本发明涉及一种用于调节机动车辆的马达舱的空气入口的关闭元件的调节装置。
背景技术：
通常已知给例如汽车、卡车等机动车辆提供包括一个或多个空气入口孔的空气入口。空气入口通常用以在操作过程中冷却机动车辆的马达。空气入口通常位于机动车辆前面的马达前方，例如位于车辆的格栅处和/或车辆的前保险杠下方。空气入口孔也可以位于机动车辆的侧部。
习惯借助于例如水或油的冷却剂来冷却马达。该冷却剂用例如散热器的热交换器中的空气冷却。流经空气入口的空气能够被全部或部分地引导至机动车辆的马达的马达舱的散热器以经由冷却剂间接地冷却马达。
已知马达舱的空气入口由可调节设计制成，由此空气入口能够在打开位置和闭合位置之间调节。
在空气入口的闭合位置中，车辆的空气阻力降低，这有利于马达的燃料消耗。另外，在考虑马达效率、燃料消耗和co2排放的情况下，机动车辆的马达具有最佳操作温度，其通常高于环境温度。当马达冷却时的闭合的空气入口接着再次有利于燃料消耗和/或co2排放。同样，在空气入口打开的驱动过程中，马达的温度能够落至最佳操作温度以下，使得燃料消耗和/或co2排放可以增加。而且，在最佳操作温度之上的操作温度下，马达的燃料消耗和/或co2排放可以增加。
因此，有利的是使空气入口孔具有可调节设计。为此，空气入口通常与包括驱动单元的调节装置联接。在驱动单元的辅助下，空气入口能够闭合和打开。当在闭合的空气入口的情况时，马达的操作温度和/或co2排放向上升太高，空气入口能够再次打开以提供足够的冷却。
调节装置通常包括驱动元件并且通常经过输出轴与关闭元件连接，以由此在打开位置和闭合位置之间调节关闭元件。但是，当达到打开位置或闭合位置时，给电马达的电流供应保持打开。接着重要的是关闭电流供应以防止损坏电马达。
ep2325035中描述了防止损坏电马达的应用方法，通过该方法监测电马达的调节电流。当调节电流达到预设值时，这表明已到达终位，并且给电马达的电流供应被关闭。该方法的缺点是调节电流取决于所有类型的环境因素，诸如温度、湿度等。而且，调节电流可以在电马达之间相互不同。另外，调节装置和/或驱动单元的构造可以影响调节电流。这使测量调节电流成为防止由于到达终位时过载导致电马达损坏的相当不可靠的方法。
同样，有时期望的是能够使关闭元件到预定中间位置，该中间位置在打开位置和闭合位置之间，例如能够准确地给车辆的马达的冷却配量，以便能够接近机动车辆的马达的最佳操作温度。
一种将关闭元件固定在预定中间位置的应用方法是使用步进马达。通过控制步进的数量，能够到达期望的预定中间位置。但是，该方法的缺点是步进马达相对昂贵。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种抵销上述缺点中的至少一项的调节装置。特别地，需要一种防止由于电马达的过载导致的任何损坏的相对可靠的方式。另外，需要一种能够使关闭元件以经济上有利的方式到预定中间位置的调节装置。
为此，本发明提供一种用于至少在空气入口基本闭合的第一位置和空气入口基本打开的第二位置之间调节机动车辆的马达舱的空气入口的关闭元件的调节装置；其中，调节装置设有包括驱动元件的驱动单元，其中，调节装置还设有用于确定驱动元件中的至少一个驱动元件的运动状况的状况确定单元。
通过提供确定至少一个驱动元件的运动状况的状况确定单元，能够间接地确定关闭元件的运动状况。例如，由此能够确定关闭元件是否处于第一位置或第二位置或中间位置。当关闭元件处于第一位置或第二位置中时，给调节装置并由此给电马达的电流供应能够被关断。电马达的过载由此能够减小，使得由于电马达的过载造成的损坏能够减少。因此，电马达能够具有较长寿命。
同样，当关闭元件处于期望的中间位置中时，给调节装置并由此给电马达的电流供应能够被关断，使得关闭元件保持在期望的中间位置。因此，空气入口能够提供准确配量的冷却。
关闭元件能够是关闭带(shutoffstrips)，诸如像可围绕其纵向轴线枢转的直立或卧置元件，或者也能够形成环形百叶窗(ringblinds)或能够形成可调节的可滚动和/或可折叠元件。关闭元件的许多变型是可以的并且被理解为在权利要求的范围内。
通过确定相应驱动元件的例如位置的运动状况，能够以可靠方式确定关闭元件的例如位置的运动状况。关闭元件的位置能够涉及例如位置(理解为覆盖方位)或角位移等。位置能够是例如关闭元件的第一位置或第二位置或中间位置。
