DE102011087120A1

DE102011087120A1 - Adjusting drive for air passage device for cooling engine of vehicle, has electromagnetic actuator decoupling driving apparatus from output element, and sensor device attached to output element to detect position of output element

Info

Publication number: DE102011087120A1
Application number: DE102011087120A
Authority: DE
Inventors: Jovan Knezevic; Anto Mijac
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2031-11-26
Also published as: DE102011087120B4

Abstract

The drive (2) has an output element (25) adjusted for adjusting an air passage device (1) between an open position and a closed position. A driving apparatus i.e. electromotor, drives the output element. An electromagnetic actuator (24) couples the driving apparatus with the output element for adjusting the air passage device in a position and decouples the driving apparatus from the output element in another position, so that the output element is moved independent of the driving apparatus. A sensor device (5) is attached to the output element to detect a position of the output element.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb einer Luftdurchlassvorrichtung für eine Motorkühlung eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to an actuator of an air passage device for engine cooling of a vehicle according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Stellantrieb weist ein Abtriebselement sowie eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Abtriebselements auf. Das Abtriebselement ist zum Verstellen der Luftdurchlassvorrichtung zwischen einer offenen Stellung, in der die Luftdurchlassvorrichtung zum Durchlassen eines Luftstroms geöffnet ist, und einer geschlossenen Stellung, in der die Luftdurchlassvorrichtung zum Minimieren eines Luftstroms geschlossen ist, verstellbar. Such an actuator has an output element and a drive device for driving the output element. The output member is adjustable for adjusting the air passage device between an open position in which the air passage device is open for passing an air flow, and a closed position in which the air passage device is closed for minimizing an air flow.

Eine Luftdurchlassvorrichtung, im Rahmen derer der Stellantrieb Verwendung findet, kann beispielsweise an einem vorderen Ende eines Fahrzeugs, z. B. im Bereich des Kühlergrills, angeordnet sein und einen Luftstrom in einen Motorraum des Fahrzeugs regeln. Die Luftdurchlassvorrichtung kann beispielsweise Lamellen oder Klappen aufweisen, die zum Verstellen der Luftdurchlassvorrichtung zwischen der offenen Stellung und der geschlossenen Stellung bewegt werden können, um die Luftdurchlassvorrichtung wahlweise zu verschließen (und dadurch einen Luftstrom zu unterbinden) oder zu öffnen (um einen Luftstrom in den Motorraum zu erlauben). An air passage device, in the context of which the actuator is used, for example, at a front end of a vehicle, for. B. in the area of the grille, and regulate an air flow in an engine compartment of the vehicle. The air passage device may include, for example, louvers or flaps that can be moved between the open position and the closed position for adjusting the air passage device to selectively occlude (and thereby block airflow) or open the air passage device (to direct airflow into the engine compartment to allow).

Die Antriebsvorrichtung dient zum Antreiben des Abtriebselements und somit zum Bewegen des Abtriebselements zum Verstellen der Luftdurchlassvorrichtung. Zusätzlich ist ein elektromagnetischer Aktuator vorgesehen, der ausgebildet ist, in einer ersten Stellung eine Kopplung der Antriebsvorrichtung mit dem Abtriebselement zum Verstellen der Luftdurchlassvorrichtung zu bewirken und in einer zweiten Stellung die Antriebsvorrichtung von dem Abtriebselement zu entkoppeln, so dass das Abtriebselement unabhängig von der Antriebsvorrichtung bewegt werden kann. Mittels des elektromagnetischen Aktuators wird eine Sicherungsfunktion (so genannte „Fail-Safe“-Funktion) bereitgestellt, die im Bedarfsfall eine Bewegung des Abtriebselements unabhängig von der Antriebsvorrichtung ermöglicht, um bei einem Ausfall beispielsweise eines Energieversorgungssystems des Fahrzeugs ein Öffnen der Luftdurchlassvorrichtung zum Bereitstellen einer Kühlung des Motors zu ermöglichen. The drive device serves for driving the output element and thus for moving the output element for adjusting the air passage device. In addition, an electromagnetic actuator is provided, which is designed to effect a coupling of the drive device to the output element for adjusting the air passage device in a first position and to decouple the drive device from the output element in a second position, so that the output element moves independently of the drive device can be. By means of the electromagnetic actuator, a safety function (so-called "fail-safe" function) is provided, which allows, if necessary, a movement of the output element independently of the drive device, in case of failure of, for example, a power supply system of the vehicle opening the air passage device to provide cooling to allow the engine.

Hintergrund hierbei ist, dass insbesondere dann, wenn die Antriebsvorrichtung selbsthemmend ausgebildet ist, eine starre Kopplung des Abtriebselements mit der Antriebsvorrichtung dazu führen würde, dass das Abtriebselement und somit auch die Luftdurchlassvorrichtung nicht mehr verstellt werden könnte, wenn die Antriebsvorrichtung aufgrund einer Fehlfunktion der Energieversorgung nicht (mehr) betätigt werden kann. Um in einem solchen Fall insbesondere ein Öffnen der Luftdurchlassvorrichtung zu ermöglichen, kann mittels des Aktuators das Abtriebselement im Bedarfsfall von der Antriebsvorrichtung entkoppelt werden, so dass das Abtriebselement und somit auch die Luftdurchlassvorrichtung unabhängig von der Antriebsvorrichtung bewegt werden können und dadurch die Luftdurchlassvorrichtung z.B. bei einem Ausfall der Energieversorgung ohne Betätigen der Antriebsvorrichtung verstellt werden kann. The background here is that, in particular when the drive device is designed to be self-locking, a rigid coupling of the output element with the drive device would lead to the output element and thus also the air passage device could not be adjusted if the drive device due to a malfunction of the power supply not (more) can be operated. In order to allow opening of the air passage device in such a case in particular, by means of the actuator, the output element can be decoupled from the drive device, if necessary, so that the output element and thus also the air passage device can be moved independently of the drive device and thereby the air passage device. can be adjusted in case of failure of the power supply without operating the drive device.

Bei herkömmlichen Verstellsystemen, bei denen über eine Antriebsvorrichtung ein Verstellteil verstellt wird, ist bekannt, die Position des Verstellteils dadurch zu ermitteln, dass die Bewegung eines Rotors, beispielsweise einer Antriebswelle, der Antriebsvorrichtung durch geeignete Sensoren überwacht wird, indem beispielsweise die Umdrehungen des Rotors gezählt werden. Dazu können Sensoren zum Erfassen einer Drehbewegung der Antriebswelle eingesetzt werden, oder ein Motorstrom kann überwacht werden, um beispielsweise anhand von Stromspitzen, die periodisch bei einer Umdrehung des Rotors wiederkehren, auf eine Bewegung und Position der Antriebswelle zurückzuschließen. In conventional adjustment systems, in which an adjusting part is adjusted by means of a drive device, it is known to determine the position of the adjustment part by monitoring the movement of a rotor, for example a drive shaft, of the drive device by suitable sensors, for example by counting the revolutions of the rotor become. For this purpose, sensors for detecting a rotational movement of the drive shaft can be used, or a motor current can be monitored in order, for example, to draw conclusions about a movement and position of the drive shaft on the basis of current peaks that recur periodically during one revolution of the rotor.

Bei einem Fensterheber beispielsweise, bei dem eine Antriebsvorrichtung ein Verstellteil in Form einer Fensterscheibe antreibt, ist auf diese Weise zuverlässig die Erfassung der Position der Fensterscheibe möglich, weil die Antriebsvorrichtung starr mit der Fensterscheibe gekoppelt ist und die Verstellposition der Fensterscheibe korreliert ist mit der Position der Antriebswelle der Antriebsvorrichtung. In a window lifter, for example, in which a drive device drives an adjustment part in the form of a window pane, reliably detecting the position of the window pane is possible in this way because the drive device is rigidly coupled to the window pane and the adjustment position of the window pane is correlated with the position of the window pane Drive shaft of the drive device.

