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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Steuerung eines Verschlusses in einem Fahrzeug über einen Arbeitszyklus eines Kühlerlüfters.
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HINTERGRUND
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Elektrisch wie auch mechanisch angetriebene Lüfter kommen bei Kraftfahrzeugen häufig zum Einsatz, um Umgebungsluft durch einen Kühlergrill zu saugen und so die Kühlung von verschiedenen Fahrzeugsystemen und -komponenten zu erleichtern. Darüber hinaus können Verschlüsse in Kraftfahrzeugen dazu verwendet werden, Umgebungsluft zu steuern und zu leiten, um die Kühlung von Fahrzeugsystemen und -komponenten weiter zu erleichtern.
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Ein Verschluss besteht häufig aus einem Rahmen und innerhalb des Rahmens angebrachten Luftklappen oder Lamellen. Luftklappen können feststehend sein, d. h. einen fest eingestellten Winkel in Bezug auf den Rahmen haben. Luftklappen können auch schaltbar sein, d. h. einen Winkel aufweisen, der in Bezug auf den Rahmen einstellbar ist, um eine gewünschte Sollmenge von Luft von einer Seite des Verschlusses auf die andere strömen zu lassen. Je nach Anwendung und Bauweise des Rahmens können Verschlüsse so angebracht sein, dass sie in die Öffnung eingepasst sind oder diese überlappen.
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KURZFASSUNG
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Es wird ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines verstellbaren Verschlusses bereitgestellt, welcher so ausgelegt ist, dass er zwischen einer vollständig geschlossenen und einer vollständig geöffneten Stellung – unter Miteinbeziehung der jeweiligen Endstellungen – betätigt werden kann, um einen Antriebsstrang in einem Fahrzeug, das eine Kühlergrillöffnung aufweist, zu kühlen. Das Verfahren umfasst, dass der Betrieb eines Lüfters überwacht wird, welcher mit wählbarer Geschwindigkeit angetrieben werden kann, um den Antriebsstrang zu kühlen. Das Verfahren umfasst außerdem, dass die vollständig geschlossene Stellung des Verschlusses beibehalten wird, wenn die Drehzahl des Lüfters unter einer vorbestimmten Drehzahl liegt. Das Verfahren umfasst zusätzlich, dass eine nicht vollständig geschlossene Stellung des Verschlusses ausgewählt wird, bevor die vorbestimmte Drehzahl des Lüfters ausgewählt wird. Darüber hinaus umfasst das Verfahren, dass die vorbestimmte Drehzahl des Lüfters ausgewählt wird, nachdem die nicht vollständig geschlossene Stellung des Verschlusses ausgewählt worden ist.
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Gemäß dem Verfahren kann es sich bei der nicht vollständig geschlossenen Stellung des Verschlusses auch um die vollständig geöffnete Stellung handeln. Darüber hinaus kann eine jede dieser Aktionen, nämlich das Beibehalten der vollständig geschlossenen Stellung des Verschlusses bzw. das Auswählen einer nicht vollständig geschlossenen Stellung des Verschlusses bzw. das Auswählen der vorbestimmten Drehzahl des Lüfters jeweils durch einen Controller erfolgen.
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Der Betrieb des Lüfters kann sich durch einen in den Controller einprogrammierten, festgelegten Arbeitszyklus auszeichnen. Demgemäß kann die vorbestimmte Drehzahl des Lüfters basierend auf dem Arbeitszyklus ausgewählt werden.
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Der Antriebsstrang kann einen Verbrennungsmotor umfassen, bei welchem der Arbeitszyklus des Lüfters gemäß einer Motorlast festgelegt wird. Das Fahrzeug kann umfassen: einen Wärmetauscher und ein Fluid, das durch den Wärmetauscher hindurch umgewälzt wird, so dass der Motor durch das Fluid gekühlt wird, sowie einen Sensor, der so ausgelegt ist, dass er eine Temperatur des Fluids erfasst. In einem solchen Fall kann der Arbeitszyklus des Lüfters zusätzlich gemäß der erfassten Temperatur des Fluids festgelegt werden.
