahmebereich der Kontrollvorrichtung wirkt. Die erhöhte Reib- bzw. Reibungskraft kann dabei insbesondere durch die Fehlfunktion oder Nichtfunktion einer Luftklappe verursacht werden, indem durch die Fehlfunktion oder Nichtfunktion bspw. eine Blockade, Verkippung oder Verklemmung zwischen dem Befestigungsabschnitt zumindest einer Luftklappe und einem korrespondierenden Aufnahmebereich der Kontrollvorrichtung verursacht wird. Die detektierbare Kraft kann dabei vorzugsweise über ein Drehmoment detektiert werden, das zum Antreiben der fehlfunktionierenden Luftklappe bzw. aller Luftklappen zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung notwendig ist. Die detektierbare Kraft kann dabei bspw. über einen erforderlichen Strom oder eine erforderliche Spannung, die für einen Antrieb nötig ist, erfasst werden. Unter einer unmittelbaren Wechselwirkung kann im Rahmen der Erfindung insbesondere die Beschränkung auf den Ort verstanden werden, an dem die detektierbare Kraft erzeugt wird, nämlich zwischen dem Befestigungsabschnitt zumindest einer Luftklappe und dem korrespondierenden Aufnahmebereich der Luftklappe in der Kontrolleinheit.
Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass durch die Einführung von spezifisch ausgestalteten Befestigungsabschnitten von Luftklappen und der Einführung eines Kontrollelementes mit korrespondierenden Aufnahmebereichen zur Aufnahme der Befestigungsabschnitte auf konstruktiv einfache Weise eine zuverlässige Detektion einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion bereits einer einzigen Luftklappe einer Luftklappenvorrichtung für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug gewährleistet werden kann. Durch die Detektion ist eine in vielen Staaten bereits behördlich vorgeschriebene frühzeitige Warnung an den Fahrer des Kraftfahrzeuges möglich, der dann schnellstmöglich entsprechende Maßnahmen zur Behebung des Schadens einleiten kann. Dies minimiert insbesondere die notwendigerweise zurückzulegende Strecke eines Fahrzeugs unter erhöhtem Kraftstoffverbrauch und schont damit die Umwelt. Durch die Vielfalt an Ausgestaltbarkeit der Befestigungsabschnitte der Luftklappen bzw. der korrespondierenden Aufnahmebereiche der Kontrolleinheit ist es zudem möglich, die detektierbare Kraft über die eine Fehlfunktion bzw. Nichtfunktion einer Luftklappe registriert wird, individuell an die entsprechende Luftklappenvorrichtung anzupassen.
Im Hinblick auf eine konstruktiv einfache Möglichkeit der Erzeugung einer detektierbaren Kraft zur zuverlässigen Detektion einer Fehlfunktion oder Nichtfunktion einer Luftklappe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Luftklappenvorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Luftklappen bei einer Bewegung von der Schließstellung in die Öffnungsstellung oder umgekehrt eine gleichzeitige Bewegung entlang der Drehachse ausüben, wobei die Erzeugung der detektierbaren Kraft bei einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion einer Luftklappe aus einer eingeschränkten Bewegbarkeit zumindest einer Luftklappe entlang der Drehachse resultiert. Hierbei kann insbesondere der Befestigungsabschnitt einer fehlfunktionierenden bzw. nichtfunktionierenden Luftklappe bei einer Bewegung einer Luftklappenvorrichtung von der Schließstellung in die Öffnungsstellung oder umgekehrt in seiner Bewegbarkeit eingeschränkt sein und bspw. in seiner Position verharren. Eine gleichzeitige Bewegung in Richtung der Drehachse bei einer Bewegung von der Schließstellung in die Öffnungsstellung oder umgekehrt kann dabei insbesondere in Form einer Zwangsbewegung erreicht werden, die bspw. durch ein Eingreifen des Befestigungsabschnittes der Luftklappen in einen korrespondierenden Aufnahmebereich der Kontrolleinheit erzwungen werden kann, bspw. über entsprechend ausgebildete Außen- und Innenprofile der Befestigungsabschnitte bzw. der Aufnahmebereiche.
Zwecks Kostenminimierung und Bauteilminimierung kann im Rahmen einer konstruktiv einfachen Ausführung der gegenständlichen Luftklappenvorrichtung vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die detektierbare Kraft mittels der Antriebseinheit erfassbar ist, wobei die detektierbare Kraft vorzugsweise über die von der Antriebseinheit für ein Antreiben der Luftklappen benötigte Kraft erfassbar ist. Die Antriebseinheit kann hierbei vorzugsweise in Form eines Aktuators gebildet sein, der insbesondere auch zum Antrieb der Luftklappenvorrichtung, d.h. zur Verstellung der Luftklappen zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung vorgesehen sein kann. Auf diese Weise entfällt die Notwendigkeit zusätzlicher Sensoren oder Erfassungseinrichtungen zur Detektion einer detektierbaren Kraft, was nicht nur aus Kostengründen vorteilhaft ist, sondern auch hinsichtlich erforderlicher Wartungsintervalle oder Ausfallanfälligkeit vorteilhaft sein kann.
