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Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung zum Verstellen von Verschließelementen eines Lufteinlasses eines Motorraums eines Motorfahrzeugs, versehen mit einer Notverstelleinrichtung zum Öffnen der Verschließelemente.
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Derartige Verstelleinrichtungen sind bekannt, beispielsweise aus der niederländischen Patentveröffentlichung mit Veröffentlichungsnummer
NL 2010428 . Darin wird beschrieben, wie der Lufteinlass eines Motorraums ganz oder teilweise verschlossen werden kann. Ein erster angestrebter Vorteil einer derartigen Verstelleinrichtung ist das Regulieren der Motortemperatur. Dies kann für den Treibstoffverbrauch und damit für das Verringern des CO2-Ausstoßes vorteilhaft sein. Es besteht jedoch ein Risiko, dass, wenn die Verstelleinrichtung beispielsweise wegen einer Stromunterbrechung nicht gut funktioniert, die Verschließelemente für den Lufteinlass nicht mehr verstellt werden können und beispielsweise geschlossen bleiben, sodass es im Motorraum zu einem unerwünschten Temperaturanstieg kommt. Dies kann zu einem erhöhten Treibstoffverbrauch und erhöhtem CO2-Ausstoß und eventuell sogar zu Beschädigungen am Motor des Fahrzeugs führen. Darum sind Verstelleinrichtungen von Verschließelementen manchmal mit einer Notverstelleinrichtung versehen, welche die Verschließelemente im Fall einer Stromunterbrechung automatisch öffnet.
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Der Lufteinlass für den Motorraum befindet sich normalerweise an der Vorderseite des Motorfahrzeugs. Ein zweiter angestrebter Vorteil der Verstelleinrichtung besteht darin, wenn die Temperatur des Motorraums es zulässt, den Lufteinlass des Fahrzeugs zu verschließen, was zu einem geringeren Treibstoffverbrauch und einem verminderten CO2-Ausstoß führt.
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Dieser verminderte Luftwiderstand des Fahrzeugs hat jedoch einen Nachteil, insbesondere wenn das Fahrzeug stark abgebremst werden muss, beispielsweise um einen Zusammenstoß mit einem anderen Benutzer des öffentlichen Verkehrs zu vermeiden.
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Es ist ein Ziel, gegen einen genannten Nachteil wenigstens teilweise anzugehen.
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Dazu sieht die Erfindung eine Verstelleinrichtung zum Verstellen von Verschließelementen eines Lufteinlasses eines Motorraums eines Motorfahrzeugs vor, versehen mit einer Notverstelleinrichtung zum Öffnen der Verschließelemente, wobei die Notverstelleinrichtung eingerichtet ist, um durch einen ,Pre-Crash’-Schaltkreis aktiviert zu werden.
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Die maximale Bremskraft auf einem Fahrzeug wird durch ein Zusammenspiel von Faktoren wie etwa der Bremskraft auf die Bremsscheiben, dem Roll- und Reibungswiderstand zwischen Rädern und Fahrbahn und den Luftwiderstand des Fahrzeugs verursacht. Im Allgemeinen gilt, je höher der Luftwiderstand eines passiven Fahrzeugs, desto schneller kommt ein solches Fahrzeug zum Stillstand und desto kürzer ist also der Bremsweg. Durch Aufnehmen einer Aktivierungsschaltung für die Notverstelleinrichtung in den sogenannten ,Pre-Crash’-Schaltkreis, wie er derzeit häufig auf Fahrzeugen zu finden ist, können bei einem drohenden Zusammenstoß oder Notstopp die Verstellelemente geöffnet werden, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs zu erhöhen und den Bremsweg zu verkleinern. Ein derartiger ,Pre-Crash’-Schaltkreis kannn aus einer Vielzahl von Quellen die Aussicht auf einen Unfall vorhersagen und dagegen dann Maßnahmen ergreifen. Solche Quellen können Informationen aus Kamerabildern, Radar oder Lidar-Sensoren sein, wie sie bei adaptiver Geschwindigkeitskontrolle verwendet werden, und Daten aus dem Fahrzeug selbst, wie beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit. Maßnahmen, die ein solcher Schaltkreis ergreifen kann, sind das Vorpositionieren der Bremsblöcke der Bremseinrichtung, sodass diese schneller auf den Fahrer reagieren, oder sogar das völlig selbstständige Aktivieren der Bremseinrichtung. Auch ist es beispielsweise denkbar, dass Fahrzeuggurte angespannt werden oder dass Airbags präventiv aktiviert werden. Der Pre-Crash-Schaltkreis umfasst eine Steuereinheit, die Eingaben von einem oder mehreren Sensoren