由于使相应驱动元件与关闭元件联接的大致机械零件，驱动元件的位置和关闭元件的位置之间的关系是相对可靠关系。这种关系能够例如用实验方法建立并且接着可以例如也对于与相同和/或相当的关闭元件联接的相同和/或相当的调节装置有效。由此建立的关系接着能够输入例如调节装置中、例如状况确定单元中或状况确定单元的控制元件中，并且/或者调节装置由此可以被校准。替代地或附加地，例如车辆的平板计算机或马达管理单元的用于控制调节装置的中央控制单元由此能够被校准并且/或者上述关系能够被输入其中。
驱动单元通常包括电马达和由电马达驱动的驱动系。驱动系又具有输出驱动轴，该输出驱动轴能够与关闭元件联接，用于关闭元件的调节。驱动系通常包括用于将电马达的输出轴与调节关闭元件用的调节装置的输出驱动轴联接的至少一个减速元件。驱动单元包括驱动元件，同时减速元件、电马达或驱动系的输出驱动轴形成调节装置的驱动元件。同样，电马达的输出轴或另一元件的输出轴能够被认为是驱动元件。电马达优选地是直流电马达，更优选地是直流刷电马达，与步进马达形成对照。
驱动元件的运动状况能够包括位置、运动速度、运动加速度和/或运动方向中的至少一种。驱动元件的位置例如能够是例如当驱动元件是轴或减速轮时的旋转位置。驱动元件的位置以有利的方式与关闭元件的位置相关，这甚至可能是直接比例关系。驱动元件的运动方向优选地与关闭元件的运动方向相关。驱动元件的运动速度和运动加速度优选地提供有关电马达的负载状况的信息。这些因此可以与确定电马达负载多重和/或电流供应切断是否可能是必要的关联。
状况确定单元优选地包括可检测元件、用于检测可检测元件的检测元件、和控制元件。有利地，状况确定单元、尤其是其控制元件例如在工厂中在组装之后和/或在每次例如起动车辆的使用时被一次校准和/或设置。驱动元件的例如位置的运动状况和关闭元件的例如位置的运动状况之间的关系优选地在投入使用开始之前，更优选地在安装开始之前，例如通过填入和/或程控和/或配置参数而配置在控制元件中。控制元件例如能够是cpu，其在状况确定单元的生产和/或组装过程中被配置。
在操作过程中，控制元件从检测传感器接收有关驱动元件的运动状况的信号。控制元件接着可以被配置为使得如果驱动元件的运动状况到达预定位置，这对应于关闭元件的第一或第二位置。在这种情况中，控制元件能够关闭给电马达的电流供应，使得对电马达的损害能够被限制和/或降低并且电马达的寿命可以更长。可选地，给电马达的电流供应能够在预设延迟时间之后关闭，以由此更确定已到达第一或第二位置或中间位置。
替代地或附加地，可以使得控制元件被配置成使驱动元件的特定位置对应于关闭元件的特定中间位置，中间位置是第一位置和第二位置之间的位置。因此，同样能够得知关闭元件的中间位置。如果目前状况确定单元建立起已到达关闭元件的预设中间位置，控制元件能够关闭给电马达的电流供应。关闭元件接着布置在期望的中间位置。
通过使驱动单元具有自制动设计，关闭元件在中间位置的位置能够以简单的方式固定。
而且，控制元件可以被配置为使得如果驱动元件的运动状况达到预定速度或加速度，例如如果速度落至特定值以下，或者例如如果加速度对应于预固定减速，这对应于关闭元件到达第一或第二位置。也在这种情况下，控制元件能够关闭给电马达的电流供应。
调节装置的有利实施方式是如果关闭元件卡在不期望位置，例如由于甚至在已到达极限位置之一或预设中间位置之前诸如分支或一个或多个指状部的物体妨碍关闭元件的进一步调节，控制元件能够有利地在诸如分支或指状部的物体损坏关闭元件之前关闭给电马达的电流供应。这能够例如通过检测关闭带强力制动或通过检测关闭带的位置未改变或几乎未改变来完成。
替代地或附加地，控制元件能够向诸如平板计算机或马达管理单元的中央控制单元发送作为输出信号的有关减速元件的运动状况的信息。中央控制单元可以设有控制部件，其根据接收的信号确定给调节装置的电马达的电流供应是否被关闭。
同样可设想对中央控制单元的上述配置和输出信号的结合。而且，可以使得控制元件和/或中央控制单元的控制被配置成使驱动元件的特定位置对应于关闭元件的特定中间位置。因此，同样得知关闭元件的中间位置。如果目前控制元件建立起已到达关闭元件的预设中间位置，其也能够向中央控制单元发送输出信号以关闭电流供应。替代地，控制元件能够向中央控制单元发送有关驱动元件的位置的信息，使得中央控制单元的控制能够确定是否已到达关闭元件的期望位置以关闭电流供应。虽然在这种情况中电马达的过载没有直接损害和导致的损害，以此方式也能够相对准确且相对可靠地设置关闭元件的中间位置。