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Gemäß dem Verfahren kann der Verschluss einstückig mit der Kühlergrillöffnung ausgebildet oder benachbart zu der Kühlergrillöffnung angeordnet sein.
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Zusätzlich kann das Verfahren umfassen, dass die Umgebungstemperatur überwacht wird und dass in Ansprechen darauf, dass die Umgebungstemperatur unter einem vorbestimmten Wert liegt, eine vorbestimmte Stellung des Verschlusses ausgewählt und festgestellt wird. Darüber hinaus kann das Verfahren umfassen, dass ein Ein-Zustand oder ein Aus-Zustand für den Lüfter ausgewählt wird, wenn die vorbestimmte festgestellte Stellung des Verschlusses ausgewählt ist.
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Außerdem werden ein System zum Steuern des Betriebs eines Lüfters sowie ein Fahrzeug, bei dem das weiter oben beschriebene Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Lüfters zum Einsatz kommt, offenbart.
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Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich mit größerer Deutlichkeit aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der besten Umsetzungsarten der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine im Querschnitt dargestellte Seitenansicht eines Teils eines Fahrzeugs, das einen verstellbaren Verschluss aufweist, welcher in einem vollständig geschlossenen Zustand abgebildet ist;
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2 ist eine im Querschnitt dargestellte Seitenansicht eines Teils eines Fahrzeugs mit dem in 1 gezeigten Verschluss, wobei der Verschluss in einem Zwischenzustand abgebildet ist, der ein Beispiel eines nicht vollständig geschlossenen Zustands darstellt;
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3 ist eine im Querschnitt dargestellte Seitenansicht eines Teils eines Fahrzeugs mit dem in 1 und 2 gezeigten Verschlusssystem, wobei der Verschluss in einem vollständig offenen Zustand abgebildet ist, der ein weiteres Beispiel eines nicht vollständig geschlossenen Zustands darstellt; und
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4 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Verfahren zum Steuern einer Luftströmung durch eine Kühlergrillöffnung bei dem Fahrzeug über den in 1–3 abgebildeten, verstellbaren Verschluss veranschaulicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszahlen auf gleiche Bauteile beziehen, ist in 1–3 eine teilweise Seitenansicht eines Fahrzeugs 10 gezeigt. Das Fahrzeug 10 umfasst, wie hier gezeigt, eine Kühlergrillöffnung 12, die in der Regel mit einem Gitter bedeckt ist. Die Kühlergrillöffnung 12 ist so angepasst, dass sie Umgebungsluft aufnimmt. Das Fahrzeug 10 umfasst zusätzlich einen Antriebsstrang, der im Spezifischen durch einen Verbrennungsmotor 14 dargestellt ist. Der Antriebsstrang des Fahrzeugs 10 kann zusätzlich ein Getriebe und, wenn es sich bei dem Fahrzeug um ein Hybridfahrzeug handelt, einen oder mehrere Motorgeneratoren umfassen, von denen hier zwar keiner gezeigt ist, deren Vorhandensein jedoch für den Fachmann als gegeben betrachtet werden kann. Die Effizienz eines Antriebsstrangs wird im Allgemeinen durch dessen Entwurf ebenso wie durch die verschiedenen Belastungen, denen der Antriebsstrang während seines Betriebs ausgesetzt ist, beeinflusst.
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Das Fahrzeug 10 umfasst zusätzlich einen Luft/Fluid-Wärmetauscher 16, d. h. einen Kühler, zum Umwälzen von durch die Pfeile 18 und 20 gezeigtem Kühlfluid, wie beispielsweise Wasser oder einem nach spezieller Rezeptur aufbereiteten Kühlmittel durch den Motor 14 hindurch zum Abführen von Wärme aus dem Motor. Ein temperaturerhöhtes Kühlmittel, das in den Wärmetauscher 16 einströmt, ist durch den Pfeil 18 dargestellt, und ein temperaturreduziertes Kühlmittel, das in den Motor zurückgeleitet wird, ist durch den Pfeil 20 dargestellt. Der Wärmetauscher 16 ist zum Schutz des Wärmetauschers vor diversen Verunreinigungsstoffen, die in der Luft und auf der Fahrbahn vorhanden sein können, hinter der Kühlergrillöffnung 12 positioniert. Der Wärmetauscher 16 kann auch an einer beliebigen anderen Stelle, wie beispielsweise hinter einem Fahrgastraum, positioniert sein, wenn das Fahrzeug beispielsweise mit einem Heckmotor oder einem Mittelmotor ausgelegt ist, wie dies für den Fachmann verständlich ist.