Im Rahmen einer konstruktiv einfachen und einfach reparierbaren Ausführung der gegenständlichen Luftklappenvorrichtung ist es ferner denkbar, dass der Abdeckabschnitt der Luftklappen eine Lamelle und einen Lamellenträger aufweist, wobei die Lamelle vorzugsweise einen ersten und zweiten Lamellenabschnitt aufweist, die in Längsrichtung durch den Lamellenträger voneinander getrennt sind. Die Lamelle kann hierbei bspw. in den Lamellenträger eingeführt und anschließend an diesem befestigt werden. Ebenso ist es vorstellbar, dass die Luftklappen einstückig ausgebildet sind und die Lamellen bspw. einen integrierten Träger bzw. eine integrierte Welle aufweisen.
Im Rahmen einer konstruktiv einfachen und einfach modifizierbaren Ausführung der gegenständlichen Luftklappenvorrichtung ist es zudem denkbar, dass der Befestigungsabschnitt einen Führungszapfen zur Einführung in eine Eintrittsöffnung der Kontrolleinheit aufweist, wobei der Führungszapfen vorzugsweise endständig an einer Luftklappe angeordnet ist. Der Führungszapfen kann dabei im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein, vorzugsweise formkorrespondierend zu einem korrespondierenden Aufnahmebereich der Kontrolleinheit.
Um eine gezielt anpassbare detektierbare Kraft zu erzeugen, kann dabei insbesondere vorgesehen sein, dass der Führungszapfen eine profilierte Oberfläche aufweist, wobei die profilierte Oberfläche vorzugsweise in Form eines Außengewindes ausgebildet ist. Über eine profilierte Oberfläche bzw. ein Gewinde ist es bei einer Bewegung von der Schließstellung in die Öffnungsstellung oder umgekehrt insbesondere möglich, eine gleichzeitige Bewegung in Richtung der Drehachse einer Luftklappe auszuführen, um eine Fehlfunktion bzw. Nichtfunktion einer Luftklappe zielsicher detektieren zu können.
Hierbei sind verschiedenste Ausgestaltungen des Außengewindes des Führungszapfens denkbar. So kann das Außengewinde in Form eines der folgenden Gewindetypen ausgebildet sein: Trapezgewinde, Feingewinde, Spitzgewinde, Whitworth-Gewinde, Sägegewinde, Rundgewinde, Flachgewinde, Linksgewinde, UNC-Gewinde oder UNF-Gewinde.
Im Rahmen einer einfachen und kostengünstigen Herstellung mit der gleichzeitigen Möglichkeit einer individuellen Anpassbarkeit einer detektierbaren Kraft kann gegenständlich vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Kontrolleinheit mehrteilig ausgebildet ist, wobei die Kontrolleinheit vorzugsweise eine Basiseinheit zur Aufnahme des Befestigungsabschnitts der Luftklappen und ein äußeres Rahmenelement zum Schutz der Kontrolleinheit aufweist. Das äußere Rahmenelement kann dabei bspw. aus einem Kunststoff gebildet und vorzugsweise unmittelbar um die Basiseinheit herum angeordnet sein. Dabei kann das Rahmenelement formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit der Basiseinheit verbunden werden. Im Rahmen einer formschlüssigen Verbindung kann die Basiseinheit dabei bspw. Rastnasen und das Rahmenelement korrespondierende Ausnehmungen aufweisen, sodass die Basiseinheit und das äußere Rahmenelement auf einfache Weise lösbar miteinander verbunden werden können. Die gegenständliche Kontrolleinheit kann insbesondere in einem Außenbereich der gegenständlichen Luftklappenvorrichtung angeordnet sein. Vorzugsweise weist eine erfindungsgemäße Luftklappenvorrichtung zwei Kontrolleinheiten auf, die insbesondere jeweils in den Außenbereichen der Luftklappenvorrichtung angeordnet sind. Dabei können die Kontrolleinheiten vorzugsweise jeweils senkrecht zur Ausrichtung der Luftklappen ausgerichtet sein, sodass jede Luftklappe über einen Befestigungsabschnitt mit jeweils einem Aufnahmebereich der Kontrolleinheit verbunden sein kann. Die Aufnahmebereiche der Kontrolleinheit weisen hierzu vorzugsweise äquidistante Geometrien auf.
Um eine sichere Führung und Aufnahme der Luftklappen zu gewährleisten, ist es ferner von Vorteil, wenn die Basiseinheit ein Führungselement (30) mit Aufnahmebereichen (12.1) zur Aufnahme der vorderen Teile der Führungszapfen der Luftklappen aufweist, wobei die Form der Aufnahmebereiche vorzugsweise formkorrespondierend zu der Form der vorderen Teile der Führungszapfen der Luftklappen ausgebildet ist. So können die Aufnahmebereiche vorzugsweise zumindest teilweise hohlzylinderförmig ausgebildet sein und zur Aufnahme von zylindrisch geformten vorderen Teilen der Führungszapfen ausgebildet sein.