Weil bei dem hier betroffenen Stellantrieb einer Luftdurchlassvorrichtung eine Bewegung des Abtriebselements bei einer Auslösung des Aktuators gegebenenfalls auch unabhängig von der Antriebsvorrichtung möglich ist, ist vorliegend durch Erfassung und Überwachung einer Rotorposition der Antriebsvorrichtung es nicht möglich, einen zuverlässigen Rückschluss auf die Stellung der Luftdurchlassvorrichtung zu ziehen. Dies ist nur möglich, wenn in einem normalen Betrieb des Stellantriebs der Aktuator sich in seiner ersten Stellung befindet, in der die Antriebsvorrichtung mit dem Abtriebselement zum Verstellen der Luftdurchlassvorrichtung gekoppelt ist. Da aber nicht ausgeschlossen werden kann, dass auch in einem normalen Betrieb bei funktionierender Energieversorgung es zu einer (Fehl-)Auslösung des Aktuators und somit zu einem Überführen des Aktuators von der ersten Stellung in die zweite Stellung kommt (beispielsweise bei Überfahren einer Schlechtwegstrecke und daraus herrührender Kraftwirkung auf den Aktuator), muss im Betrieb zusätzlich die Stellung des Aktuators überwacht werden, was allein mit einer Erfassung einer Rotorbewegung an der Antriebsvorrichtung nicht möglich ist. Because in the case of the actuator of an air passage device affected here, a movement of the output element is also possible independently of the drive device when the actuator is triggered, it is not possible to draw a reliable conclusion on the position of the air passage device by detecting and monitoring a rotor position of the drive device , This is only possible if in a normal operation of the actuator, the actuator is in its first position, in which the drive device is coupled to the output element for adjusting the air passage device. However, since it can not be ruled out that even in normal operation when the power supply is functioning, there is a (false) triggering of the actuator and thus a transfer of the actuator from the first position to the second position (for example when driving over a poor road and from it originating force on the actuator), the position of the actuator must be monitored during operation in addition, which is not possible only with a detection of a rotor movement on the drive device.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Stellantrieb einer Luftdurchlassvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei dem auf möglichst einfache, sichere und zuverlässige Weise die Stellung der Luftdurchlassvorrichtung im Betrieb überwacht werden kann. The object of the present invention is to provide an actuator of an air passage device in which the position of the air passage device can be monitored during operation in the simplest possible, safe and reliable manner.

Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by an article having the features of claim 1.

Demnach ist eine Sensoreinrichtung vorgesehen, die dem Abtriebselement zugeordnet und ausgebildet ist, die Position des Abtriebselements zu erfassen. Accordingly, a sensor device is provided, which is assigned to the output element and designed to detect the position of the output element.

Die vorliegende Erfindung geht von dem Gedanken aus, zum Überwachen der Stellung der Luftdurchlassvorrichtung nicht die Position eines Rotors der Antriebsvorrichtung, beispielsweise einer Antriebswelle der Antriebsvorrichtung, zu überwachen, sondern eines Bauteils, das starr mit Lamellen oder Klappen der Luftdurchlassvorrichtung gekoppelt ist und somit einen eindeutigen Rückschluss auf die Stellung der Lamellen oder Klappen der Luftdurchlassvorrichtung zulässt. Dadurch, dass die Sensoreinrichtung dem Abtriebselement zugeordnet ist und dessen Position erfasst, gibt die Sensoreinrichtung Auskunft über die aktuelle Position des Abtriebselements und damit auch über die Stellung der Luftdurchlassvorrichtung. The present invention is based on the idea not to monitor the position of a rotor of the drive device, for example a drive shaft of the drive device, for monitoring the position of the air passage device, but of a component that is rigidly coupled to louvers or flaps of the air passage device and thus a unique Conclusion on the position of the slats or flaps of the air passage device allows. Because the sensor device is assigned to the output element and detects its position, the sensor device provides information about the current position of the output element and thus also about the position of the air passage device.

Weil dann, wenn der Aktuator sich in der zweiten Stellung befindet und das Abtriebselement somit von der Antriebsvorrichtung entkoppelt ist, die Position des Abtriebselements ggf. unabhängig von der aktuellen Stellung der Antriebsvorrichtung ist, kann die Position des Abtriebselements sich von der aktuellen Lage eines Rotors, z. B. der Antriebswelle, der Antriebsvorrichtung unterscheiden. Dadurch, dass mit dem Abtriebselement ein Bauteil überwacht wird, dessen Position starr mit der Stellung der Luftdurchlassvorrichtung korreliert ist, kann in jedem Fall in sicherer und zuverlässiger Weise auf die Stellung der Luftdurchlassvorrichtung zurückgeschlossen werden. Because then, when the actuator is in the second position and the output element is thus decoupled from the drive device, the position of the output element is possibly independent of the current position of the drive device, the position of the output element can be different from the current position of a rotor, z. B. the drive shaft, the drive device differ. Characterized in that the output member is monitored, a component whose position is rigidly correlated with the position of the air passage device, can in each case be deduced in a safe and reliable manner to the position of the air passage device.

Die Erkennung der Stellung der Luftdurchlassvorrichtung erfolgt somit durch Erfassen der Position eines Bauteils (nämlich des Abtriebselements), dessen Position direkt mit der Stellung der Luftdurchlassvorrichtung korreliert ist. Auch bei einer (Fehl-)Auslösung des Aktuators kann somit in sicherer Weise die aktuelle Stellung der Luftdurchlassvorrichtung angezeigt werden. Recognition of the position of the air passage device thus takes place by detecting the position of a component (namely the output element) whose position is directly correlated with the position of the air passage device. Even with a (false) triggering of the actuator can thus be displayed in a secure manner, the current position of the air passage device.

Dadurch, dass die Position des Abtriebselements erfasst wird, ist eine Sensorik an der Antriebsvorrichtung zum Erfassen der Position eines Rotors, insbesondere der Antriebswelle, der Antriebsvorrichtung nicht erforderlich. Auf diese Weise kann Bauraum in der Umgebung der Antriebsvorrichtung gespart und für eine verbesserte Lagerung der bewegten Teile der Antriebsvorrichtung genutzt werden. Characterized in that the position of the output element is detected, a sensor on the drive device for detecting the position of a rotor, in particular the drive shaft, the drive device is not required. In this way, space in the vicinity of the drive device can be saved and used for improved storage of the moving parts of the drive device.

Der Stellantrieb kann zusätzlich eine elektronische Steuereinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, ein Sensorsignal der Sensoreinrichtung zum Erfassen der Position des Abtriebselements auszuwerten. Die elektronische Steuereinrichtung kann hierbei zusätzlich zur Auswertung der Position des Abtriebselements dazu ausgebildet sein, zusätzlich zu dem Sensorsignal der Sensoreinrichtung eine Kenninformation der Antriebsvorrichtung zum Erkennen einer (Fehl-)Auslösung des Aktuators und einem daraus resultierenden Überführen des Aktuators von der ersten Stellung in die zweite Stellung auszuwerten. Bei der Kenninformation kann es sich beispielsweise um einen Motorstrom der Antriebsvorrichtung oder die Position einer Antriebswelle der Antriebsvorrichtung handeln, die die Steuereinrichtung auswertet, um zu bestimmen, ob eine Fehlauslösung des Aktuators stattgefunden hat. The actuator may additionally have an electronic control device which is designed to evaluate a sensor signal of the sensor device for detecting the position of the output element. In addition to the evaluation of the position of the output element, the electronic control device may be designed to provide identification information of the drive device for detecting a (false) triggering of the actuator and a resultant transfer of the actuator from the first position to the second position Evaluate position. The identification information may be, for example, a motor current of the drive device or the position of a drive shaft of the drive device, which evaluates the control device to determine whether a false triggering of the actuator has taken place.