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Wie in 1–3 gezeigt, ist ein Lüfter 22 in dem Fahrzeug 10 hinter dem Wärmetauscher 16 positioniert, so dass der Wärmetauscher 16 zwischen der Kühlergrillöffnung 12 und dem Lüfter positioniert ist. Der Lüfter 22 kann, basierend auf dem Kühlbedarf des Motors 14, selektiv ein- und abgeschaltet werden. Je nach Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 ist der Lüfter 22 so angepasst, dass dadurch ein Luftzug oder eine Luftströmung 24 durch die Kühlergrillöffnung 12 zu dem Wärmetauscher 16 hin und durch diesen hindurch entweder erzeugt oder verstärkt wird. Die auf diese Weise durch den Betrieb des Lüfters 22 erzeugte oder verstärkte Luftströmung 24 wird durch den Wärmetauscher 16 hindurchgeführt, um dem temperaturerhöhten Kühlmittel 18 Wärme zu entziehen, bevor es als temperaturreduziertes Kühlmittel 20 wieder in den Motor 14 zurückgeleitet wird. Der Lüfter 22 kann entweder elektrisch oder mechanisch direkt durch den Motor 14 angetrieben sein. Das Fahrzeug 10 umfasst zusätzlich einen Kühlmittelsensor 26, der so ausgelegt ist, dass er eine Temperatur des temperaturerhöhten Kühlmittels 18 erfasst, wenn dieses aus dem Motor 14 austritt.
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Da der Lüfter 22 durch den Motor 14 angetrieben ist, wird die Größe des Lüfters in der Regel auf der Basis des kleinstmöglichen Lüfters ausgewählt, welcher in Verbindung mit der verfügbaren Kühlergrillöffnung 12 in der Lage ist, den Motor während rauer Betriebsbedingungen oder unter hoher Motorlast, denen das Fahrzeug 10 unterworfen ist, ausreichend zu kühlen. Ist jedoch die Größe der Kühlergrillöffnung 12 auf einen solchen harten Betriebseinsatz zugeschnitten, so wird durch die Kühlergrillöffnung in der Regel ein beträchtlicher Luftwiderstand auf das Fahrzeug erzeugt, was zu Einbußen bei der Betriebseffizienz des Motors 14 führt. Wird jedoch andererseits die Größe der Kühlergrillöffnung 12 basierend auf den Anforderungen der Aerodynamik und der Betriebseffizienz bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten ausgewählt, so wird die Größe des Lüfters 22, die erforderlich ist, um eine ausreichende Luftströmung unter hohen Lastbedingungen zu erzeugen, so groß, dass der Lüfter einen beträchtlichen störenden Reibungswiderstand auf den Motor 14 erzeugt. Daher würde es eine verstellbare oder veränderbare Größe für die Kühlergrillöffnung 12 ermöglichen, dass der Lüfter 22 im Hinblick auf einen minimalen störenden Reibungswiderstand auf den Motor 14 dimensioniert wird und dabei gleichzeitig in der Lage ist, dem Kühlbedarf bei hoher Fahrzeugbelastung gerecht zu werden. Zugleich würde eine solche verstellbare Kühlergrillöffnung 12 die Auswahl eines kleineren Lüfters ermöglichen, welcher in weiterer Folge dazu dienen würde, die Betriebseffizienz des Antriebsstrangs zu erhöhen.