Im Rahmen einer einfachen und kostengünstigen Herstellung mit der gleichzeitigen Möglichkeit einer individuellen Anpassbarkeit einer detektierbaren Kraft kann gegenständlich zudem weiter vorgesehen sein, dass die Basiseinheit ein Sperrelement mit Aufnahmebereichen zur Aufnahme der hinteren Teile der Führungszapfen der Luftklappen aufweist. Das Sperrelement kann dabei vorteilhafterweise individuell an ein Profil der Führungszapfen, angepasst werden, um eine bestimmte detektierbare Kraft einzustellen, die spezifisch an betreffende Luftklappenvorrichtung angepasst werden kann, um bereits eine Fehlfunktion bzw. Nichtfunktion einer einzigen Luftklappe zuverlässig detektieren zu können.
Das Sperrelement kann dabei bspw. aus einem Kunststoff gebildet und vorzugsweise formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Führungselement verbunden sein.
Zur weiteren individuellen Anpassbarkeit einer detektierbaren Kraft kann das Sperrelement eine Mehrzahl von inneren Rahmenteilen zur Aufnahme der profilierten Oberfläche der Führungszapfen aufweisen, wobei die inneren Rahmenteile vorzugsweise ein Innengewinde zur korrespondierenden Aufnahme eines Außengewindes der Führungszapfen aufweisen. In einer derartigen Ausführung kann eine individuelle Anpassbarkeit einer detektierbaren Kraft bspw. hauptsächlich oder exklusiv über die inneren Rahmenteile und die korrespondierenden Außenprofile bzw. Außengewinde der Führungszapfen der Luftklappen erfolgen. Alle anderen Teile der Kontrolleinheit, wie das äußere Rahmenelement und das Führungselement können ohne individuelle Anpassung hergestellt werden, was den Produktionsaufwand und die damit verbundenen Kosten deutlich minimiert.
Darüber hinaus kann es im Hinblick auf eine individuelle Anpassbarkeit einer detektierbaren Kraft ebenfalls denkbar sein, dass das Sperrelement eine Mehrzahl von äußeren Rahmenteilen zur Aufnahme der inneren Rahmenteile aufweist, wobei vorzugsweise jedem inneren Rahmenteil ein äußeres Rahmenteil zugeordnet ist. Das Sperrelement kann hierbei vorteilhafterweise einteilig ausgebildet sein und bspw. aus einem Kunststoff gefertigt sein.
Um eine möglichst hohe bzw. eine individuell einstellbare detektierbare Kraft zwischen dem Befestigungsabschnitt einer Ladeklappe und dem Aufnahmebereich einer Kontrolleinheit zu erzeugen, kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die detektierbare Kraft zumindest teilweise aus einer unmittelbaren Wechselwirkung zwischen einem im Befestigungsabschnitt an dem Führungszapfen angeordneten Außengewinde zumindest einer Luftklappe und einem korrespondierenden Innengewinde eines inneren Rahmenteils resultiert.
Alternativ oder kumulativ ist es im Hinblick auf eine möglichst hohe bzw. eine individuell einstellbare detektierbare Kraft zwischen dem Befestigungsabschnitt einer Ladeklappe und dem Aufnahmebereich einer Kontrolleinheit denkbar, dass die detektierbare Kraft zumindest teilweise aus einer unmittelbaren Wechselwirkung zwischen einem Aufnahmebereich des Führungselementes und eines vorderen Teils eines Führungszapfens resultiert.
Alternativ oder kumulativ kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die detektierbare Kraft zumindest teilweise aus einer unmittelbaren Wechselwirkung zwischen zumindest einem inneren Rahmenteil und einem äußeren Rahmenteil resultiert.
Um auf konstruktiv einfache Art und Weise eine besonders zielgerichtete Einstellung einer detektierbaren Kraft vornehmen zu können, kann gegenständlich vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Höhe der detektierbaren Kraft variierbar ist, über die Art der Gewindeform des Außengewindes des Führungszapfens und/oder den Steigungswinkel des Außengewindes und/oder den Durchmesser des Führungszapfens. So kann über höhere Steigungswinkel des Außengewindes bspw. der Reibwert erhöht werden. Über eine Erhöhung des Durchmessers des Führungszapfens können bspw. höhere Flankenwinkel erzielt werden, wodurch die Translation (Bewegung entlang der Rotationsachse) einer Luftklappe vergrößert wird. Neben den genannten Möglichkeiten einer Variation der Höhe der detektierbaren Kraft über die Art der Gewindeform des Außengewindes des Führungszapfens und/oder den Steigungswinkel des Außengewindes und/oder den Durchmesser des Führungszapfens ist es ferner möglich, die detektierbare Kraft über eine Variation der verwendeten Materialien zu beeinflussen.