Hintergrund ist hierbei, dass grundsätzlich im normalen Betrieb das Abtriebselement angetrieben durch die Antriebsvorrichtung verstellt wird und die Position eines Rotors der Antriebsvorrichtung, beispielsweise die Position der Antriebswelle der Antriebsvorrichtung korreliert ist mit der Position des Abtriebselements. Stellt die Steuereinrichtung bei Auswertung der Position des Abtriebselements und beispielsweise des Motorstroms fest, dass im normalen Betrieb der Antriebsvorrichtung es zu einer unabhängigen Verstellbewegung des Abtriebselements von der Antriebsvorrichtung kommt, so lässt dies auf ein Fehlauslösen des Aktuators schließen, was durch Auswerten der Verstellposition des Abtriebselements und zusätzlich von Kenninformationen der Antriebsvorrichtung angezeigt werden kann. The background here is that, in principle, the driven element is driven by the drive device in normal operation and the position of a rotor of the drive device, for example the position of the drive shaft of the drive device is correlated with the position of the output element. If the control device determines when evaluating the position of the output element and, for example, the motor current that during normal operation of the drive device it comes to an independent adjustment of the output element of the drive device, this can be a false triggering of the actuator close, which by evaluating the adjustment of the output element and in addition can be displayed by characteristic information of the drive device.

Durch eine einzige Sensoreinrichtung, die die Position des Abtriebselements erfasst, kann somit in eindeutiger Weise die aktuelle Stellung der Luftdurchlassvorrichtung detektiert werden, und zum anderen kann eine fälschliche Auslösung des Aktuators erfasst werden. Ein zusätzlicher Sensor zum Überwachen des Aktuators ist nicht erforderlich, was Bauraum und Bauteile spart. By a single sensor device, which detects the position of the output element, thus, the current position of the air passage device can be detected in a unique way, and on the other hand, a false triggering of the actuator can be detected. An additional sensor for monitoring the actuator is not required, which saves installation space and components.

Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise einen Hall-Sensor aufweisen. Der Hall-Sensor wirkt mit dem Abtriebselement zusammen und erfasst die Position des Abtriebselements, so dass aus einem Sensorsignal des Hall-Sensors auf die Position des Abtriebselements und darüber auf die Stellung der Luftdurchlassvorrichtung zurückgeschlossen werden kann. The sensor device may, for example, have a Hall sensor. The Hall sensor cooperates with the output element and detects the position of the output element, so that it can be deduced from a sensor signal of the Hall sensor on the position of the output element and on the position of the air passage device.

Die Sensoreinrichtung kann zusätzlich einen Magneten zum Erzeugen eines magnetischen Feldes an dem Hall-Sensor aufweisen. Mittels des Magneten wird der Hall-Sensor magnetisch vorgespannt derart, dass bei Vorbeibewegen beispielsweise einer aus einem ferromagnetischen Material gefertigten Zahnanordnung des Abtriebselements an dem vorgespannten Hall-Sensor das magnetische Feld an dem Hall-Sensor beeinflusst und darüber ein Sensorsignal an dem Hall-Sensor erzeugt wird. The sensor device may additionally comprise a magnet for generating a magnetic field have at the Hall sensor. By means of the magnet, the Hall sensor is magnetically biased such that when moving past, for example, made of a ferromagnetic material tooth arrangement of the output element to the biased Hall sensor, the magnetic field on the Hall sensor influenced and generates a sensor signal to the Hall sensor becomes.

Alternativ kann der Hall-Sensor auch ohne einen vorspannenden Magneten betrieben werden. In diesem Fall weist das Abtriebselement vorteilhafterweise eine Magnetanordnung auf, die bei einer Bewegung des Abtriebselements an dem Hall-Sensor vorbeibewegt wird, um auf diese Weise ein Sensorsignal an dem Hall-Sensor zu erzeugen. Alternatively, the Hall sensor can also be operated without a biasing magnet. In this case, the output element advantageously has a magnet arrangement, which is moved past the Hall sensor during a movement of the output element, in order to generate a sensor signal at the Hall sensor in this way.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen: The idea underlying the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the figures. Show it:

1 Eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einer vorne am Fahrzeug angeordneten Luftdurchlassvorrichtung; 1 A schematic view of a vehicle with a front arranged on the vehicle air passage device;

2A–2D Ansichten eines Stellantriebs einer Luftdurchlassvorrichtung in einem Normalbetrieb; 2A - 2D Views of an actuator of an air passage device in a normal operation;

3A–3D Ansichten des Stellantriebs mit dem Aktuator in nicht aktiviertem Zustand und dem Abtriebselement in einem Abschnitt seines Stellwegs, der einer geschlossenen oder nahezu geschlossenen Luftdurchlassvorrichtung entspricht; 3A - 3D Views of the actuator with the actuator in the non-activated state and the output element in a portion of its travel, which corresponds to a closed or almost closed air passage device;

4A–4C Ansichten des Stellantriebs, darstellend das Rückführen des Stellantriebs in einen betriebsgemäßen Zustand nach einer erfolgten Relativbewegung des Abtriebselements relativ zu einem Antriebsrad des Stellantriebs; 4A - 4C View of the actuator, representing the return of the actuator in an operative state after a successful relative movement of the output element relative to a drive wheel of the actuator;

5 eine schematische Ansicht eines Stellantriebs mit einer Sensoreinrichtung zum Überwachen der Position eines Abtriebselements, das mit Lamellen einer Luftdurchlassvorrichtung gekoppelt ist; 5 a schematic view of an actuator with a sensor device for monitoring the position of an output element which is coupled to fins of an air passage device;

6 eine schematische Ansicht eines vorgespannten Hall-Sensors der Sensoreinrichtung in Zusammenwirken mit einem Abtriebselement mit einer Zahnanordnung; und 6 a schematic view of a biased Hall sensor of the sensor device in cooperation with an output element with a tooth arrangement; and

7 eine schematische Ansicht eines Hall-Sensors der Sensoreinrichtung in Zusammenwirken mit einem Abtriebselement mit einer Magnetanordnung. 7 a schematic view of a Hall sensor of the sensor device in cooperation with an output element with a magnet assembly.

1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Fahrzeug F, das eine in einem Motorraum R im vorderen Bereich des Fahrzeugs F angeordnete Luftdurchlassvorrichtung 1 aufweist. 1 shows a schematic view of a vehicle F, which is arranged in an engine compartment R in the front region of the vehicle F air passage device 1 having.

Die Luftdurchlassvorrichtung 1, die an der vorderen Stirnseite des Fahrzeugs F im Bereich eines Kühlergrills angeordnet ist, dient zum Steuern eines Luftstroms L in den Motorraum R zum Kühlen eines in dem Motorraum R angeordneten Motors. Die Luftdurchlassvorrichtung 1 weist hierzu eine Anzahl von verstellbaren Klappen oder Lamellen 10 auf, die in einer geöffneten Stellung der Luftdurchlassvorrichtung 1 einen großen Strömungsquerschnitt für den Luftstrom L in den Motorraum R des Fahrzeugs F bereitstellen und zum Verkleinern des Strömungsquerschnitts verstellt werden können. The air passage device 1 , which is arranged at the front end side of the vehicle F in the region of a radiator grille, is used for controlling an air flow L in the engine compartment R for cooling a motor arranged in the engine compartment R. The air passage device 1 has a number of adjustable flaps or slats 10 which is in an open position of the air passage device 1 provide a large flow area for the air flow L in the engine compartment R of the vehicle F and can be adjusted to reduce the flow cross-section.

