DE3435700C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern einer Kühlluftklappe in einer einer Brennkraftmaschine benachbarten Wand, insbesondere am Kühlergrill eines Kraftfahrzeuges, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru­ ches 1.The invention relates to a device for control a cooling air flap in an internal combustion engine adjacent wall, especially on the grille one Motor vehicle, according to the preamble of claim ches 1.

Eine derartige Vorrichtung ist der DE 23 40 497 C2 ent­ nehmbar. Dabei wird die Kühlluftklappe temperaturabhän­ gig und/oder geschwindigkeitsabhängig derart gesteuert, daß sie unterhalb einer bestimmten Temperatur T1 der Brennkraftmaschine und/oder unterhalb einer definierten Geschwindigkeit V1 des Kraftfahrzeuges (z. B. 50 km/h) geschlossen, ansonsten geöffnet ist; damit soll eine be­ lastungsabhängige Steuerung der Kühlluftklappe erfolgen. Durch die vorgeschlagene Oder-Steuerung werden aber nicht alle Betriebszustände hinsichtlich eines schnellen Erreichens der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine (Kühlluftklappe offen) und eines günstigen Luftwider­ stands-Beiwertes (Kühlluftklappe geschlossen) optimal berücksichtigt.Such a device is from DE 23 40 497 C2 ent acceptable. The cooling air damper is temperature-dependent gig and / or speed-controlled in such a way that they are below a certain temperature T1 Internal combustion engine and / or below a defined Speed V1 of the motor vehicle (e.g. 50 km / h) closed, otherwise open; so that a be load-dependent control of the cooling air flap. However, through the proposed OR control not all operating states with regard to a fast Reaching the operating temperature of the internal combustion engine (Cooling air flap open) and a cheap air wiper coefficient (cooling air flap closed) optimal considered.

Bekannt sind ferner Vorrichtungen mit reiner Temperatur­ steuerung der Kühlluftklappe oder Jalousie, bei denen die Kühlluftklappe unterhalb einer Temperatur T1 ge­ schlossen und oberhalb T1 geöffnet ist (vgl. DE 32 11 523 A1, GB 21 31 150 A). Diese Vorrichtungen dienen einem schnellen Erreichen der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine und vermeiden zuverlässig Überhitzun­ gen, berücksichtigen aber den Einfluß der Kühlluftklap­ pen auf den Luftwiderstands-Beiwert des Kraftfahrzeuges nicht.Devices with a pure temperature are also known control of the cooling air flap or blind, where the cooling air damper below a temperature T1 ge closed and open above T1 (see DE 32 11 523 A1, GB 21 31 150 A). These devices serve a quick reaching of the operating temperature of the Internal combustion engine and reliably avoid overheating conditions, but take into account the influence of the cooling air gap  pen on the drag coefficient of the motor vehicle Not.

Weiterhin bekannt ist mit der DE 31 51 435 A1 eine Vor­ richtung, bei der die Kühlluftklappe oder Jalousie aus­ schließlich abhängig von der Geschwindigkeit des Kraft­ fahrzeuges gesteuert ist. Bis zum Erreichen einer Ge­ schwindigkeit V1 bleibt die Kühlluftklappe geöffnet, da­ nach wird sie geschlossen. Dabei bleibt aber die Tempe­ ratur der Brennkraftmaschine außer Betracht, so daß bei­ spielsweise bei tiefen Außentemperaturen die Aufwärmpha­ se der Brennkraftmaschine im niedrigen Geschwindigkeits­ bereich unnötig verlängert ist.DE 31 51 435 A1 also discloses a front direction in which the cooling air flap or blind is off ultimately depending on the speed of the force vehicle is controlled. Until reaching a Ge speed V1, the cooling air flap remains open because after it is closed. But the tempe remains rature of the internal combustion engine out of consideration, so that at for example, the warm-up phase at low outside temperatures se the internal combustion engine at low speed area is extended unnecessarily.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gat­ tungsgemäßen Art zu schaffen, die eine präzise Tempera­ tursteuerung unter Berücksichtigung eines günstigen Luftwiderstands-Beiwertes des Kraftfahrzeuges in einem weiten Betriebsbereich ermöglicht.The object of the invention is a device of the gat appropriate way to create a precise tempera door control taking into account a cheap Drag coefficient of the motor vehicle in one wide operating range.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Verknüpfung wird zunächst eine Tempera­ tur-Vorrangsteuerung bewirkt, die eine schnelle Erwär­ mung der Brennkraftmaschine sicherstellt. Ist die Brenn­ kraftmaschine in einer Kapsel angeordnet, so wird zu­ gleich während der Warmlaufphase die Geräuschabstrahlung verhindert. Ferner wird aufgrund einer verbesserten Um­ strömung der Karosserie des Kraftfahrzeuges der cw-Wert bzw. der Luftwiderstand abgesenkt.According to the invention, this object is characterized by the solved the features of claim 1. Through the Linking according to the invention first becomes a tempera Priority control causes a quick heating ensures the internal combustion engine. Is the focal engine arranged in a capsule, so becomes the noise emission during the warm-up phase prevented. Furthermore, due to an improved order flow of the body of the motor vehicle the drag coefficient or the air resistance is reduced.