Neben einem Befestigungsabschnitt zur Befestigung der Luftklappen an einer ersten Seite einer Luftklappenvorrichtung kann die gegenständliche Luftklappenvorrichtung vorteilhafterweise derart ausgebildet sein, dass die Luftklappen jeweils einen Kopplungsabschnitt zur Kopplung an ein Koppelelement aufweisen, wobei der Kopplungsabschnitt vorzugsweise endständig und gegenüberliegend von dem Befestigungsabschnitt angeordnet ist.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Steuerung einer Luftklappenvorrichtung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einer voranstehend beschriebenen Luftklappenvorrichtung. Hierbei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte eines Antreibens einer Luftklappenvorrichtung von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung oder umgekehrt, eines Erfassens der während der Bewegung für die Bewegung erforderlichen Kraft zur Aufzeichnung eines Kraft-Weg-Profils, eines Vergleichens des aufgezeichneten Kraft-Weg-Profils mit einem Referenzprofil, eines Detektierens einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion einer Luftklappe der Luftklappenvorrichtung anhand einer Abweichung zwischen dem aufgezeichneten Kraft-Weg-Profil und dem Referenzprofil sowie eines Aussendens einer Warnmeldung an das Kraftfahrzeug.
Damit weist das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile auf, wie sie bereits ausführlich in Bezug auf die erfindungsgemäße Luftklappenvorrichtung beschrieben worden sind. Die erfasste Abweichung zwischen dem aufgezeichneten Kraft-Weg-Profil und dem Referenzprofil kann dabei insbesondere durch eine erhöhte Reib- bzw. Reibungskraft verursacht werden, die aus einer unmittelbaren Wechselwirkung zwischen dem Befestigungsabschnitt zumindest einer Luftklappe und dem korrespondierenden Aufnahmebereich der Luftklappe in der Kontrolleinheit resultiert. Der Befestigungsabschnitt einer beschädigten Luftklappe (Luftklappe mit Fehl- oder Nichtfunktion) kann dabei - bei einer Bewegung der Luftklappenvorrichtung von einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung oder umgekehrt - insbesondere in seiner Bewegung eingeschränkt sein und bspw. in dem korrespondierenden Aufnahmebereich verbleiben und dadurch die detektierbare Kraft in Form von Reibungskraft erzeugen. Dieses Fehlverhalten kann dann in Form einer Warnmeldung, bspw. von einer Steuereinrichtung oder dergleichen, an den Fahrer des Kraftfahrzeugs übermittelt werden.
Um bereits die Fehlfunktion bzw. Nichtfunktion einer einzelnen Luftklappe zuverlässig detektieren zu können, kann gegenständlich vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass beim Vergleichen des aufgezeichneten Kraft-Weg-Profils mit dem Referenzprofil, eine Abweichung zwischen dem aufgezeichneten Kraft-Weg-Profil und dem Referenzprofil von zumindest 2/10 des Referenzwertes detektiert wird, wobei das Referenzprofil vorzugsweise einen niedrigeren Wert aufweist. Die detektierbare Kraft kann hierbei vorzugsweise größer als 0,1 Nm, besonders bevorzugt größer als 0,2 Nm, insbesondere zwischen 0,2 und 0,3 Nm betragen.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ferner Kraftfahrzeug, umfassend eine voranstehend beschriebene Luftklappenvorrichtung.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In den Figuren zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Luftklappenvorrichtung für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit einer Luftklappenvorrichtung für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
3 eine schematische Darstellung eines Teilausschnittes der erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit gemäß 2 in einer ersten und einer zweiten Darstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
4 eine schematische Darstellung eines Teilausschnittes der erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit gemäß 2 in einer Explosionsdarstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
5 eine schematische Darstellung eines Teilausschnittes der erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit gemäß 4 in einem zusammengesetzten Zustand in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie I-I gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
6a eine schematische Darstellung eines Teilausschnittes der erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit gemäß 2 in einer Schließstellung mit (rechts) und ohne Sperrelement (links) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
6b eine schematische Darstellung eines Teilausschnittes der erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit gemäß 2 in einer Öffnungsstellung mit (rechts) und ohne Sperrelement (links) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
6c eine schematische Darstellung eines Teilausschnittes der erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit gemäß 2 in einer Explosionsdarstellung in einer Schließstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
7 eine schematische Darstellung eines Teilausschnittes der erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit gemäß 2 in einer Explosionsdarstellung in einer Öffnungsstellung (links) und einer Schließstellung (rechts) gemäß einem zweiten (links) und einem dritten Ausführungsbeispiel (rechts),