In Strömungsrichtung hinter den Lamellen 10 ist ein Lüfter 11 zum Ansaugen des Luftstroms L angeordnet. In the flow direction behind the slats 10 is a fan 11 arranged for sucking the air flow L.

Auf die Lamellen 10 wirkt ein Stellantrieb 2 ein, der mit einem elektrischen Energieversorgungssystem 3 des Fahrzeugs F verbunden ist. Der elektromotorische Stellantrieb 2 dient zum Verstellen der Lamellen 10 zum Verändern des Strömungsquerschnitts der Luftdurchlassvorrichtung 1 und wird elektrisch über das Energieversorgungssystem 3 des Fahrzeugs F versorgt, das hierzu eine Versorgungsspannung V0 bereitstellt, über die eine elektromotorische Antriebsvorrichtung des Stellantriebs 2 betrieben werden kann. On the slats 10 acts an actuator 2 one that with an electrical power system 3 of the vehicle F is connected. The electromotive actuator 2 is used to adjust the slats 10 for changing the flow cross section of the air passage device 1 and gets electric through the power system 3 the vehicle F, which provides for this purpose a supply voltage V0, via which an electric motor drive device of the actuator 2 can be operated.

Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Stellantriebs 2 ist in 2A–D, 3A–D und 4A–C in unterschiedlichen Ansichten und Betriebszuständen dargestellt. Zunächst soll für den grundlegenden Aufbau des Stellantriebs 2 auf 2A Bezug genommen werden, bevor anhand der übrigen Ansichten die Funktionsweise und der Bewegungsablauf des Stellantriebs 2 im Einzelnen erläutert werden soll. An embodiment of such an actuator 2 is in 2A -D, 3A -D and 4A -C shown in different views and operating states. First, intended for the basic construction of the actuator 2 on 2A Before referring to the other views, the operation and the movement of the actuator 2 will be explained in detail.

Der Stellantrieb 2 weist, wie schematisch in 2A dargestellt, eine elektromotorische Antriebsvorrichtung 21 in Form eines Elektromotors auf, der über einen Stecker 22 mit dem Energieversorgungssystem 3 (siehe 1) des Fahrzeugs F verbunden ist. Die Antriebsvorrichtung 21 weist eine drehbare Antriebswelle 210 auf, die mit einem um eine Drehachse D drehbaren, über eine Welle 28 gelagerten Antriebsrad 23 kämmend in Eingriff steht. An der Antriebswelle 210 ist hierzu eine Antriebsschnecke ausgebildet, die in eine Außenverzahnung 230 des als Stirnrad ausgebildeten Antriebsrads 23 eingreift. The actuator 2 points as shown schematically in 2A illustrated, an electric motor drive device 21 in the form of an electric motor, via a plug 22 with the power supply system 3 (please refer 1 ) of the vehicle F is connected. The drive device 21 has a rotatable drive shaft 210 on, with a rotatable about a rotation axis D, via a shaft 28 stored drive wheel 23 combing engaged. At the drive shaft 210 For this purpose, a drive screw is formed in an external toothing 230 designed as a spur gear drive wheel 23 intervenes.

Der Stellantrieb 2 weist ein Abtriebselement 25 auf, das an dem Antriebsrad 23 entlang einer Umfangrichtung um die Drehachse D verschiebbar gelagert und hierzu an einer Gleitfläche 231 des Antriebsrads 23 angeordnet ist. The actuator 2 has an output element 25 on that on the drive wheel 23 slidably mounted along a circumferential direction about the rotation axis D and for this purpose on a sliding surface 231 of the drive wheel 23 is arranged.

Das Abtriebselement 25 ist über ein Übertragungselement 27 in Form eines Knickhebels mit dem Antriebsrad 23 gekoppelt. Das Übertragungselement 27 ist gebildet durch zwei Hebel 27A, 27B, von denen der eine Hebel 27B über eine Gelenkstelle 270 mit dem Antriebsrad 23 und der andere Hebel 27A über eine Gelenkstelle 271 mit einer Befestigungsstelle 251 des Abtriebselements 25 gelenkig gekoppelt ist. Die Hebel 27A, 27B sind ihrerseits über ein Gelenk 272 gelenkig miteinander verbunden, so dass sich der Knickhebel ergibt, der eine Relativbewegung zwischen dem Antriebsrad 23 und dem Abtriebselement 25 zulässt, wenn die Hebel 27A, 27B relativ zueinander verschwenken können. The output element 25 is via a transmission element 27 in the form of a kink lever with the drive wheel 23 coupled. The transmission element 27 is formed by two levers 27A . 27B of which the one lever 27B via a joint 270 with the drive wheel 23 and the other lever 27A via a joint 271 with an attachment point 251 of the output element 25 is coupled articulated. The levers 27A . 27B are in turn about a joint 272 hinged together, so that the articulated lever results, the relative movement between the drive wheel 23 and the output element 25 allows if the lever 27A . 27B can pivot relative to each other.

Das Abtriebselement 25 ist mit Lamellen 10 der Luftdurchlassvorrichtung 1 gekoppelt und verstellt diese zwischen einer offenen Stellung, in der ein Luftstrom L durch die Luftdurchlassvorrichtung 1 treten kann, und einer geschlossenen Stellung, in der ein Luftstrom L weitestgehend unterbunden ist (vgl. 1). Das Abtriebselement 25 kann hierzu, angetrieben durch das Antriebsrad 23, entlang eines Stellwegs α entsprechend einem Winkelbereich von ca. 90° verstellt werden, um auf diese Weise eine Stellkraft und eine Stellbewegung auf die Lamellen 10 der Luftdurchlassvorrichtung 1 zu übertragen, wobei ein Stellwinkel von 0° (vgl. 2A) einer maximal geöffneten Stellung der Luftdurchlassvorrichtung 1 und ein Stellwinkel von ca. 90° (vgl. 2D) einer maximal geschlossenen Stellung der Luftdurchlassvorrichtung 1 entspricht. The output element 25 is with slats 10 the air passage device 1 coupled and adjusted between an open position in which an air flow L through the air passage device 1 can occur, and a closed position in which an air flow L is largely prevented (see. 1 ). The output element 25 can do this, driven by the drive wheel 23 , Are adjusted along a travel α corresponding to an angular range of about 90 °, in order in this way a restoring force and an adjusting movement on the slats 10 the air passage device 1 with an adjustment angle of 0 ° (see. 2A ) a maximum open position of the air passage device 1 and a setting angle of about 90 ° (see. 2D ) a maximum closed position of the air passage device 1 equivalent.

An der Welle 28 des Antriebsrads 23 ist ein Stellelement 26 angeordnet, das um die Drehachse D relativ zu dem Antriebsrad 23 und dem Abtriebselement 25 verschwenkbar ist. Das Stellelement 26 weist eine kreiszylindrische Grundform mit einer zylindrischen, umfänglichen Mantelfläche 260 auf, die umfänglich abschnittsweise durch eine Aussparung 261 unterbrochen ist. An dem Stellelement 26 greift über ein Hebelelement 261 eine Betätigungsstange 241 eines Aktuators 24 an, der zum Stellen des Stellelements 26 dient und hierzu einen Elektrohubmagneten 240 aufweist, der auf die Betätigungsstange 241 einwirkt. Die Betätigungsstange 241 ist über eine Feder 242 in Richtung einer eingefahrenen Stellung vorgespannt, entsprechend der in 2A dargestellten Stellung der Betätigungsstange 241. At the wave 28 of the drive wheel 23 is an actuator 26 arranged, which is about the axis of rotation D relative to the drive wheel 23 and the output element 25 is pivotable. The actuator 26 has a circular cylindrical basic shape with a cylindrical, circumferential lateral surface 260 on, the sections in sections by a recess 261 is interrupted. On the actuator 26 engages over a lever element 261 an actuating rod 241 an actuator 24 on, to the point of the actuator 26 serves and for this purpose a Elektrohubmagneten 240 which is on the actuating rod 241 acts. The operating rod 241 is about a spring 242 biased towards a retracted position, according to the in 2A illustrated position of the actuating rod 241 ,