empfängt. Solche Sensoren können beispielsweise eine Kamera, ein Radar oder ein Lidar-Sensor, ein Beschleunigungsmesser usw. sein. Die Steuereinheit ist konfiguriert, um anhand der Eingabe aus den Sensoren zu bestimmen, ob ein Crash droht, d. h. ob eine Pre-Crash-Situation vorliegt. Wenn eine Pre-Crash-Situation festgestellt wird, kann die Steuereinheit Steuersignale an Komponenten des Fahrzeugs senden, um die erwartete Crashsituation zu antizipieren. Gemäß der Erfindung kann die Steuereinheit des Pre-Crash-Schaltkreises ein Steuersignal an die Notverstelleinrichtung der Verstelleinrichtung zum Verstellen von Verschließelementen von einem Lufteinlass eines Motorkompartiments des Fahrzeugs senden. Ein solches Steuersignal kann beispielsweise ein Signal zum Verstellen der Verschließelemente in den „Offen“-Stand oder ein Signal zum Unterbrechen der Stromversorgung zu der Verstelleinrichtung usw. umfassen. Der Pre-Crash-Schaltkreis kann also ein Steuersignal an die Verstelleinrichtung und/oder die Notverstelleinrichtung senden, um die Verschließelemente in den offenen Stand zu verstellen, falls eine Pre-Crash-Situation von dem Pre-Crash-Schaltkreis festgestellt wird. Insbesondere wenn das Steuersignal dazu dient, die Notverstelleinrichtung anzusteuern, dann wird die Notverstelleinrichtung aktiviert, auch wenn kein Unglück festgestellt ist, wohl aber eine Pre-Crash-Situation von dem Pre-Crash-Schaltkreis festgestellt ist.
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In einem Folgeaspekt der Erfindung unterbricht der ,Pre-Crash’-Schaltkreis die Stromversorgung zu der Verstelleinrichtung der Verschließelemente, wodurch die Notverstelleinrichtung mit Strom versorgt wird und die Verschließelemente geöffnet werden, was den gewünschten erhöhten Luftwiderstand verursacht.
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Häufig sind Verstelleinrichtungen für Verschließelemente in ein kombiniertes Kraftstrom- und Datenkommunikationssystem aufgenommen. Wie beispielsweise ein LIN-Bus-System. Dabei ist die Verstelleinrichtung mit beispielsweise einer dreipoligen Verbindung mit dem Fahrzeugansteuerungssystem versehen. Zwei Pole sorgen für die Stromversorgung, während der dritte Pol zum Übersenden von Signalen verwendet wird. In die Verstelleinrichtung aufgenommen ist dann eine Übersetzungseinheit, die das LIN-Bus-Signal in eine Ansteuerung der Verschließelemente in den gewünschten Stand umsetzen kann. Die Übersetzungseinheit besteht beispielsweise aus einem Mikroprozessor und einer Anzahl elektronischer Komponenten, wie beispielsweise einem Relais oder einem Transistor. In einem zweiten Folgeaspekt der Erfindung steuert der ,Pre-Crash’-Schaltkreis die Noteinrichtung mittels des kombinierten Kraftstrom- und Datenkommunikationssystems an. Dies hat als zusätzlichen Vorteil dass die Stromversorgung zu der Verstelleinrichtung nicht unterbrochen wird. Wenn das Fahrzeug fast zum Stillstand gekommen ist, können geöffnete Verschließelemente nachteilig sein, sollte es doch zu einem Zusammenstoß kommen, insbesondere wenn es zu einem Zusammenstoß mit Fußgängern oder Tieren kommt. Es ist nämlich eine bekannte Tatsache, dass der Lufteinlass eines Fahrzeugs bei einem derartigen Zusammenstoß eine bedeutende Quelle für Verletzungen sein kann. Es wäre dann besser, wenn die Verschließelemente zum Zeitpunkt des Zusammenstoßes geschlossen sind. Es ist darum auch ein dritter Folgeaspekt der Erfindung, dass, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs genügend gesenkt ist, oder so gesenkt ist, dass ein erhöhter Luftwiderstand wenig Einfluss auf die Endgeschwindigkeit kurz vor dem Zusammenstoß haben wird, die Verstelleinrichtung die Verschließelemente wieder in den geschlossenen Stand bringt.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der ,Pre-Crash’-Schaltkreis in das Gehäuse der Verstelleinrichtung aufgenommen, zumindest ein Teil der Steuereinheit kann in das Gehäuse aufgenommen sein. Beispielsweise kann ein Teil der Steuereinheit, der Eingabesignale von einem Kamerasensor in der Nähe der Verstelleinrichtung empfängt, in das Gehäuse der Verstelleinrichtung aufgenommen sein. Alternativ und/oder zustätzlich kann die Verstelleinrichtung mit einem LIN-Bus-Connecotr versehen sein, der Signale aus dem LIN-Bus-Schaltkreis von Motorfahrzeugen empfängt. Der LIN-Bus-Connector kann zusätzlich eingerichtet sein, jedes Mal ein Steuersignal aus dem Pre-Crash-Schaltkreis zu empfangen, um die Verstelleinrichtung und/oder die Notverstelleinrichtung anzusteuern, um die Verschließelemente im Fall einer festgestellten Pre-Crash-Situation in den offenen Stand zu verstellen.