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In 1–3 ist außerdem ein drehbarer oder verstellbarer Verschluss 30 abgebildet. Der Verschluss 30 ist in dem Fahrzeug 10 befestigt und ist so angepasst, dass er die Luftströmung 24 durch die Kühlergrillöffnung 12 steuert. Der Verschluss 30 ist, wie gezeigt, hinter der Kühlergrillöffnung 12 und unmittelbar benachbart zu dieser im vorderen Bereich des Fahrzeugs 10 positioniert. Wie hier gezeigt, ist ein Verschluss 30 zwischen der Kühlergrillöffnung 12 und dem Wärmetauscher 16 positioniert. Der Verschluss 30 kann auch in die Kühlergrillöffnung 12 integriert und einstückig mit dieser ausgebildet sein. Der Verschluss 30 umfasst eine Mehrzahl von Luftklappen und ist hier mit drei getrennten Luftklappenelementen 32, 34 und 36 gezeigt, die Anzahl der Luftklappen kann jedoch auch geringer oder größer sein. Die Luftklappen 32, 34 und 36 sind jeweils so ausgelegt, dass sie sich während der Bedienung des Verschlusses 30 jeweils um entsprechende Drehachsen 38, 40 und 42 drehen und dadurch die Größe der Kühlergrillöffnung 12 auf wirksame Weise steuern. Der Verschluss 30 ist so angepasst, dass er eine Stellbetätigung von einem vollständig geschlossenen Stellungszustand (wie in 1 gezeigt) über eine Zwischenstellung (wie in 2 gezeigt) bis hin zu einer vollständig geöffneten Stellung (wie in 3 gezeigt) – unter Miteinbeziehung der jeweiligen Endstellungen – vornimmt. Wenn sich die Luftklappen 32, 34 und 36 in einer ihrer offenen Stellungen befinden, tritt die Luftströmung 24 durch die Ebene des Verschlusses 30 hindurch, bevor sie mit dem Wärmetauscher 16 in Kontakt kommt.
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Der Verschluss 30 umfasst außerdem einen Mechanismus 44, der so ausgelegt ist, dass er eine gewünschte Sollstellung für den Verschluss zwischen vollständig geöffnet und vollständig geschlossen – unter Miteinbeziehung der jeweiligen Endstellungen – auswählt. Der Mechanismus 44 ist so ausgelegt, dass er bewirkt, dass sich die Luftklappen 32–36 zusammen, d. h. im Wesentlichen in Übereinstimmung miteinander, drehen und es so ermöglichen, dass sich der Verschluss 30 in jede beliebige der verfügbaren Stellungen dreht. Der Mechanismus 44 kann so angepasst sein, dass er entweder eine oder mehrere diskrete Stellung(en) der Luftklappen 32–36 auswählt und feststellt oder die Stellung der Luftklappen zwischen der vollständig geöffneten und der vollständig geschlossenen Stellung – unter Miteinbeziehung der jeweiligen Endstellungen – stufenlos auswählt. Der Mechanismus 44 dient dazu, die gewünschte Sollstellung für den Verschluss 30 auszuwählen, wenn er, wie für den Fachmann verständlich, durch ein beliebiges externes Mittel, wie beispielsweise einen Elektromotor (nicht gezeigt), betätigt wird. Das Fahrzeug 10 umfasst außerdem einen Controller 46, bei dem es sich um einen Motor-Controller oder um eine getrennte Steuerung handeln kann, die so ausgelegt ist, dass sie den Mechanismus 44 dergestalt reguliert, dass dieser die gewünschte Sollstellung des Verschlusses 30 auswählt. Der Controller 46 kann außerdem so ausgelegt sein, dass er den Lüfter 22, falls der Lüfter elektrisch angetrieben wird, sowie ein Thermostat (nicht gezeigt) betätigt, das für die Regulierung der Kühlmittelumwälzung ausgelegt ist, wie dies dem Fachmann verständlich ist.