Der Aktuator 22 dient im Zusammenwirken mit dem Stellelement 26 zum Steuern des Übertragungselements 27 und damit zum Einstellen der Kupplung zwischen dem Antriebsrad 23 und dem Abtriebselement 25. Insbesondere ist das Stellelement 26 mit seiner zylindrischen Mantelfläche 260 und der daran angeordneten Aussparung 261 ausgebildet, abhängig von der Stellung des Stellelements 26 und abhängig von der Stellung des Abtriebselements 25 entlang seines Stellwegs α das Übertragungselement 27 für eine Kraftübertragung zwischen dem Antriebsrad 23 und dem Abtriebselement 25 abzustützen, wie dies in 2A dargestellt ist, oder eine Relativbewegung zwischen dem Abtriebselement 25 und dem Antriebsrad 23 zum Bereitstellen einer Sicherungsfunktion zuzulassen, wie dies nachfolgend insbesondere anhand von 3A bis 3D noch im Einzelnen erläutert werden soll. The actuator 22 serves in cooperation with the actuator 26 for controlling the transmission element 27 and thus for adjusting the coupling between the drive wheel 23 and the output element 25 , In particular, the actuating element 26 with its cylindrical lateral surface 260 and the recess arranged thereon 261 formed, depending on the position of the actuating element 26 and depending on the position of the output element 25 along its travel α the transmission element 27 for a power transmission between the drive wheel 23 and the output element 25 to support, as in 2A is shown, or a relative movement between the output element 25 and the drive wheel 23 to allow for providing a security function, as hereinafter in particular with reference to 3A to 3D will be explained in detail.

2A bis 2D zeigen zunächst den Stellantrieb 2 in einem Normalbetrieb, in dem, angetrieben durch die Antriebsvorrichtung 21, das Antriebsrad 23 und zusammen mit dem Antriebsrad 23 das Abtriebselement 25 zum Verstellen der Luftdurchlassvorrichtung 1 entlang einer Verdrehrichtung A entlang des Stellwegs α verstellt wird. 2A to 2D first show the actuator 2 in a normal operation, in that, driven by the drive device 21 , the drive wheel 23 and together with the drive wheel 23 the output element 25 for adjusting the air passage device 1 is adjusted along a twisting direction A along the travel α.

Wird zunächst, ausgehend von der Stellung gemäß 2A, das Antriebsrad 23 in Richtung der Verdrehrichtung A bewegt, so wird die in das Antriebsrad 23 eingeleitete Stellkraft über das Übertragungselement 27 in das Abtriebselement 25 eingeleitet und das Abtriebselement in starrer Weise zusammen mit dem Antriebsrad 23 bewegt. Hierzu wird das Gelenk 272 des Übertragungselements 27 an der zylindrischen Mantelfläche 260 des Stellelements 26 abgestützt, so dass ein Einknicken des Übertragungselements 27 in Form des Knickhebels nicht möglich ist und damit das Abtriebselement 25 über das Übertragungselement 27 direkt mit dem Antriebsrad 23 gekoppelt ist. Dadurch, dass der Hebel 27B des Übertragungselements 27 zusätzlich über einen keilförmigen, radial nach innen vorspringenden Vorsprung 232 an dem Antriebsrad 23 auch gegen ein Verknicken in eine vom Stellelement 26 weg weisende Richtung festgelegt ist, ist das Übertragungselement 27 arretiert, so dass die Hebel 27A, 27B sich nicht relativ zueinander bewegen können und die starre Verbindung des Antriebsrads 23 mit dem Abtriebselement 25 herstellen. Is first, starting from the position according to 2A , the drive wheel 23 moved in the direction of rotation A, so is in the drive wheel 23 initiated actuating force via the transmission element 27 in the output element 25 introduced and the output element in a rigid manner together with the drive wheel 23 emotional. This is the joint 272 of the transmission element 27 on the cylindrical lateral surface 260 of the actuating element 26 supported, allowing a buckling of the transmission element 27 in the form of the articulated lever is not possible and thus the output element 25 over the transmission element 27 directly with the drive wheel 23 is coupled. Because of the lever 27B of the transmission element 27 additionally via a wedge-shaped, radially inwardly projecting projection 232 on the drive wheel 23 even against a kinking in one of the actuator 26 direction is set, is the transmission element 27 locked so the levers 27A . 27B can not move relative to each other and the rigid connection of the drive wheel 23 with the output element 25 produce.

Der Aktuator 24 ist, wie in 2A dargestellt, bei einer Stellbewegung ausgehend von einer maximalen geöffneten Stellung der Luftdurchlassvorrichtung 1 zunächst nicht bestromt (d.h. es liegt keine oder nur eine geringe Aktuatorspannung an dem Aktuator 24 an), um den hierfür ansonsten erforderlichen Energieaufwand zu sparen. Der Aktuator 24 ist dabei im Normalbetrieb solange nicht bestromt, wie das Abtriebselement 25 sich in einem Bereich des Stellwegs α befindet, in dem das Übertragungselement 27 mit seinem Gelenk 272 an der zylindrischen Mantelfläche 260 des Stellelements 26 abgestützt ist. The actuator 24 is how in 2A shown at an actuating movement starting from a maximum open position of the air passage device 1 initially not energized (ie there is no or only a small actuator voltage to the actuator 24 on) in order to save the otherwise required energy expenditure. The actuator 24 is not energized during normal operation as long as the output element 25 is located in a range of the travel α, in which the transmission element 27 with his joint 272 on the cylindrical lateral surface 260 of the actuating element 26 is supported.

Wird das Antriebsrad 23 in die Verdrehrichtung A bewegt, so wird das Abtriebselement 25 mitbewegt und erreicht die in 2B dargestellte Stellung, in der die Luftdurchlassvorrichtung 1 teilweise geschlossen ist. Weil sich dabei das Gelenk 272 der Aussparung 261 in der zylindrischen Mantelfläche 260 des Stellelements 26 annähert, wird der Aktuator 24 durch Anlegen einer Aktuatorspannung bestromt und die Betätigungsstange 241 in eine Verstellrichtung B gemäß 2C ausgefahren, so dass das Stellelement 26 in die in 2C dargestellte Stellung gelangt, in der das Gelenk 272 des Übertragungselements 27 entlang des gesamten Stellwegs α an der Mantelfläche 260 des Stellelements 26 abgestützt ist. Der Aktuator 24 wird somit in einen aktivierten Zustand überführt. Will the drive wheel 23 moved in the direction of rotation A, so the output element 25 moved and reached the in 2 B illustrated position in which the air passage device 1 partially closed. Because at the same time the joint 272 the recess 261 in the cylindrical lateral surface 260 of the actuating element 26 approaches, becomes the actuator 24 energized by applying an actuator voltage and the actuating rod 241 in an adjustment direction B according to 2C extended, leaving the actuator 26 in the in 2C shown position reaches, in which the joint 272 of the transmission element 27 along the entire travel α on the lateral surface 260 of the actuating element 26 is supported. The actuator 24 is thus converted into an activated state.

Aufgrund der Abstützung an dem Stellelement 26 ist das Abtriebselement 25 im Normalbetrieb somit entlang des gesamten Stellwegs α direkt mit dem Antriebsrad 23 gekoppelt und wird mit dem Antriebsrad 23 entlang der Verdrehrichtung A bewegt. Due to the support on the actuator 26 is the output element 25 in normal operation thus along the entire travel α directly to the drive wheel 23 coupled and used with the drive wheel 23 moved along the direction of rotation A.