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Motorfahrzeug, versehen mit einer Verstelleinrichtung, und ein Verfahren für das Verstellen von Verschließelementen eines Lufteinlasses eines Motorraums eines Motorfahrzeugs, versehen mit einer Notverstelleinrichtung zum Öffnen der Verschließelemente, wobei die Notverstelleinrichtung von einem ,Pre-Crash’-Schaltkreis aktiviert wird.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in den Zeichnungen wiedergegeben ist. In den Zeichnungen zeigt:
- 1 einen Lufteinlass mit den Verschließelementen im geschlossenen Stand;
- 2 einen Lufteinlass mit den Verschließelementen im geöffneten Stand;
- 3 eine mögliche Ausführung einer Verstelleinrichtung mit Notverstelleinrichtung;
- 4 ein Beispiel eines Anschlussschemas mit dem ,Pre-Crash’-Schaltkreis.
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Bemerkt wird, dass die Figuren nur schematische Wiedergaben von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind, die als nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel beschrieben wird. In den Figuren sind gleiche oder übereinstimmende Teile mit denselben Bezugszeichen wiedergegeben.
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Detaillierte Beschreibung vorbildlicher Ausführungsformen
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1 zeigt eine Vorderansicht eines Lufteinlasses 1 eines Motorfahrzeuges mit darin aufgenommenen Verschließelementen 2. Die Verschließelemente sind im geschlossenen Stand. Nicht sichtbar in der Zeichnung sind Abstandssensoren 3, die aufgenommen sind von oder Teil einer beispielsweise Stoßstange sind. Diese Sensoren bestehen bevorzugt aus einer Sende- und Empfangsinstallation von Radarwellen, aber können auch bestehen aus oder Bestandteil sein von einem Kameraschaltkreis oder Sende- und Empfangsinstallation von Lidar-Wellen. Die Sensoren sind vorwiegend nach vorn in Fahrrichtung gerichtet und haben also Sicht auf das, was vor dem Fahrzeug geschieht.
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2 zeigt in Vorderansicht einen Lufteinlass 1, wieder mit darin aufgenommenen Verschließelementen 2. Die Verschließelemente sind nun im geöffneten Stand.
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3 zeigt eine Ausführungsform einer Verstelleinrichtung
4 mit Notverstelleinrichtung
4'. Die Verstelleinrichtung ist in ein Gehäuse
5 aufgenommen, in dem ein Elektromotor
6 mittels einer Verlangsamungseinrichtung
7, bestehend aus mehreren Zahnrädern
7' wenigstens eine Ausgangswelle
8 zum Verstellen der Verschließelemente antreibt. In dieser Ausführung sind in die Verlangsamungseinrichtung ein dreiachsiges Planetenradsystem 7" mit einer ersten Eingangswelle, angetrieben von dem Elektromotor oder nicht, eine erste Ausgangswelle zusammenfallend mit der Ausgangswelle
8, und einer zweiten Ausgangswelle, die unter Federwirkung von beispielsweise einer gekrümmten Schraubenfeder
9 steht. Bei Stillstand sind die erste und zweite Ausgangswelle rotationsgekoppelt. In der normalen Gebrauchssituation ist die zweite Ausgangswelle durch eine mit einer Elektrospule
10 erregten Verriegelung
10' gegen Rotation blockiert. Verriegelung, Spule und Schraubenfeder bilden zusammen die Notverstelleinrichtung. Eine ausführliche Beschreibung finden Sie beispielsweise in der niederländischen Patentveröffentlichtung
NL 2007162 . Nicht sichtbar sind beispielsweise eine Anzahl elektronischer Komponenten, beispielsweise zum Übersetzen der eingehenden LIN-Bus-Signale. Bei einem entsprechenden LIN-Bus-Signal oder bei teilweisem oder völligem Ausfallen der Stromversorgung wird die Elektrospule die Verriegelung nicht mehr erregen und damit die in der Schraubenfeder gespeicherte Federkraft freigeben, sodass die Verschließelemente durch die gekoppelte erste und zweite Ausgangswelle in den geöffneten Stand zu stehen kommen. Wenn die Notverstelleinrichtung von einem LIN-Bus-Signal angesteuert wurde und die Stromversorgung noch intakt ist, kann die Verstelleinrichtung die Verschließelemente wieder in den geschlossenen Stand bringen, um Verletzungen bei einem Zusammenstoß zu vermindern oder zu vermeiden.