8 eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung einer Luftklappenvorrichtung eines Kraftfahrzeuges.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Luftklappenvorrichtung 2 für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie gemäß 1 erkennbar ist, umfasst die gegenständliche Luftklappenvorrichtung 2 zwei Luftklappeneinheiten 40, die über ein Koppelelement 38 miteinander verbunden sind. Die Luftklappeneinheiten 40 weisen hierbei eine Mehrzahl von Luftklappen 6 auf, die jeweils über einen Befestigungsabschnitt B an einer Kontrolleinheit 10 angeordnet sind. Gegenüberliegend von dem Befestigungsabschnitt B sind die Luftklappen 6 jeweils über einen Kopplungsabschnitt K mit dem Koppelelement 38 verbunden. Über die vorliegend an dem Koppelelement 38 angeordnete Antriebseinheit 8 können die Luftklappen 6 zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkt werden.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit 40 einer Luftklappenvorrichtung 2 für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie gemäß 2 erkennbar ist, weist jede der Luftklappen 6 der Luftklappeneinheit 40 jeweils einen Abdeckabschnitt A zur Abdeckung und zur Freigabe von Luftdurchlässen L sowie einen Befestigungsabschnitt B zur Befestigung der Luftklappen 6 in der Luftklappenvorrichtung 2 auf. Die Luftklappen 6 sind hierbei während einer Bewegung von einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung und umgekehrt um die Drehachse X verschwenkbar. Der Befestigungsabschnitt B der Luftklappen 6 ist - wie vorliegend erkennbar - in den korrespondierenden Aufnahmebereichen 12 der Kontrolleinheit 10 angeordnet. Die Luftklappenvorrichtung 2 ist hierbei derart ausgebildet, dass bei einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion einer Luftklappe 6 einer Luftklappeneinheit 40 eine detektierbar Kraft F erzeugt wird, wobei die detektierbare Kraft F aus einer unmittelbaren Wechselwirkung zwischen dem Befestigungsabschnitt B zumindest einer Luftklappe 6 und dem korrespondierenden Aufnahmebereich 12 der Luftklappe 6 in der Kontrolleinheit 10 resultiert. Die detektierbar Kraft F ist hierbei vorzugsweise mittels der Antriebseinheit 8 erfassbar, wobei die detektierbare Kraft F insbesondere über die von der Antriebseinheit 8 für ein Antreiben der Luftklappen 6 benötigte Kraft erfassbar ist.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilausschnitts der erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit 40 gemäß 2 in einer ersten und einer zweiten Darstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie in 3 zu erkennen ist, ist die Kontrolleinheit 10 vorliegend mehrteilig ausgebildet. In der Darstellung der Luftklappeneinheit 40 auf der rechten Seite ist im Gegensatz zur Darstellung auf der linken Seite zusätzlich das äußere Rahmenelement 28 abgebildet, das insbesondere zum Schutz der Kontrolleinheit 10 vorgesehen ist. Ansonsten unterscheiden sich die beiden Darstellungen nicht voneinander. Neben dem äußeren Rahmenelement 28 weist die Kontrolleinheit 10 vorliegend eine Basiseinheit 26 auf, die insbesondere zur Aufnahme des Befestigungsabschnitts B der Luftklappen 6 ausgebildet ist. Die Basiseinheit 26 weist hierbei ein Führungselement 30 mit Aufnahmebereichen 12.1 zur Aufnahme der vorderen Teile der Führungszapfen 18 der Luftklappen 6 auf, wobei die Form der Aufnahmebereiche 12.1 vorliegend formkorrespondierend zu der Form der vorderen Teile der Führungszapfen 18 der Luftklappen 6 ausgebildet ist. Ferner umfasst die Basiseinheit 26 ein Sperrelement 32 mit Aufnahmebereichen 12.2 zur Aufnahme der hinteren Teile der Führungszapfen 18 der Luftklappen 6. Das Sperrelement 32 weist ferner eine Mehrzahl von inneren Rahmenteilen 34 und äußeren Rahmenteilen 36 zur Aufnahme der inneren Rahmenteile 34 auf, wobei vorliegend jedem inneren Rahmenteil 34 ein äußeres Rahmenteil 36 zugeordnet ist. Wie in 3 erkennbar ist, sind die Luftklappen 6 in Form von Lamellen 14 ausgebildet und weisen einen Lamellenträger 16 sowie einen ersten und zweiten Lamellenabschnitt 14.1 und 14.2 auf. Vorzugsweise sind die Luftklappen bzw. die Lamellen hierbei einteilig ausgebildet. Die bei einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion einer Luftklappe 6 erzeugte detektierbar Kraft F kann hierbei beispielsweise zumindest teilweise aus einer unmittelbaren Wechselwirkung zwischen einem Aufnahmebereich 12.1 des Führungselementes 30 und eines vorderen Teils eines Führungszapfens 18 resultieren. Ebenso kann die detektierbare Kraft zumindest teilweise aus einer unmittelbaren Wechselwirkung zwischen zumindest einem inneren Rahmenteil 34 und einem äußeren Rahmenteil 36 resultieren. Auch ist es möglich, dass die detektierbar Kraft F zumindest teilweise aus einer unmittelbaren Wechselwirkung zwischen einem Außengewinde 24 (vorliegend nicht erkennbar) des Befestigungsabschnittes B zumindest einer Luftklappe 6 und einem korrespondierenden Innengewinde 34a (vorliegend nicht erkennbar) eines inneren Rahmenteils 34 resultiert.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilausschnittes der erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit gemäß 2 in einer Explosionsdarstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie gemäß 4 erkennbar ist, weisen die Befestigungsabschnitte B der Luftklappen 6 der Luftklappeneinheit 40 einen Führungszapfen 18 zur Einführung in eine Eintrittsöffnung 25 der Kontrolleinheit 10 auf, wobei der Führungszapfen 18 vorliegend endständig an der Luftklappe 6 angeordnet ist. Der Führungszapfen 18 weist vorliegend zudem eine profilierte Oberfläche auf, die in Form eines Außengewinnes 24 ausgebildet ist. Das Außengewinde 24 kann hierbei in Form verschiedener Gewindetypen ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines Trapezgewindes, eines Feingewindes, eines Spitzgewindes, eines Sägegewindes oder dergleichen.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilausschnittes der erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit 40 gemäß 4 in einem zusammengesetzten Zustand in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie I-I gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Gemäß 5 ist zu erkennen, dass das Sperrelement 32 ein innerhalb eines äußeren Rahmenteils 36 angeordnetes inneres Rahmenteil 34 aufweist, in dem der Führungszapfen 18 aufgenommen werden kann. Zur Aufnahme weisen die inneren Rahmenteile 34 vorliegend ein Innengewinde 34a zur korrespondierenden Aufnahme eines Außengewindes 24 der Führungszapfen 18 auf. Wie aus 5 hervorgeht, ist die detektierbare Kraft F, die zumindest teilweise aus einer unmittelbaren Wechselwirkung zwischen dem Außengewinde 24 des Befestigungsabschnitt B zumindest einer Luftklappe 6 und dem korrespondierenden Innengewinde 34a des inneren Rahmenteils 34 resultiert, abhängig von dem Steigungswinkel α des Außengewindes 24.