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Der Controller 46 ist so programmiert, dass er den Mechanismus 44 in Übereinstimmung mit der Last des Motors 14 und demgemäß entsprechend der durch den Sensor 26 erfassten Temperatur des Kühlmittels reguliert. Die erhöhte Temperatur des temperaturerhöhten Kühlmittels 18 ist durch die Wärme bedingt, die durch den unter Last stehenden Motor 14 erzeugt wird. Wie dem Fachmann bekannt, ist eine Motorlast in der Regel von den Betriebsbedingungen abhängig, denen das Fahrzeug 10 unterworfen ist, beispielsweise bei einer Bergauffahrt und/oder beim Ziehen eines Anhängers. Die auf den Motor 14 wirkende Last führt im Allgemeinen zu einer erhöhten Temperatur im Motorinneren, was wiederum eine Kühlung des Motors erforderlich macht, um dessen gewünschte Leistung und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Vor dem Austreten des Kühlmittels aus dem Motor 14 wird dieses im Inneren des Motors so geleitet, dass es am effektivsten Wärme von kritischen Motorbauteilen, wie beispielsweise Lagern (nicht gezeigt, jedoch dem Fachmann bekannt) abführt. Dabei wird das Kühlmittel in der Regel von einer Fluidpumpe (nicht gezeigt) kontinuierlich zwischen dem Motor 14 und dem Wärmetauscher 16 umgewälzt.
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Wenn der Verschluss 30, wie in 1 abgebildet, vollständig geschlossen ist, stellen die Luftklappen 32–36 eine Absperrung der Luftströmung 24 an der Kühlergrillöffnung 12 bereit. Ist eine Motorkühlung durch die Kühlergrillöffnung 12 nicht erforderlich, so wird durch einen vollständig geschlossenen Verschluss 30 eine optimierte Aerodynamik für das Fahrzeug 10 geschaffen. Der Verschluss 30 kann durch den Controller 46 auch so reguliert werden, dass der Eintritt der dem Wärmetauscher 16 zuströmenden Luftströmung 24 in variabler Weise begrenzt wird, indem die Luftklappen 32–36, wie in 2 gezeigt, in eine Zwischenstellung gedreht werden, in der die Luftklappen teilweise geschlossen sind. Eine angemessene Zwischenstellung der Luftklappen 32–36 wird durch den Controller 46 gemäß einem programmierten Algorithmus gewählt, um dadurch die gewünschte Kühlwirkung auf den Motor 14 zu beeinflussen. Im vollständig geöffneten Zustand des Verschlusses 30 ist jede Luftklappe 32–36, wie in 3 gezeigt, in eine Stellung parallel zu der Luftströmung 24 gedreht, die durch die Ebene des Verschlusssystems hindurchzudringen bestrebt ist. Ein vollständig geöffneter Verschluss 30 ist somit dergestalt ausgelegt, dass er einen im Wesentlichen ungehinderten Durchgang eines solchen Luftstroms durch die Luftklappenebene des Verschlusses 30 erlaubt.
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Die Kühlergrillöffnung 12, der Wärmetauscher 16, der Sensor 26, der Verschluss 30 und der Controller 46 sind jeweils in ein System 48 zur Steuerung des Betriebs des Lüfters 22 integriert. Während des Betriebs des Systems 48 wird der Lüfter 22 unterhalb eines vorbestimmten Lüfter-Arbeitszykluswerts in einem Aus-Zustand gehalten. Der Begriff ”Arbeitszyklus” (bzw. Auslastungsgrad) ist hier als ein Prozentanteil der maximalen Luftströmung definiert, welche der Lüfter bereitzustellen in der Lage ist, um den Antriebsstrang des Fahrzeugs 10 zu kühlen. Der Arbeitszykluswert des Lüfters 22 wird auf der Grundlage der auf den Antriebsstrang einwirkenden Lasten und der auf ein (nicht gezeigtes) Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechniksystem (HVAC-System) des Fahrzeugs 10 einwirkenden Lasten festgelegt. Der vorbestimmte Arbeitszykluswert wird zusätzlich einer Fahrzeug-Schwellenwertgeschwindigkeit zugeordnet, wobei die Fahrzeug-Schwellenwertgeschwindigkeit in Beziehung zu der Last auf den Motor 14 bestimmt wird. Der vorbestimmte Arbeitszyklus für den Lüfter 22 wird in der Regel empirisch während der Test- und Entwicklungsphase des Fahrzeugs 10 festgelegt und wird zur Regulierung des Lüfters in den Controller 46 einprogrammiert. Als Beispiel ohne einschränkenden Charakter kann die Fahrzeug-Schwellenwertgeschwindigkeit auf 35 Meilen pro Stunde (mph) bzw. 56,35 Stundenkilometer (km/h) eingestellt werden, wobei bei dieser Geschwindigkeit der Arbeitszyklus des Lüfters 22 auf 30% eingestellt werden kann. Gemäß dem Arbeitszyklus wird die Drehzahl des Lüfters 22 erhöht, um einen höheren Prozentanteil der maximalen Luftströmung zu erzeugen, sobald das Fahrzeug 10 die Schwellenwertgeschwindigkeit erreicht.