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4 zeigt eine schematische Darstellung der Verstelleinrichtung mit Notverstelleinrichtung, aufgenommen in einen ,Pre-Crash’-Schaltkreis 11. Wenn die Abstandssensoren 3 Signale abgeben, die auf einen möglichen Zusammenstoß in der Zukunft weisen können, indem beispielsweise mithilfe aufeinanderfolgender Abstandsmessungen zwischen dem Fahrzeug und einem Objekt eine geschätzte Annäherungsgeschwindigkeit generiert wird, wobei die in den ,Pre-Crash’-Schaltkreis aufgenommene Steuereinheit, das ist eine Rechen- und Regeleinheit 12, feststellt, inwieweit ein Risiko auf einen Zusammenstoß besteht. Der ,Pre-Crash’-Schaltkreis bezieht sich dabei neben den von den Sensoren gelieferten Daten auch auf andere relevante Faktoren 13', 13", .., wie etwa die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, den theoretischen Bremsweg usw. Wenn ein Zusammenstoß bei unveränderten Bedingungen unvermeidlich scheint, wird der ,Pre-Crash’-Schaltkreis selbständig Maßnahmen 14',14", ... ergreifen, um die Insassen extra zu schützen, wie etwa das Anziehen der Sicherheitsgurte, das nach vorn bewegen der Kopfstützen, das Aktivieren von Airbags usw. Außerdem wird der ,Pre-Crash’-Schaltkreis, um den Zusammenstoß zu vermeiden, präventiv abbremsen und, um den Luftwiderstand des Fahrzeugs zu erhöhen, die Notverstelleinrichtung für die Verschließelemente aktivieren, beispielsweise mittels eines geeigneten LIN-Bus-Aktivierungssignals 14'" oder einfach durch Unterbrechen der Stroversorgung zu der Verstelleinrichtung. Sollte die Verstelleinrichtung mit einem LIN-Bus-Anschluss versehen sein und nach dem Aktivieren der Notverstelleinrichtung die Stromversorgung intakt sein, dann kann der ,Pre-Crash’-Schaltkreis, wenn das Fahrzeug verlangsamt genug ist, die Verschließelemente wieder schließen lassen, um Verletzungen bei Umstehenden zu vermindern.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier wiedergegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Varianten sind möglich. So kann beispielsweise der ,Pre-Crash’-Schaltkreis in das Verstellinstrument aufgenommen sein, mit eigenen Sensoren und/oder Kameras zum Bestimmen der Annäherungsgeschwindigkeit in Bezug auf Objekte und dergleichen versehen sein oder kann ein in das Verstellinstrument aufgenommene ,Pre-Crash’-Schaltkreis selbständig mit anderswo in oder an dem Fahrzeug vorgesehenen Sensoren und Kameras kommunizieren. Auch können die Verschließelemente derart formgegeben oder versehen sein mit verschiedenen Maßnahmen, dass sie im geöffneten Stand extra Turbulenz verursachen und damit den Bremsweg noch weiter verkleinern. Solche Varianten gelten als innerhalb des Bereichs der Erfindung liegend, wie in den folgenden Ansprüchen formuliert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lufteinlass
- 2
- Verschließelement
- 3
- Abstandssensoren
- 4
- Verstelleinrichtung
- 4'
- Notverstelleinrichtung
- 5
- Gehäuse
- 6
- Elektromotor
- 7
- Verlangsamungseinrichtung
- 7'
- Zahnrad
- 7"
- Planetenradsystem
- 8
- Ausgangswelle
- 9
- Schraubenfeder
- 10
- Elektrospule
- 10'
- Verriegelung
- 11
- ‚Pre-Crash‘-Schaltkreis
- 12
- Rechen- und Regeleinheit
- 13', 13".
- Relevante Faktoren
- 14', 14".
- Maßnahmen
- 14'"
- LIN-Bus-Aktivierungssignal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- NL 2010428 [0002]
- NL 2007162 [0017]