6a zeigt eine schematische Darstellung eines Teilausschnittes der erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit 40 gemäß 2 in einer Schließstellung mit (rechts) und ohne Sperrelement (links) in einer Draufsicht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
6b zeigt eine schematische Darstellung eines Teilausschnittes der erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit 40 gemäß 2 in einer Öffnungsstellung mit (rechts) und ohne Sperrelement (links) in einer Draufsicht gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Beim Vergleich der 6a und 6b fällt auf, dass die Luftklappenvorrichtung 2 derart ausgebildet ist, dass die Luftklappen 6 bei einer Bewegung von der Schließstellung in die Öffnungsstellung oder umgekehrt eine gleichzeitige Bewegung entlang der Drehachse X ausüben, wobei die Erzeugung der detektierbar Kraft F bei einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion einer Luftklappe 6 vorzugsweise aus einer eingeschränkten Beweglichkeit zumindest einer Luftklappe 6 entlang der Drehachse X resultiert.
6c zeigt eine schematische Darstellung eines Teilausschnittes der erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit 40 gemäß 2 in einer Explosionsdarstellung in einer Schließstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Führungszapfen 18 sind hierbei derart ausgebildet, dass sie über das Außengewinde 24 formschlüssig in das Innengewinde 34a eines inneren Rahmenteils 34 des Sperrelementes 32 eingeführt werden können.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilausschnittes der erfindungsgemäßen Luftklappeneinheit gemäß 2 in eine Explosionsdarstellung in einer Öffnungsstellung (links) und einer Schießstellung (rechts) gemäß einem zweiten (links) und einem dritten Ausführungsbeispiel (rechts).
Wie aus 7 hervorgeht, ist eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen der Befestigungsabschnitte B, insbesondere der Führungszapfen 18 und Außengewinde 24 sowie der korrespondierenden Aufnahmebereiche des inneren Rahmenteils 34 des Sperrelementes 32 vorstellbar, über die insbesondere die Größe der detektierbar Kraft F variierbar ist. So kann der Führungszapfen 18 bspw. ein durchgängiges Schraubengewinde als Außengewinde 24 (links) oder aber ein doppelstabförmiges Gewinde als Außengewinde 24 aufweisen (rechts).
8 zeigt eine schematische Darstellung der einzelnen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung einer Luftklappenvorrichtung eines Kraftfahrzeugs.
Hierbei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte eines Antreibens 50 einer Luftklappenvorrichtung 2 von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung oder umgekehrt, eines Erfassens 52 der während der Bewegung für die Bewegung erforderlichen Kraft zur Aufzeichnung eines Kraft-Weg-Profils, eines Vergleichens 54 des aufgezeichneten Kraft-Weg-Profils mit einem Referenzprofil, eines Detektierens 56 einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion einer Luftklappe 6 der Luftklappenvorrichtung anhand einer Abweichung zwischen dem aufgezeichneten Kraft-Weg-Profil und dem Referenzprofil sowie eines Aussendens 58 einer Warnmeldung an das Kraftfahrzeug.
Mittels der erfindungsgemäßen Luftklappenvorrichtung 2 ist es insbesondere durch die Einführung von spezifisch ausgestalteten Befestigungsabschnitten B von Luftklappen 6 und der Einführung eines Kontrollelementes 10 mit korrespondierenden Aufnahmebereichen 12 zur Aufnahme der Befestigungsabschnitte B möglich, auf konstruktiv einfache Weise eine zuverlässige Detektion einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion bereits einer einzigen Luftklappe 6 einer Luftklappenvorrichtung 2 für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug zu ermöglichen. Durch die Detektion ist eine in vielen Staaten bereits behördlich vorgeschriebene frühzeitige Warnung an den Fahrer des Kraftfahrzeuges möglich, der dann schnellstmöglich entsprechende Maßnahmen zur Behebung des Schadens einleiten kann. Dies minimiert insbesondere die notwendigerweise zurückzulegende Strecke eines Fahrzeugs unter erhöhtem Kraftstoffverbrauch und schont somit die Umwelt. Durch die Vielfalt an Ausgestaltbarkeit der Befestigungsabschnitte B der Luftklappen 6 bzw. der korrespondierenden Aufnahmebereiche 12 der Kontrolleinheit 10 ist es zudem möglich, die detektierbare Kraft F über die eine Fehlfunktion bzw. Nichtfunktion einer Luftklappe 6 registriert wird, individuell an die entsprechende Luftklappenvorrichtung 2 anzupassen.