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Der Controller 46 überwacht und steuert den Betrieb des Lüfters 22 basierend auf dem Arbeitszyklus zum Kühlen des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 10. Demgemäß wird basierend auf dem festgelegten Arbeitszyklus der Lüfter 22 so gesteuert, dass er unterhalb einer vorbestimmten Lüfterdrehzahl liegt, um unterhalb der Schwellenwertgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 einen geringeren Prozentanteil der maximalen Luftströmung bereitzustellen. Somit zeichnet sich der Betrieb des Lüfters 22 durch einen in den Controller 46 einprogrammierten, festgelegten Arbeitszyklus aus und wird die vorbestimmte Drehzahl des Lüfters gemäß dem Arbeitszyklus ausgewählt. Demgemäß kann der Lüfter 22 in einem Bereich unter dem beispielhaften, vorbestimmten 30%-Arbeitszyklus gänzlich abgeschaltet sein und kann dann bei über 30%, beispielsweise bei einem Arbeitszyklus-Wert von 31%, eingeschaltet werden. Während des Betriebs des Lüfters 22 unterhalb der vorbestimmten Drehzahl hält der Controller 46 den Verschluss 30 in der vollständig geschlossenen Stellung. Bevor die vorbestimmte Drehzahl des Lüfters 22 ausgewählt wird, wählt der Controller 46 eine nicht vollständig geschlossene Stellung des Verschlusses 30 aus, um einen kontrollierten Grad an Luftströmung 24 durch die Kühlergrillöffnung 12 zu erlauben, beispielsweise bei 30% des Lüfter-Arbeitszyklus.
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Durch diese Auswahl der nicht vollständig geschlossenen Stellung des Verschlusses 30 vor der Auswahl der vorbestimmten Drehzahl des Lüfters 22 wird gewährleistet, dass der Lüfter nicht versucht, ein Volumen an Luftströmung 24 zu liefern, das infolge des vollständig geschlossenen Verschlusses 30 nicht bereitgestellt werden kann. Die nicht vollständig geschlossene Stellung des Verschlusses 30 kann jede beliebige der Zwischenstellungen umfassen, welche weiter als die in 1 gezeigte, vollständig geschlossene Stellung geöffnet ist, sowie auch die vollständig geöffnete Stellung, welche in 3 gezeigt ist. Der Controller 46 ist weiterhin so angepasst, dass er die vorbestimmte Drehzahl für den Lüfter 22 auswählt, also beispielsweise den Lüfter tatsächlich einschaltet, nachdem der Verschluss 30 in die nicht vollständig geschlossene Stellung gesetzt worden ist. Somit wird das Öffnen des Verschlusses 30 durch den Arbeitszyklus des Lüfters 22 bewerkstelligt.
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Bei einem in Fahrt befindlichen Fahrzeug 10 tritt die Luftströmung 24, die Umgebungstemperatur aufweist und sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit in Bezug auf das Fahrzeug bewegt, durch die Kühlergrillöffnung 12 des Fahrzeugs ein. Die Luftströmung 24, die sich relativ zu einem Fahrzeug 10 bewegt, welches mit einer die Fahrzeug-Schwellenwertgeschwindigkeit übersteigenden Geschwindigkeit unterwegs ist, erzeugt einen beträchtlichen Luftüberdruck an der Kühlergrillöffnung 12 und wird somit als ”Stauluftströmung” bezeichnet. Bei dem Fahrzeug 10, das mit Schwellenwertgeschwindigkeit oder darunter gefahren wird, wobei darin auch der Stillstand des Fahrzeugs mit inbegriffen ist, tritt die Luftströmung 24, die Umgebungstemperatur aufweist und sich mit einer bestimmten, geringen Geschwindigkeit in Bezug auf das Fahrzeug bewegt, durch die Kühlergrillöffnung 12 des Fahrzeugs ein. Die Luftströmung 24, die sich relativ zu dem Fahrzeug 10 bewegt, welches mit einer die Fahrzeug-Schwellenwertgeschwindigkeit unterschreitenden Geschwindigkeit unterwegs ist, erzeugt einen minimalen Überdruck an der Kühlergrillöffnung 12. Daher kann, sofern die auf den Antriebsstrang des Fahrzeugs 10 ausgeübte Last nichts anderes verlangt, der Verschluss 22 in der vollständig geöffneten Stellung gehalten werden.