状况确定单元能够光学地和/或电气地和/或磁性地和/或机电地确定驱动元件的状况。其它的检测方式也是可以的。可检测元件由此能够是光学元件和/或电气元件和/或磁性元件和/或机电元件。检测元件被实施为用于检测可检测元件的检测传感器，并且由此能够被实施用于检测光学元件和/或电气元件和/或磁性元件和/或机电元件。
例如，驱动元件可以设有至少一个磁性元件，同时状况确定单元还包括用于检测磁性元件的检测传感器。通过例如计算在特定时间过程中磁性元件的通路(passages)数量，驱动元件的例如位置、速度或加速度的状况能够被确定。通过给状况确定单元提供基本一个接一个布置的至少两个检测传感器、例如两个霍尔传感器，状况确定单元能够相对简单地检测驱动元件的运动方向。在优选实施方式中，驱动元件可以设有包括至少一个磁性元件的多极化磁环。通过将检测传感器设置在磁环的径向位置上，磁性元件的通路能够以可靠的方式计算。
替代地，驱动元件的状况能够被光学地建立。例如，驱动元件可以设有至少一个反射元件。在反射元件的几乎相等的径向位置，光源和检测传感器能够随后被设置，其中检测传感器检测由反射元件反射的光。通过计算发射，反射元件的通路数量能够被计算，使得减速元件的位置和/或速度和/或加速度和/或方向能够被确定。同样，经由减速元件中的一个或多个光传输开口，光可以好像以脉冲形式被引导至检测传感器。
类似地，驱动元件的状况能够电气地建立。例如，驱动元件可以设有导电元件。通过在距传导元件几乎相等径向距离处设置例如碳刷的检测传感器，那么当与传导元件接触时，能够检测可能弱的电流。以此方式，传导元件的通路数量能够被计算并且通过此能够确定减速元件的位置和/或速度和/或加速度和/或方向。
状况确定单元能够被实施以所有类型的其它检测传感器。因此，用于测量电场的检测传感器或者用于图像识别的传感器能够被使用。这些实施方式不在这里进一步阐述，因为它们可以是本领域技术人员熟知的。
进一步有利的实施方式在从属权利要求中表示。
本发明还涉及一种用于调节机动车辆的马达舱的空气入口的关闭元件的方法。
附图说明
以下将基于在附图中表明的示例性实施方式更详细地阐明本发明。在附图中：
图1示出根据本发明的状况确定单元的工作示意图；以及
图2示出根据本发明的调节装置的示意立体图。
注意，附图仅当作本发明的示例性实施方式的示意性表示示出并且不应以任何方式被认为是限制。在附图中，相同或相应的部件以相同或相应的附图标记表示。
具体实施方式
图1示出根据本发明的状况确定单元3的工作示意图。状况确定单元3在这里用于确定调节关闭元件14用调节装置1的驱动元件2a的运动状况。其运动状况待确定的驱动元件2a在这里是驱动单元2的驱动系13的减速元件2a。替代地，其运动状况待确定的驱动元件2a能够是另外的驱动元件2b、2c，诸如驱动单元2的电马达12的输出轴或驱动单元2的输出轴2c。
状况确定单元3包括可检测元件4。可检测元件4在这里设置在由相应的减速元件2a形成的驱动元件2a上或驱动元件2a中。替代地，可检测元件4可以设置在另外的驱动元件上或另外的驱动元件中，例如另一减速元件2b、电马达12的输出轴、或驱动单元2的输出轴2c上或另一减速元件2b、电马达12的输出轴、或驱动单元2的输出轴2c中。
此外，状况确定单元3包括用于检测可检测元件4的检测元件5，以及控制元件6。检测元件5例如是检测传感器5。
在操作过程中，检测传感器5检测来自可检测元件4的d。检测传感器5其上向控制元件6发送有关检测的信号s。信号s包括有关可检测元件4的运动状况的信息，诸如像有关可检测元件4的位置、运动速度、运动加速度和/或运动方向的信息。有关可检测元件4的运动状况的信息对应于例如设有可检测元件4的驱动元件2a的运动状况，运动状况包括例如驱动元件2a的位置、运动速度、运动加速度和/或运动方向。
在所示例子中，控制元件6被设计成处理信息并且基于从检测传感器5获得的信号s建立关闭元件14的运动状况。为此，例如，控制元件6能够包括处理器，优选地以cpu的形式。此外，控制元件6被设计成确定给电马达12的电流供应e是否被关断。而且，控制元件6被设计成关断给电马达12的电流供应e并且如果必要的话再次打开给电马达12的电流供应e。