Bezugszeichenliste

2: Luftklappenvorrichtung
6: Luftklappen
8: Antriebseinheit
10: Kontrolleinheit
12: Aufnahmebereiche
12.1: Aufnahmebereiche zur Aufnahme der vorderen Teile der Führungszapfen
12.2: Aufnahmebereiche zur Aufnahme der hinteren Teile der Führungszapfen
14: Lamelle
14.1: erster Lamellenabschnitt
14.2: zweiter Lamellenabschnitt
16: Lamellenträger
18: Führungszapfen
24: Außengewinde
25: Eintrittsöffnung
26: Basiseinheit
28: äußeres Rahmenelement
30: Führungselement
32: Sperrelement
34: innere Rahmenteile
34a: Innengewinde
36: äußeres Rahmenteil
38: Koppeleinheit
40: Luftklappeneinheit
X: Drehachse
A: Abdeckabschnitt
B: Befestigungsabschnitt
F: detektierbare Kraft
K: Kopplungsabschnitt
50: Antreiben einer Luftklappenvorrichtung
52: Erfassen der für die Bewegung erforderlichen Kraft
54: Vergleichen des aufgezeichneten Kraft-Weg-Profils
56: Detektieren einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion einer Luftklappe
58: Aussenden einer Warnmeldung

Claims

Luftklappenvorrichtung (2) für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, aufweisend eine Luftklappeneinheit (40), umfassend: - eine Mehrzahl von Luftklappen (6), die um eine Drehachse (X) zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung schwenkbar gelagert sind, - wobei die Luftklappen (6) jeweils einen Abdeckabschnitt (A) zur Abdeckung und zur Freigabe von Luftdurchlässen (L) und einen Befestigungsabschnitt (B) zur Befestigung der Luftklappen (6) in der Luftklappenvorrichtung (2) aufweisen, - eine Antriebseinheit (8) zum Antreiben der Luftklappen (6), - eine Kontrolleinheit (10) zur Kontrolle einer Betriebsfähigkeit der Luftklappen (6), - wobei die Kontrolleinheit (10) korrespondierende Aufnahmebereiche (12) zur Aufnahme der Befestigungsabschnitte (B) der einzelnen Luftklappen (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftklappenvorrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass bei einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion einer Luftklappe (6) eine detektierbare Kraft (F) erzeugt wird, wobei die detektierbare Kraft (F) aus einer unmittelbaren Wechselwirkung zwischen dem Befestigungsabschnitt (B) zumindest einer Luftklappe (6) und dem korrespondierenden Aufnahmebereich (12) der Luftklappe (6) in der Kontrolleinheit (10) resultiert, wobei die detektierbare Kraft (F) eine erhöhte Reibungskraft ist, wobei durch die Einführung von spezifisch ausgestalteten Befestigungsabschnitten (B) der Luftklappen (6) und die Einführung der Kontrolleinheit (10) mit korrespondierenden Aufnahmebereichen (12) zur Aufnahme der Befestigungsabschnitte (B), eine zuverlässige Detektion einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion bereits einer einzigen Luftklappe (6) gewährleistet werden kann, wobei die Erzeugung der detektierbaren Kraft (F) bei einer Fehlfunktion oder Nichtfunktion einer Luftklappe (6) aus einer eingeschränkten Bewegbarkeit zumindest einer Luftklappe (6) entlang der Drehachse (X) resultiert.
Luftklappenvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftklappenvorrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass die Luftklappen (6) bei einer Bewegung von der Schließstellung in die Öffnungsstellung oder umgekehrt eine gleichzeitige Bewegung entlang der Drehachse (X) ausüben, wobei die Erzeugung der detektierbaren Kraft (F) bei einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion einer Luftklappe (6) vorzugsweise aus einer eingeschränkten Bewegbarkeit zumindest einer Luftklappe (6) entlang der Drehachse (X) resultiert.
Luftklappenvorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die detektierbare Kraft (F) mittels der Antriebseinheit (8) erfassbar ist, wobei die detektierbare Kraft (F) vorzugsweise über die von der Antriebseinheit (8) für ein Antreiben der Luftklappen (6) benötigte Kraft erfassbar ist.
Luftklappenvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckabschnitt (A) der Luftklappen (6) eine Lamelle (14) und einen Lamellenträger (16) aufweist, wobei die Lamelle (14) vorzugsweise einen ersten und zweiten Lamellenabschnitt (14.1, 14.2) aufweist, die in Längsrichtung durch den Lamellenträger (16) voneinander getrennt sind.
Luftklappenvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (B) einen Führungszapfen (18) zur Einführung in eine Eintrittsöffnung (25) der Kontrolleinheit (10) aufweist, wobei der Führungszapfen (18) vorzugsweise endständig an einer Luftklappe (6) angeordnet ist.
Luftklappenvorrichtung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszapfen (18) eine profilierte Oberfläche aufweist, wobei die profilierte Oberfläche vorzugsweise in Form eines Außengewindes (24) ausgebildet ist.
Luftklappenvorrichtung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (24) in Form eines der folgenden Gewindetypen ausgebildet ist: Trapezgewinde, Feingewinde, Spitzgewinde, Whitworth-Gewinde, Sägegewinde, Rundgewinde, Flachgewinde, Linksgewinde, UNC-Gewinde oder UNF-Gewinde.
Luftklappenvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (10) mehrteilig ausgebildet ist, wobei die Kontrolleinheit (10) vorzugsweise eine Basiseinheit (26) zur Aufnahme des Befestigungsabschnitts (B) der Luftklappen (6) und ein äußeres Rahmenelement (28) zum Schutz der Kontrolleinheit (10) aufweist.
Luftklappenvorrichtung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiseinheit (26) ein Führungselement (30) mit Aufnahmebereichen (12.1) zur Aufnahme der vorderen Teile der Führungszapfen (18) der Luftklappen (6) aufweist, wobei die Form der Aufnahmebereiche (12.1) vorzugsweise formkorrespondierend zu der Form der vorderen Teile der Führungszapfen (18) der Luftklappen (6) ausgebildet ist.
Luftklappenvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiseinheit (26) ein Sperrelement (32) mit Aufnahmebereichen (12.2) zur Aufnahme der hinteren Teile der Führungszapfen (18) der Luftklappen (6) aufweist.
Luftklappenvorrichtung (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (32) eine Mehrzahl von inneren Rahmenteilen (34) zur Aufnahme der profilierten Oberfläche der Führungszapfen (18) aufweist, wobei die inneren Rahmenteile (34) vorzugsweise ein Innengewinde (34a) zur korrespondierenden Aufnahme eines Außengewindes (24) der Führungszapfen (18) aufweisen.
Luftklappenvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (32) eine Mehrzahl von äußeren Rahmenteilen (36) zur Aufnahme der inneren Rahmenteile (34) aufweist, wobei vorzugsweise jedem inneren Rahmenteil (34) ein äußeres Rahmenteil (36) zugeordnet ist.
Luftklappenvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die detektierbare Kraft (F) zumindest teilweise aus einer unmittelbaren Wechselwirkung zwischen einem Außengewinde (24) des Befestigungsabschnitts (B) zumindest einer Luftklappe (6) und einem korrespondierenden Innengewinde (34a) eines inneren Rahmenteils (34) resultiert.
Luftklappenvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die detektierbare Kraft (F) zumindest teilweise aus einer unmittelbaren Wechselwirkung zwischen einem Aufnahmebereich (12.1) des Führungselementes (30) und eines vorderen Teils eines Führungszapfens (18) resultiert.
Luftklappenvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die detektierbare Kraft (F) zumindest teilweise aus einer unmittelbaren Wechselwirkung zwischen zumindest einem inneren Rahmenteil (34) und einem äußeren Rahmenteil (36) resultiert.
Luftklappenvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der detektierbaren Kraft (F) variierbar ist, über die Art der Gewindeform des Außengewindes (24) des Führungszapfens (18) und/oder den Steigungswinkel des Außengewindes (24) und/oder den Durchmesser des Führungszapfens (18).
Luftklappenvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftklappen (6) jeweils einen Kopplungsabschnitt (K) zur Kopplung an ein Koppelelement (38) aufweisen, wobei der Kopplungsabschnitt (K) vorzugsweise endständig und gegenüberliegend von dem Befestigungsabschnitt (B) angeordnet ist.
Verfahren zur Steuerung einer Luftklappenvorrichtung (2) nach einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: - Antreiben (50) einer Luftklappenvorrichtung (2) von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung oder umgekehrt, - Erfassen (52) der während der Bewegung für die Bewegung erforderlichen Kraft zur Aufzeichnung eines Kraft-Weg-Profils, - Vergleichen (54) des aufgezeichneten Kraft-Weg-Profils mit einem Referenzprofil, - Detektieren (56) einer Fehlfunktion oder einer Nichtfunktion einer Luftklappe (6) der Luftklappenvorrichtung anhand einer Abweichung zwischen dem aufgezeichneten Kraft-Weg-Profil und dem Referenzprofil, - Aussenden (58) einer Warnmeldung an das Kraftfahrzeug.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vergleichen des aufgezeichneten Kraft-Weg-Profils mit dem Referenzprofil, eine Abweichung zwischen dem aufgezeichneten Kraft-Weg-Profil und dem Referenzprofil von zumindest 2/10 des Referenzwertes detektiert wird, wobei das Referenzprofil vorzugsweise einen niedrigeren Wert aufweist.
Kraftfahrzeug, umfassend eine Luftklappenvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 17.