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Über der Fahrzeug-Schwellenwertgeschwindigkeit erzeugt die Luftströmung 24, die Umgebungstemperatur aufweist und sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit in Bezug auf das Fahrzeug 10 bewegt, ein gewisses Maß an Stauluftströmung an der Kühlergrillöffnung 12. Obwohl bei einem in Fahrt befindlichen Fahrzeug 10 die Luftströmung 24 ein gewisses Maß an Überdruck an der Kühlergrillöffnung 12 erzeugt, kann bei Fahrzeuggeschwindigkeiten über der Schwellenwertgeschwindigkeit und bei gleichzeitig erhöhten Fahrzeugbelastungen die Geschwindigkeit der Luftströmung unter Umständen nicht ausreichen, um eine für die Kühlung des Motors 14 genügende Stauluftströmung zu erzeugen. Dies kann auch dann der Fall sein, wenn der Verschluss 30 vollständig geöffnet ist und die Kühlergrillöffnung 12 ungehinderten Durchgang ermöglicht, zumal sich die auf das Fahrzeug einwirkenden Belastungen bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten, insbesondere bei wärmeren, sommerlichen Temperaturen, beträchtlich erhöhen. Demgemäß kann bei dem über der Schwellenwertgeschwindigkeit fahrenden Fahrzeug 10, wenn der Lüfter 22 mit oder der zweiten vorbestimmten Drehzahl oder darüber betrieben wird, zur Unterstützung der Antriebsstrangkühlung eine vollständig geöffnete Stellung für den Verschluss 30 ausgewählt werden.
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Umgebungstemperaturen nahe bei oder unter dem Gefrierpunkt können zusätzliche Erwägungen für die Kühlung des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 10 darstellen. Wenn die Umgebungstemperatur unter einem vorbestimmten Wert, d. h. nahe bei oder unter dem Gefrierpunkt, liegt, kann eine ausreichende Kühlung des Motors 14 mit der Kühlergrillöffnung 12 entweder in dem teilweise eingeschränkten oder in dem vollständig abgesperrten Zustand erfolgen. Gleichzeitig können die Luftklappen 32–36 und der Mechanismus 44 bei solch tiefen Temperaturen einfrieren und somit blockieren. Um ein Blockieren des Verschlusses 30 in einer ungewollten Stellung zu vermeiden, kann daher, wenn die Umgebungstemperatur unter einem vorbestimmten Wert liegt, ungeachtet der Fahrzeuggeschwindigkeit und -belastung eine geeignete, vorbestimmte Stellung des Verschlusses 30 ausgewählt und festgestellt werden. Die Kühlergrillöffnung 12 kann über die vorbestimmte Stellung des Verschlusses 30 je nach Kühlerfordernis des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 10 in eine beliebige Stellung zwischen dem vollständig geöffneten und dem vollständig eingeschränkten Zustand – unter Miteinbeziehung der jeweiligen Endstellungen – gebracht werden.