Zum elektromotorisch angetriebenen Rückstellen der Luftdurchlassvorrichtung 1 wird das Antriebsrad 23, angetrieben durch die Antriebsvorrichtung 21, entgegen der Verdrehrichtung A zurückbewegt, und das Abtriebselement 25 wird zusammen mit dem Antriebsrad 23 entsprechend zurückverstellt. To the electric motor driven resetting the air passage device 1 becomes the drive wheel 23 , driven by the drive device 21 , moved back against the direction of rotation A, and the output element 25 will be together with the drive wheel 23 adjusted accordingly.

Anstatt den Aktuator 24 erst zu bestromen, wenn das Abtriebselement 25 aus einer der geöffneten Luftdurchlassvorrichtung 1 entsprechenden Position herausbewegt wird (vgl. Übergang von 2A zu 2C), kann der Aktuator 24 im Normalbetrieb auch dauerhaft bestromt sein. Dies bedingt elektrische Verluste am Aktuator 24, spart aber eine Sensorik und Steuerung zum Steuern des Aktuators 24 in Abhängigkeit von der Stellbewegung des Abtriebselements 25. Instead of the actuator 24 only to energize when the output element 25 from one of the open air passage device 1 corresponding position is moved out (see transition from 2A to 2C ), the actuator can 24 be energized permanently in normal operation. This requires electrical losses on the actuator 24 but saves a sensor and control to control the actuator 24 depending on the adjusting movement of the output element 25 ,

Der Aktuator 24 verstellt das Stellelement 26 grundsätzlich in Abhängigkeit von einer Versorgungsspannung V0, die dem Stellantrieb 2 über das Energieversorgungssystem 3 des Fahrzeugs F bereitgestellt wird. Liegt am Stellantrieb 2 eine hinreichende Versorgungsspannung V0 an, so wird an den Aktuator 24 eine hinreichende Aktuatorspannung angelegt und der Aktuator 24 somit bestromt (es sei denn, das Abtriebselement 25 befindet sich in einer Position, die der geöffneten Luftdurchlassvorrichtung 1 entspricht, vgl. 2A). Liegt am Stellantrieb 2 keine hinreichende Versorgungsspannung V0 an, so ist auch die am Aktuator 24 anliegende Aktuatorspannung klein, und die Betätigungsstange 241 wird in eine Verstellrichtung B’ eingefahren, wie dies in 3A gezeigt ist. Auf diese Weise bewirkt der Aktuator 24 zur Bereitstellung einer Sicherungsfunktion („Fail-Safe“-Funktion) eine Entkopplung des Abtriebselements 25 von dem Antriebsrad 23, wenn ein Ausfall einer hinreichenden elektrischen Versorgung des Stellantriebs 2 detektiert wird, beispielsweise weil die Aktuatorspannung unter einen vorbestimmten Grenzwert gefallen ist, und zudem ein Öffnen der Luftdurchlassvorrichtung 1 erforderlich ist, weil sich die Luftdurchlassvorrichtung 1 mit ihren Lamellen 10 in einer geschlossenen oder nahezu geschlossenen Stellung befindet. In diesem Fall soll eine Relativbewegung des Abtriebselements 25 relativ zu dem Antriebsrad 23 ermöglicht werden, um die Lamellen 10, beispielsweise unter Wirkung einer geeigneten Federvorspannung, selbsttätig in eine geöffnete Stellung zurückzuführen, um einen Luftstrom L zur Kühlung eines zu kühlenden Motors im Motorraum R (siehe 1) des Fahrzeugs F zu gewährleisten, auch wenn die elektrische Versorgung des Stellantriebs 2 ausgefallen ist. The actuator 24 adjusts the actuator 26 basically in response to a supply voltage V0 to the actuator 2 about the power system 3 of the vehicle F is provided. Lies on the actuator 2 a sufficient supply voltage V0, so is to the actuator 24 a sufficient actuator voltage applied and the actuator 24 thus energized (unless the output element 25 is in a position that the open air passage device 1 corresponds, cf. 2A ). Lies on the actuator 2 no sufficient supply voltage V0, so is the s.der actuator 24 applied actuator voltage small, and the actuating rod 241 is retracted in an adjustment B ', as in 3A is shown. In this way, the actuator causes 24 to provide a backup function ("fail-safe" function) decoupling the output element 25 from the drive wheel 23 if a failure of adequate electrical supply to the actuator 2 is detected, for example, because the actuator voltage has dropped below a predetermined limit, and also opening the air passage device 1 is necessary because the air passage device 1 with their slats 10 in a closed or nearly closed position. In this case, a relative movement of the output element 25 relative to the drive wheel 23 be enabled to the slats 10 , for example, under the action of a suitable spring bias, automatically returned to an open position to an air flow L for cooling a motor to be cooled in the engine compartment R (see 1 ) of the vehicle F, even if the electrical supply of the actuator 2 has failed.

Eine Entkopplung des Abtriebselements 25 von dem Antriebsrad 23 ist erforderlich, weil der Stellantrieb 2 bei geschlossenem Kraftübertragungsstrang zwischen der Antriebsvorrichtung 21 mit dem Abtriebselement 25 selbsthemmend sein kann, so dass ein Rückstellen ohne Betätigung der Antriebsvorrichtung 21 – und ohne Entkopplung des Abtriebselements 25 von dem Antriebsrad 23 – nicht oder nur sehr schwer möglich ist. Eine solche Selbsthemmung kann beispielsweise über den Eingriff der Antriebswelle 210 in das Antriebsrad 23 oder über ein zwischen der Antriebsvorrichtung 210 und dem Antriebsrad 23 angeordnetes, zusätzliches Getriebe bewirkt sein. A decoupling of the output element 25 from the drive wheel 23 is required because of the actuator 2 with closed power transmission line between the drive device 21 with the output element 25 can be self-locking, allowing a reset without operating the drive device 21 - And without decoupling of the output element 25 from the drive wheel 23 - is not possible or very difficult. Such self-locking can, for example, via the engagement of the drive shaft 210 in the drive wheel 23 or via a between the drive device 210 and the drive wheel 23 arranged, additional gear be effected.

Fällt die durch das Energieversorgungssystem 3 bereitgestellte Versorgungsspannung V0 ab, beispielsweise weil das Energieversorgungssystem insgesamt ausgefallen ist oder die elektrische Verbindung zwischen dem Energieversorgungssystem 3 und dem Stellantrieb 2 beeinträchtigt ist, so wird der Elektrohubmagnet 240 des Aktuators 24 nicht (mehr) hinreichend bestromt und die Betätigungsstange 241 – aufgrund der vorspannenden Feder 242 – in die in 3A dargestellte, eingefahrene Stellung verstellt. Zusammen mit der Betätigungsstange 241 wird auch das über das Hebelelement 262 mit der Betätigungsstange 241 gekoppelte Stellelement 26 verschwenkt und gelangt in die in 3A dargestellte Stellung. That falls through the energy supply system 3 supplied supply voltage V0 from, for example, because the power supply system has failed altogether or the electrical connection between the power supply system 3 and the actuator 2 is impaired, then the Elektrohubmagnet 240 of the actuator 24 not (more) sufficiently energized and the operating rod 241 - due to the biasing spring 242 - in the 3A shown, retracted position adjusted. Together with the operating rod 241 This is also done via the lever element 262 with the operating rod 241 coupled actuator 26 pivots and enters the in 3A shown position.