Ist eine definierte Temperatur T1 der Brennkraftmaschine erreicht, so erfolgt eine Geschwindigkeits-Vorrangsteue­ rung, die bei höheren Geschwindigkeiten eines Kraftfahr­ zeuges durch Schließen der Kühlluftklappe den günstigen cw-Wert beibehält, während bei niedrigeren Geschwindig­ keiten bis ggf. Geschwindigkeit 0 die Kühlluftklappe ge­ öffnet ist, um einem Hitzestau im Motorraum entgegenzu­ wirken. Sobald die Temperatur T1 der Brennkraftmaschine wieder unterschritten wird, setzt wiederum die Tempera­ tur-Vorrangsteuerung ein.Is a defined temperature T1 of the internal combustion engine reached, a speed priority control takes place  tion at higher speeds of a motor vehicle the cheap by closing the cooling air flap maintains drag coefficient while at lower speed the cooling air flap opens to counter heat build-up in the engine compartment Act. As soon as the temperature T1 of the internal combustion engine again falls below, again sets the tempera priority control.

Die Vorrichtung vermeidet somit unter Berücksichtigung eines günstigen cw-Wertes in einem weiten Betriebsbe­ reich (verbunden mit geringeren Windgeräuschen und gün­ stigerem Kraftstoffverbrauch) des Kraftfahrzeuges und bei einer ggf. geringeren Geräuschabstrahlung der Brenn­ kraftmaschine zuverlässig die Bildung von Hitzestaus im Motorraum. Durch die zweite Temperaturschwelle T2 wird eine Überhitzung auch bei hohen Geschwindigkeiten ausge­ schlossen. Eine derartige Überhitzung könnte beispiels­ weise bei sehr hoher Belastung der Brennkraftmaschine (Vollastbetrieb) in Verbindung mit hohen Außentemperatu­ ren oder einem Defekt im Kühlsystem auftreten. In diesem Falle wird wiederum unabhängig von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges die Kühlluftklappe geöffnet.The device thus avoids taking into account a favorable drag coefficient in a wide operating area rich (combined with less wind noise and green increased fuel consumption) of the motor vehicle and if there is less noise from the burner reliable formation of heat build-up in the engine Engine compartment. The second temperature threshold T2 overheating even at high speeds closed. Such overheating could, for example as with very high load on the internal combustion engine (Full load operation) in connection with high outside temperature or a defect in the cooling system. In this The trap is again independent of the speed of the motor vehicle, the cooling air flap is opened.

Gemäß Patentanspruch 2 kann eine weitere Unterdrückung der Geschwindigkeits-Vorrangsteuerung dann zweckmäßig sein, wenn das Kraftfahrzeug mit einem Anhänger betrie­ ben ist. Die daraus resultierende cw-Wert-Verschlechte­ rung ist hier vernachlässigbar, da im Anhängerbetrieb höhere Geschwindigkeiten (z. B. über 100 km/h) ohnehin kaum erreicht werden. According to claim 2, further suppression the speed priority control then expedient be if the motor vehicle operated with a trailer ben is. The resulting deterioration in drag coefficient tion is negligible here, because in trailer operation higher speeds anyway (e.g. over 100 km / h) anyway can hardly be achieved.  

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeich­ nung zeigt inAn embodiment of the invention is in the following further details explained. The schematic drawing shows in

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug in der Draufsicht und Fig. 1 shows a device according to the invention in a motor vehicle in plan view and

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II der Fig. 1 durch die Kühlluftklappe und deren Steuerung. Fig. 2 shows a section along line II-II of Fig. 1 through the cooling air flap and its control.