替代地或附加地，控制元件6被设计成例如经由lin总线和/或例如如果中央控制单元7有需要，向用于控制调节单元1的中央控制单元7发送输出信号o。输出信号o能够包括有关可检测元件4的运动状况的信息和/或有关关闭元件的运动状况的信息。中央控制单元7能够例如是单板计算机或布置在单板计算机和调节单元1之间的马达管理单元。中央控制单元7被设计成给控制元件6指令，以关断或打开给电马达12的电流供应e。替代地，中央控制单元7能够例如被设计成关断或打开给驱动单元2本身的直流电供应。
优选地，控制元件6和/或中央控制单元7被构造和/或设置成使得驱动元件2a的特定位置对应于关闭元件14的特定终位或中间位置。为此，控制元件6和/或中央控制单元7可以优选地在将状况确定单元3投入使用开始之前例如一次提供有有关驱动元件2a的运动状况和关闭元件14的运动状况之间的关系的信息8。信息8能够包括例如填入和/或程控和/或配置入控制元件6和/或中央控制单元7中的参数。
图2示出根据本发明的调节装置1的示意立体图。调节装置1适于至少在空气入口基本闭合的第一位置和空气入口基本打开的第二位置之间调节机动车辆的马达舱的空气入口的关闭元件。调节装置1包括驱动单元2，驱动单元2包括用于驱动待调节的关闭带的输出驱动轴2c。驱动单元2在这里还包括驱动系13和电马达，图2中未示出，优选为dc电马达，用于驱动联接至其的驱动系13。驱动系13包括至少一个减速元件。在优选实施方式中，驱动系13能够例如包括复合行星齿轮系统、针摆驱动系统或谐波驱动系统。替代地或附加地，驱动系13能够包括例如进行非旋转运动的齿条或另外的驱动元件。驱动单元2包括诸如电马达的驱动元件、或减速元件2a或输出驱动轴2c等。
这里，驱动系13还包括联接至电马达的蜗轮(未示出)。蜗轮与驱动系13的描绘出的第一齿轮2a联接。第一齿轮2a在这里形成用于将电马达的输出轴的速度以至少部分地减小的方式传递至驱动单元2的输出驱动轴2c的减速元件2a。虽然其运动状况待确定的减速元件2a能够由此在这里以旋转方式运动，注意其运动状况待确定的减速元件2a能够替代地进行不同的运动，例如基本线性或椭圆运动。
调节装置1还设有用于确定驱动元件2a的运动状况的状况确定单元3，驱动元件2a在这里由第一齿轮2a形式的减速元件2a形成。确定驱动元件2a的运动状况能够以所有类型的传统方式完成，例如光学地和/或电气地和/或磁性地。
状况确定单元3在这里包括例如设置在驱动元件2a上的可检测元件4。而且，状况确定单元3包括检测传感器5。检测传感器5优选地例如通过大致将其固定至调节装置1的壳体10和/或关于壳体10固定而与固定系基本固定地连接。
在所示例子中，可检测元件4以磁性元件4a的形式设置，并且传感器5以用于检测磁性元件4a的检测传感器5a的形式设置。在所示例子中，检测传感器5a包括两个并列传感器5a1、5a2，使得能够相对简单地确定磁性元件4a的旋转方向及由此确定驱动元件2a的旋转方向。在所示例子中，状况确定单元3以磁性方式检测驱动元件2a的运动状况。
优选地，驱动元件2a包括若干可检测元件4。这里，驱动元件2a包括例如多极化磁环9，该多极化磁环9包括若干磁性元件4a。
替代地，状况确定单元3以不同的方式检测驱动元件2a的运动状况。为此，状况确定单元3可以例如被设计用于光学地和/或电气地确定驱动元件2a的运动状况。
参照图1，状况确定单元3在示例性实施方式中能够包括用于检测诸如导电元件4的可电检测元件的电检测传感器5。电检测传感器5接着能够包括例如一个或多个碳刷。
在替代实施方式中，驱动元件2a设有一个或多个光传输元件4、镜元件4、光学可见的标记4或能够由诸如照相机5或红外传感器5的光传感器或其它光学检测传感器5检测的其它设置4。光传输元件4能够包括例如驱动元件2a的通路、凹部或透明部分。
通过将可检测元件4设置成相互和/或在其长度上不同和/或将可检测元件4之间的相互距离设置成不恒定，能够相对简单地检测运动方向。为此，元件4能够相互和/或在其长度上不同，例如形状、尺寸、传导性、磁力、反射性和/或半透明。注意，可检测元件4的长度被理解为在可检测元件4通过检测传感器5的方向11上观察的长度。
本发明并不限于上述示例性实施方式。许多变型是可以的并且本领域技术人员将清楚。这些变型被理解为在以下权利要求的范围内。