Befindet sich das Abtriebselement 25, wie in 3A dargestellt, bei Ausfall der elektrischen Versorgung und somit einem damit einhergehenden Spannungsabfall in einem Abschnitt β des Stellwegs α (siehe 3A), der einer geschlossenen oder nahezu geschlossenen Stellung der Luftdurchlassvorrichtung 1 entspricht, so gelangt das Gelenk 272 des Übertragungselements 27 in den Bereich der Aussparung 261 an der zylindrischen Mantelfläche 260 des Stellelements 26, wenn das Stellelement 26 durch Einfahren der Betätigungsstange 241 verstellt wird. Das Gelenk 272 liegt somit nicht mehr an der zylindrischen Mantelfläche 260 des Stellelements 26 an und wird damit nicht mehr radial durch das Stellelement 26 abgestützt. Is the output element located 25 , as in 3A shown, in case of failure of the electrical supply and thus an associated voltage drop in a section β of the travel α (see 3A ), which is a closed or nearly closed position of the air passage device 1 corresponds, so gets the joint 272 of the transmission element 27 in the area of the recess 261 on the cylindrical lateral surface 260 of the actuating element 26 when the actuator 26 by retracting the actuating rod 241 is adjusted. The joint 272 is therefore no longer on the cylindrical surface 260 of the actuating element 26 and is thus no longer radially through the actuator 26 supported.

Vielmehr kann das Übertragungselement 27 mit seinem Gelenk 272, wie in 3B, 3C und 3D dargestellt, in die Aussparung 261 des Stellelements 26 eintauchen, so dass eine Bewegung in eine Richtung C des Abtriebselements 25 relativ zum Antriebsrad 23 erfolgen kann und das Abtriebselement 25 somit bei feststehendem Antriebsrad 23 bewegt werden kann. Auf diese Weise kann das Abtriebselement 25 in die Richtung C verstellt werden, um die Lamellen 10 der Luftdurchlassvorrichtung 1 in eine geöffnete Stellung der Luftdurchlassvorrichtung 1 zu überführen und somit einen Luftstrom L durch die Luftdurchlassvorrichtung 1 zu ermöglichen. Rather, the transmission element 27 with his joint 272 , as in 3B . 3C and 3D shown in the recess 261 of actuating element 26 immerse, allowing a movement in a direction C of the output element 25 relative to the drive wheel 23 can take place and the output element 25 thus with a fixed drive wheel 23 can be moved. In this way, the output element 25 be adjusted in the direction C to the slats 10 the air passage device 1 in an open position of the air passage device 1 to transfer and thus an air flow L through the air passage device 1 to enable.

Wie aus 3D ersichtlich, ist das Abtriebselement 25 um einen maximalen Rückstellweg γ gegenüber dem Antriebsrad 23 bewegbar, der kleiner als der Stellweg α im Normalbetrieb des Stellantriebs 2 ist. Durch die Relativbewegung zwischen dem Abtriebselement 25 und dem Antriebsrad 23 kann somit die Luftdurchlassvorrichtung 1 in eine zumindest weitestgehend geöffnete Stellung bei weitestgehend geöffneten Lamellen 10 überführt werden. How out 3D can be seen, is the output element 25 by a maximum return travel γ with respect to the drive wheel 23 movable, which is smaller than the travel α during normal operation of the actuator 2 is. Due to the relative movement between the output element 25 and the drive wheel 23 can thus the air passage device 1 in an at least largely open position with largely open lamellae 10 be transferred.

Eine Entkopplung des Abtriebselements 25 und des Antriebsrads 23 erfolgt somit bei Vorliegen zweier logischer Bedingungen. Zum einen muss am Aktuator 24 ein Abfallen der Aktuatorspannung detektiert werden, der auf einen Ausfall der elektrischen Energieversorgung hindeutet. Zum zweiten muss sich das Abtriebselement 25 in einem Abschnitt β des Stellwegs α befinden, der einer geschlossenen oder zumindest weitestgehend geschlossenen Luftdurchlassvorrichtung 1 entspricht. Nur wenn diese beiden logischen Bedingungen gleichzeitig vorliegen, gelangt das Gelenk 272 in den Bereich der Ausnehmung 261 des Stellelements 26, so dass eine Relativbewegung zwischen dem Abtriebselement 25 und dem Antriebsrad 23 zum Zwecke eines Öffnens der Luftdurchlassvorrichtung 1 möglich ist. A decoupling of the output element 25 and the drive wheel 23 thus takes place in the presence of two logical conditions. For one thing, it has to be on the actuator 24 a fall in the actuator voltage can be detected, which indicates a failure of the electrical power supply. Second, the output element must 25 are located in a section β of the travel α, which is a closed or at least largely closed air passage device 1 equivalent. Only when these two logical conditions are present at the same time, the joint gets 272 in the area of the recess 261 of the actuating element 26 , so that a relative movement between the output element 25 and the drive wheel 23 for the purpose of opening the air passage device 1 is possible.

Die Größe des Abschnitts β kann hierbei frei gewählt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Stellweg α einen Winkelbereich von 90° beschreibt und der Abschnitt β einem Winkelbereich von 45° entspricht. Mit anderen Worten wird eine Entkopplung des Abtriebselements 25 von dem Antriebsrad 23 immer dann zur Verfügung gestellt, wenn die Lamellen 10 der Luftdurchlassvorrichtung 1 mehr als 45° geschlossen sind (wobei 0° einer geöffneten Stellung und 90° einer geschlossenen Stellung der Lamellen 10 entspricht). The size of the section β can be chosen freely. For example, it may be provided that the travel α describes an angular range of 90 ° and the portion β corresponds to an angular range of 45 °. In other words, a decoupling of the output element 25 from the drive wheel 23 always provided when the slats 10 the air passage device 1 more than 45 ° are closed (where 0 ° of an open position and 90 ° of a closed position of the slats 10 corresponds).

Ist das Abtriebselement 25 – nach Abfall der Versorgungsspannung V0 bei geschlossener oder nahezu geschlossener Luftdurchlassvorrichtung 1 im Rahmen der Sicherungsfunktion – in der in 3A bis 3D dargestellten Weise relativ zu dem Antriebsrad 23 bewegt worden, so muss zum Wiederaufnehmen des Normalbetriebs der Stellantrieb 2 zurück in einen betriebsgemäßen Zustand gebracht werden. Hierzu wird, wie in 4A bis 4C dargestellt, das Antriebsrad 23 in die der Verdrehrichtung A entgegen gesetzte Verdrehrichtung A’ langsam zurückbewegt, so dass das Gelenk 272 aus der Aussparung 261 des Stellelements 26 herausbewegt wird. Is the output element 25 - After dropping the supply voltage V0 with closed or almost closed air passage device 1 as part of the security function - in the 3A to 3D illustrated manner relative to the drive wheel 23 has moved, so must to resume normal operation of the actuator 2 be brought back to a proper operating condition. For this purpose, as in 4A to 4C shown, the drive wheel 23 in the direction of rotation A opposite direction of rotation A 'slowly moved back, so that the joint 272 from the recess 261 of the actuating element 26 is moved out.

Greift das Gelenk 272, wie in 4B gezeigt, nicht mehr in die Aussparung 261 ein, so gelangt der Stellantrieb 2 zurück in den in 2A dargestellten Zustand und somit in seinen Normalbetrieb, in dem ein Verstellen des Abtriebselements 25 zusammen mit einer Drehbewegung des Antriebsrads 23 erfolgt. Grasp the joint 272 , as in 4B shown, no longer in the recess 261 a, so gets the actuator 2 back to the in 2A shown state and thus in its normal operation, in which an adjustment of the output element 25 along with a rotational movement of the drive wheel 23 he follows.