In einem Kraftfahrzeug 2, von dem nur der Frontabschnitt dar­ gestellt ist, ist im Motorraum 4 eine Brennkraftmaschine 6 mit einem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe 8 als Antriebsquel­ le angeordnet. Die Brennkraftmaschine 6 ist flüssigkeitsge­ kühlt und über eine Kühlmittel-Vorlaufleitung 10 und eine Rück­ laufleitung 12 mit einem Luft-Wasser-Wärmetauscher bzw. Kühler 14 verbunden. Der Kühler 14 ist durch ein Kühlergrill 15 hin­ durch nach vorne zu offen. Der Kühler 14 sowie eine Kühlluft­ öffnung 18 sind in eine allgemein mit 20 bezeichnete Kapsel aus schalldämmenden Material eingeschlossen, welche Kapsel 20 die Brennkraftmaschine 6 und das Wechselgetriebe 8 im we­ sentlichen gegenüber der Atmosphäre abschließt.In a motor vehicle 2 , of which only the front section is provided, an internal combustion engine 6 with a speed change gear 8 is arranged as a drive source in the engine compartment 4 . The internal combustion engine 6 is cooled by liquid and connected via a coolant feed line 10 and a return line 12 to an air-water heat exchanger or cooler 14 . The radiator 14 is open to the front through a radiator grille 15 . The cooler 14 and a cooling air opening 18 are enclosed in a generally designated 20 capsule made of sound-absorbing material, which capsule 20 closes the internal combustion engine 6 and the change gear 8 in essence from the atmosphere.

In die Öffnung 18 (vgl. Fig. 2) sind mehrere, jalousieartig schwenkbar angeordnete Kühlluftklappen 16 eingesetzt, welche über Hebel 20 und eine Stellstange 22 mittels eines Stellmo­ tores 24 von ihrer in der Zeichnung dargestellten geschlossen­ en Stellung in eine die Öffnung 18 im wesentlichen freigeben­ de Offenstellung verschwenkbar sind. In the opening 18 (see FIG. 2), a plurality of jalousie-like swivel-mounted cooling air flaps 16 are inserted, which via lever 20 and an actuating rod 22 by means of a positioning motor 24 from their closed position shown in the drawing into an opening 18 essentially release de open position are pivotable.

Durch die Öffnung 18 im Kühlergrill 15 kann kühlender Fahrt­ wind eintreten oder aber bei in Betrieb befindlichem Kühlergebläse 25 im Motorraum 4 angestaute, heiße Luft herausgedrückt werden. Das Kühlgebläse 25 ist elektromotorisch be­ trieben.Through the opening 18 in the radiator grille 15 , cooling driving wind can occur or, when the radiator fan 25 is in operation, hot air pent up in the engine compartment 4 can be pressed out. The cooling fan 25 is driven by an electric motor.

Der Stellmotor 24 wird von einem elektronischen Steuergerät 26 mit einer logischen Verknüpfungsschaltung angesteuert. Ein­ gangsseitig ist das Steuergerät 26 über eine elektrische Leitung 28 mit einem ersten Temperatursensor 30 verbunden, der in der Vorlaufleitung 10 zwischen dem Kühler 14 und der Brenn­ kraftmaschine 6 angeordnet ist. Der Temperatursensor 30 gibt bei Erreichen einer ersten Temperaturschwelle T₁ ein Steuersignal ab. Ein im Zylinderkopf 32 der Brennkraftmaschine 6 angeordneter Temperatursensor 34 liefert über eine elektrische Leitung 36 ein Signal bei Erreichen einer zweiten, höheren Temperaturschwelle T₂. Ein am Wechselgetriebe 8 des Kraftfahrzeuges angeordneter Geschwindigkeitssensor 38 liefert über eine elektrische Leitung 40 ein fahrgeschwindigkeitsproportionales Signal an den Eingangsteil des Steuergerätes 26. Über eine weitere Eingangsleitung 42 wird ein Signal erhalten, welches in nicht näher dargestellter Weise einen Anhängerbetrieb signalisiert. Zweckmäßigerweise wird dieses Signal von dem elektrischen Anschluß des Anhängers an das Bordnetz des Kraftfahrzeuges abgeleitet.The servomotor 24 is controlled by an electronic control unit 26 with a logic logic circuit. On the aisle side, the control unit 26 is connected via an electrical line 28 to a first temperature sensor 30 which is arranged in the feed line 10 between the cooler 14 and the internal combustion engine 6 . The temperature sensor 30 emits a control signal when a first temperature threshold T 1 is reached. A arranged in the cylinder head 32 of the internal combustion engine 6 temperature sensor 34 supplies an electrical line 36 a signal when a second, higher temperature threshold T₂ is reached. A speed sensor 38 arranged on the change gear 8 of the motor vehicle supplies an electrical line 40 to a signal proportional to the driving speed to the input part of the control unit 26 . A signal is received via a further input line 42 , which signals trailer operation in a manner not shown. This signal is expediently derived from the electrical connection of the trailer to the vehicle electrical system.