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Die vorbestimmte Feststellposition oder eine Anzahl von diskreten, Feststellpositionen des Verschlusses 30, die auch bei Umgebungstemperaturen von nahe bei oder unter dem Gefrierpunkt noch eine ausreichende Kühlung des Antriebsstrangs erlauben würden, können empirisch während der Test- und Entwicklungsphase des Fahrzeugs 10 festgelegt werden. Der Controller 46 kann dazu verwendet werden, die Umgebungstemperatur über einen Temperatursensor (nicht gezeigt) zu überwachen, und die Stellung des Verschlusses 30 über den Mechanismus 44 in Ansprechen darauf, dass die Umgebungstemperatur unter dem vorbestimmten Wert liegt, zu regulieren und festzustellen. Während eine beliebige der diskreten, vorbestimmten Feststellpositionen des Verschlusses 30 ausgewählt ist, kann der Lüfter 22 je nach Antriebsstranglast und festgelegtem Lüfter-Arbeitszyklus entweder in einem Ein-Zustand oder in einem Aus-Zustand betrieben werden. Eine vollständige Ansteuerbarkeit der auswählbaren Stellungen des Verschlusses 30 kann dann wiedererlangt werden, wenn die Umgebungstemperatur wieder über den vorbestimmten Wert ansteigt.
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In 4 ist ein Verfahren 50 zur Erhöhung der Betriebseffizienz eines Antriebsstrangs durch Steuern der Luftströmung 24 durch die Kühlergrillöffnung 12 des Fahrzeugs 10 über den Verschluss 30 gemäß der obigen Beschreibung in Bezug auf 1–3 abgebildet. Das Verfahren beginnt bei Rahmen 52 und schreitet dann zu Rahmen 54 voran, wo es umfasst, dass der Betrieb des Lüfters 22 durch den Controller 46 überwacht wird. Im Anschluss an Rahmen 54 schreitet das Verfahren zu Rahmen 56 voran. In Rahmen 56 umfasst das Verfahren, dass die in 1 gezeigte, vollständig geschlossene Stellung des Verschlusses 30 beibehalten wird, wenn die Drehzahl des Lüfters 22 unter der vorbestimmten Drehzahl liegt.
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Im Anschluss an Rahmen 56 schreitet das Verfahren zu Rahmen 58 voran, wo es umfasst, dass durch den Controller 46 eine nicht vollständig geschlossene Stellung des Verschlusses 30 ausgewählt wird, bevor die vorbestimmte Drehzahl des Lüfters 22 ausgewählt wird. Wie weiter oben beschrieben, kann die nicht vollständig geschlossene Stellung des Verschlusses 30 jede beliebige Stellung umfassen, welche weiter als die in 1 gezeigte, vollständig geschlossene Stellung geöffnet ist, und es kann darin auch die vollständig geöffnete Stellung, welche in 3 gezeigt ist, mit eingeschlossen sein. Nach Rahmen 58 schreitet das Verfahren zu Rahmen 60 voran, wo das Verfahren umfasst, dass die vorbestimmte Drehzahl des Lüfters 22 ausgewählt wird, nachdem die nicht vollständig geschlossene Stellung des Verschlusses 30 ausgewählt worden ist.
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Darüber hinaus kann das Verfahren von Rahmen 52 direkt zu Rahmen 62 voranschreiten, wo das Verfahren umfasst, dass die Umgebungstemperatur überwacht wird. In Rahmen 62 umfasst das Verfahren ungeachtet der Fahrzeuggeschwindigkeit, dass der Controller 46 dazu verwendet wird, um in Ansprechen darauf, dass die Umgebungstemperatur unter einem vorbestimmten Wert liegt, eine vorbestimmte Stellung des Verschlusses 30, welche jede beliebige der in 1–3 gezeigten Stellungen umfassen kann, auszuwählen und festzustellen. Darüber hinaus umfasst das Verfahren in dem optionalen Rahmen 62, dass ein Ein-Zustand bzw. eine Drehzahl des Lüfters 22 oder der Aus-Zustand des Lüfters ausgewählt wird, wenn die vorbestimmte Feststellposition des Verschlusses 30 ausgewählt ist. Durch das Verfahren kann somit der Zustrom für die Luftströmung 24 zu dem Wärmetauscher 16 gänzlich unterbunden werden, indem der Mechanismus 44 so reguliert wird, dass er den Verschluss 30 in die vollständig geschlossene Stellung bringt und dort feststellt.
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Es sind hier zwar die besten Umsetzungsarten der Erfindung im Detail beschrieben, für den Fachmann auf dem Gebiet, zu welchem diese Erfindung gehört, sind jedoch verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen für die Umsetzung der Erfindung im Umfang der beigefügten Ansprüche erkenntlich.