Ausgangsseitig ist das Steuergerät 26 über eine elektrische Leitung 44 mit dem Stellmotor 24 und über eine weitere elektrische Leitung 46 mit dem elektrischen Antriebsmotor des Kühlgebläses 25 verbunden. Das Steuergerät 26 ist außerhalb des Motorraumes 4 an der Spritzwand 48 des Kraftfahrzeuges befestigt.On the output side, the control device 26 is connected to the servomotor 24 via an electrical line 44 and to the electrical drive motor of the cooling fan 25 via a further electrical line 46 . The control unit 26 is fastened outside the engine compartment 4 to the bulkhead 48 of the motor vehicle.

Ist das Fahrzeug abgestellt und die Brennkraftmaschine kalt, so ist die Öffnung 18 durch die Kühlluftklappen 16 verschlossen. Beim anschließenden Starten und im Kaltfahrbetrieb bleibt die Öffnung 18 verschlossen, bis die vom Temperatursensor 30 erfaßte Temperaturschwelle T1 erreicht ist. Die Temperatur­ schwelle T1 kann beispielsweise 95°C betragen.If the vehicle is parked and the internal combustion engine is cold, the opening 18 is closed by the cooling air flaps 16 . During the subsequent starting and in cold driving operation, the opening 18 remains closed until the temperature threshold T 1 detected by the temperature sensor 30 is reached. The temperature threshold T 1 can be, for example, 95 ° C.

Mit dem Erreichen der Temperaturschwelle T1 wird im Steuer­ gerät 26 die Temperatur-Vorrangsteuerung auf Geschwindigkeits- Vorrangsteuerung umgeschaltet. Liegt die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges unterhalb der festgelegten Geschwindigkeits­ schwelle, z. B. unter 80 km/h, so wird der Stellmotor 24 ange­ steuert und dieser öffnet durch entsprechendes Verschwenken der Kühlluftklappen 16 die Öffnung 18. Zugleich wird über die Leitung 46 der Kühlerlüfter 25 aktiviert. Selbstverständlich bleibt die Öffnung 18 auch dann frei, wenn das Kraftfahrzeug die Geschwindigkeit 0 hat oder ggf. die Brennkraftmaschine 6 abgestellt ist. Erst nach dem Unterschreiten der Temperatur­ schwelle T1 (es versteht sich, daß die Ausschalt- und die Ein­ schalttemperatur von einander abweichen können) wird durch Verschwenken der Kühlluftklappen 16 die Öffnung 18 wieder ver­ schlossen.When the temperature threshold T 1 is reached in the control device 26, the temperature priority control is switched to speed priority control. If the speed of the motor vehicle is below the defined speed threshold, for. B. below 80 km / h, the servomotor 24 is controlled and this opens the opening 18 by pivoting the cooling air flaps 16 accordingly. At the same time, the cooling fan 25 is activated via the line 46 . Of course, the opening 18 remains free even when the motor vehicle has the speed 0 or the internal combustion engine 6 is possibly switched off. Only after the temperature falls below the threshold T 1 (it is understood that the switch-off and the switch-on temperature may differ from one another) is the opening 18 again closed by pivoting the cooling air flaps 16 ver.

Übersteigt bei oberhalb T1 liegender Temperatur der Brennkraft­ maschine 6 die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges den definier­ ten Geschwindigkeitswert von 80 km/h, so wird die Öffnung 18 durch die Kühlluftklappen 16 verschlossen. Dadurch wird die Durchströmung des Kühlergrills 15 vermindert und dementsprech­ end der Cw-Wert des Kraftfahrzeuges verbesssert. Davon unabhängig kann im Rahmen des Temperaturbereiches zwischen T1 und T2 der Kühlerlüfter 25 intermittierend geschaltet werden.If the temperature of the internal combustion engine 6 is above T 1 , the speed of the motor vehicle exceeds the defined speed value of 80 km / h, then the opening 18 is closed by the cooling air flaps 16 . This reduces the flow through the radiator grille 15 and accordingly improves the C w value of the motor vehicle. Irrespective of this, the cooling fan 25 can be switched intermittently within the temperature range between T 1 and T 2 .

Sollte ggf. aufgrund extrem hoher Außentemperaturen oder bei einem kleineren Defekt am Kühlsystem der Brennkraftnaschine 6 deren Temperatur bis zu einem zweiten Temperaturschwellwert T2 von beispielsweise 110°C ansteigen, so wird durch ein Signal des Temperatursensors 34 im Zylinderkopf 32 der Brennkraft­ maschine 6 die Geschwindigkeits-Vorrangsteuerung des Schaltge­ rätes 26 aufgehoben und durch entsprechende Ansteuerung des Stellmotores 24 die Öffnung 18 durch Verschwenken der Kühlluft­ klappen 16 freigegeben.If, due to extremely high outside temperatures or a minor defect in the cooling system of the internal combustion engine 6, the temperature thereof rises up to a second temperature threshold T 2 of, for example, 110 ° C., the speed is determined by a signal from the temperature sensor 34 in the cylinder head 32 of the internal combustion engine 6 Priority control of the Schaltge device 26 is canceled and the opening 18 by pivoting the cooling air flap 16 is released by appropriate control of the servomotor 24 .

Desgleichen wird die Geschwindigkeits-Vorrangsteuerung 26 dann aufgehoben, wenn über die Leitung 42 angezeigt ist, daß das Kraftfahrzeug mit einem Anhänger versehen ist bzw. sich im Anhängerbetrieb befindet. In diesem Falle wird die Öffnung 18 nach überschreiten der Temperaturschwelle T1 geöffnet und verbleibt zur Vermeidung überhöhter Temperaturen der Brenn­ kraftmaschine in dieser geöffneten Stellung.Likewise, the speed priority control 26 is canceled when it is indicated via the line 42 that the motor vehicle is equipped with a trailer or is in the trailer mode. In this case, the opening 18 is opened after exceeding the temperature threshold T 1 and remains in this open position to avoid excessive temperatures of the internal combustion engine.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Steuern zumindest einer Kühlluftklap­ pe in einer einer Brennkraftmaschine benachbarten Wand, insbesondere am Kühlergrill eines Kraftfahrzeu­ ges, bei der über einen Temperatursensor und einen Geschwindigkeitssensor die Kühlluftklappe so gesteu­ ert ist, daß sie unterhalb einer vorbestimmten Tempe­ ratur T1 oder einer vorbestimmten Geschwindigkeit V1 geschlossen und oberhalb dieser Temperatur bzw. Ge­ schwindigkeit geöffnet ist, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale:
  • a) die Kühlluftklappe (16) ist unterhalb der Tempera­ tur T1 der Brennkraftmaschine (6) ständig ge­ schlossen;
  • b) die Kühlluftklappe (16) ist oberhalb der Tempera­ tur T1 unterhalb der Geschwindigkeit V1 des Kraft­ fahrzeuges geöffnet und oberhalb dieser geschlos­ sen;
  • c) die Kühlluftklappe (16) ist oberhalb einer zweiten Temperatur T2 der Brennkraftmaschine (6) ständig geöffnet.
1. Device for controlling at least one Kühlluftklap pe in a wall adjacent to an internal combustion engine, in particular on the radiator grille of a motor vehicle, in which the cooling air flap is controlled via a temperature sensor and a speed sensor so that it is below a predetermined temperature T1 or a predetermined speed V1 closed and open above this temperature or speed, characterized by the combination of the features:
  • a) the cooling air flap ( 16 ) is permanently closed below the temperature T1 of the internal combustion engine ( 6 );
  • b) the cooling air flap ( 16 ) is open above the temperature T1 below the speed V1 of the motor vehicle and above this closed;
  • c) the cooling air flap ( 16 ) is constantly open above a second temperature T2 of the internal combustion engine ( 6 ).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anhängerbetrieb des Kraftfahrzeuges eine hö­ here Geschwindigkeit gesetzt ist oder die Geschwin­ digkeits-Vorrangsteuerung aufgehoben ist, so daß oberhalb T1 die Kühlluftklappe ständig geöffnet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that with trailer operation of the motor vehicle a Hö speed is set here or the speed priority control is canceled so that above T1 the cooling air flap is constantly open.
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