5 zeigt in einer verallgemeinernden, funktionalen Ansicht einen Stellantrieb 2, der eine Antriebsvorrichtung 21 zum Antreiben eines Abtriebselements 25, das mit Lamellen 10 an der Luftdurchlassvorrichtung 1 gekoppelt ist, aufweist. Zusätzlich ist ein Aktuator 24 vorgesehen, der ausgebildet ist, in einer ersten Stellung die Antriebsvorrichtung 21 über eine Antriebswelle 210 mit dem Abtriebselement 25 zu koppeln, um angetrieben durch die Antriebsvorrichtung 21 die Lamellen 10 der Luftdurchlassvorrichtung 1 zu verstellen. In einer zweiten Stellung des Aktuators 24 entkoppelt dieser die Antriebsvorrichtung 21 und das Abtriebselement 25, so dass das Abtriebselement 25 unabhängig von der Antriebsvorrichtung 21 verstellt werden kann und die Lamellen 10 der Luftdurchlassvorrichtung 1 somit, insbesondere bei einer Fehlfunktion des Energieversorgungssystems 3 des Fahrzeugs F, unabhängig von der Antriebsvorrichtung 21 bewegt werden können. 5 shows an actuator in a generalizing, functional view 2 , which is a driving device 21 for driving an output element 25 that with slats 10 at the air passage device 1 is coupled. In addition, an actuator 24 provided, which is formed in a first position, the drive device 21 via a drive shaft 210 with the output element 25 coupled to driven by the drive device 21 the slats 10 the air passage device 1 to adjust. In a second position of the actuator 24 this decouples the drive device 21 and the output element 25 so that the output element 25 independent of the drive device 21 can be adjusted and the slats 10 the air passage device 1 thus, especially in case of malfunction of the power supply system 3 of the vehicle F, regardless of the drive device 21 can be moved.

Die Ansicht gemäß 5 verallgemeinert die konkrete Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels gemäß 2 bis 4. Die grundsätzliche Funktionalität des Stellantriebs 2 gemäß 5 ist auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 bis 4 verwirklicht. The view according to 5 generalizes the concrete embodiment of the embodiment according to 2 to 4 , The basic functionality of the actuator 2 according to 5 is also according to the embodiment 2 to 4 realized.

Bei dem Stellantrieb 2 gemäß 5 ist eine elektronische Steuereinrichtung 4 in Form einer mit Elektronikbausteinen versehenen Platine vorgesehen, die eine Sensoreinrichtung 5 mit einem Hall-Sensor 51 (siehe 6 und 7) trägt. Die Sensoreinrichtung 5 ist dem Abtriebselement 25 zugeordnet und ist ausgebildet, die Position des Abtriebselements 25 zu detektieren. At the actuator 2 according to 5 is an electronic control device 4 in the form of a printed circuit board provided with electronic components, which provides a sensor device 5 with a Hall sensor 51 (please refer 6 and 7 ) wearing. The sensor device 5 is the output element 25 assigned and is formed, the position of the output element 25 to detect.

Weil das Abtriebselement 25 starr mit den Lamellen 10 der Luftdurchlassvorrichtung 1 gekoppelt ist und ein Bewegen der Lamellen 10 somit nur in Abhängigkeit von dem Abtriebselement 25 erfolgen kann, kann durch Erfassen der Position des Abtriebselements 25 unmittelbar und eindeutig auf die Stellung der Lamellen 10 der Luftdurchlassvorrichtung 1 zurückgeschlossen werden. Because the output element 25 rigid with the slats 10 the air passage device 1 is coupled and moving the slats 10 thus only in dependence on the output element 25 can be done by detecting the position of the output element 25 directly and clearly on the position of the slats 10 the air passage device 1 be closed back.

Zusätzlich kann, bei Auswerten einer Kenninformation der Antriebsvorrichtung 21, beispielsweise des Motorstroms oder der Position der Antriebswelle 210, ermittelt werden, ob der Aktuator 24 gegebenenfalls fälschlich im normalen Betrieb ausgelöst hat. Hierauf lässt sich schließen, wenn im normalen Betrieb bei normaler Energieversorgung der Antriebsvorrichtung 21 das Abtriebselement 25 unabhängig von der Antriebswelle 210 bewegt wird, was darauf schließen lässt, dass der Aktuator 24 seine zweite Stellung einnimmt und das Abtriebselement 25 von der Antriebswelle 210 entkoppelt ist. In addition, when evaluating a characteristic information of the drive device 21 For example, the motor current or the position of drive shaft 210 , determine if the actuator 24 possibly wrongly triggered in normal operation. This can be concluded when in normal operation with normal power supply of the drive device 21 the output element 25 independent of the drive shaft 210 is moved, which suggests that the actuator 24 assumes its second position and the output element 25 from the drive shaft 210 is decoupled.

Mittels einer einzigen Sensoreinrichtung 5 kann somit unmittelbar und eindeutig auf die Stellung der Lamellen 10 der Luftdurchlassvorrichtung 1 zurückgeschlossen werden. Zudem kann in einfacher und zuverlässiger Weise auch eine eventuelle Fehlauslösung des Aktuators 24 im normalen Betrieb des Stellantriebs 2 erkannt werden. By means of a single sensor device 5 can thus directly and clearly on the position of the slats 10 the air passage device 1 be closed back. In addition, in a simple and reliable way, a possible false triggering of the actuator 24 during normal operation of the actuator 2 be recognized.

Zu einer solchen Fehlauslösung kann es kommen, wenn das Fahrzeug F beispielsweise eine Schlechtwegstrecke überfährt und infolgedessen Kräfte am Aktuator 24 auftreten, die ein Verstellen der Betätigungsstange 241 bewirken, obwohl das Energieversorgungssystem 3 des Fahrzeugs F funktionsfähig und der Betrieb der Antriebsvorrichtung 21 nicht beeinträchtigt ist. Such a false triggering can occur when the vehicle F, for example, travels a poor road and, as a result, forces on the actuator 24 occur, which is an adjustment of the actuating rod 241 cause, although the energy supply system 3 the vehicle F functional and the operation of the drive device 21 is not affected.

Durch Erkennen der Position des Abtriebselements 25 kann mittels eines einzigen Sensors eindeutig auf die Stellung der Lamellen 10 und auf die Stellung des Aktuators 24 geschlossen werden. Ein zusätzlicher Sensor an der Antriebsvorrichtung 21, insbesondere ein Positionserkennungssensor an der Antriebswelle 210, ist nicht unbedingt erforderlich, so dass in der Umgebung der Antriebsvorrichtung 21 Bauraum gespart werden kann. Zudem ist kein gesonderter Sensor an dem Aktuator 24 zum Überwachen der Stellung des Aktuators 24 vorzusehen. By detecting the position of the output element 25 can by means of a single sensor clearly on the position of the slats 10 and on the position of the actuator 24 getting closed. An additional sensor on the drive device 21 , in particular a position detection sensor on the drive shaft 210 , is not essential, so in the environment of the drive device 21 Space can be saved. In addition, there is no separate sensor on the actuator 24 for monitoring the position of the actuator 24 provided.

Die Sensoreinrichtung 5 kann beispielsweise einen Hall-Sensor 51 aufweisen. Denkbar ist in einer ersten Ausgestaltung, dass die Sensoreinrichtung 5 zusätzlich einen Magneten 50 zum magnetischen Vorspannen des Hall-Sensors 51 aufweist. Der Magnet 50 kann an einer dem Hall-Sensor 51 abgewandten Seite der Platine der Steuereinrichtung 4 angeordnet sein, wie in 6 dargestellt, und das Abtriebselement 25, das um eine Drehachse D drehbar gelagert ist, kann eine Zahnanordnung 255 aus einem ferromagnetischen Material aufweisen. Durch Vorbeibewegen der Zahnanordnung 255 an dem Hall-Sensor 51 wird das magnetische Feld im Bereich des Hall-Sensors 51 verändert, was zu einem Sensorsignal an dem Hall-Sensor 51 führt, das zum Erfassen der Position des Abtriebselements 25 ausgewertet werden kann. The sensor device 5 for example, a Hall sensor 51 exhibit. It is conceivable in a first embodiment that the sensor device 5 in addition a magnet 50 for magnetically biasing the Hall sensor 51 having. The magnet 50 can be connected to the hall sensor 51 opposite side of the board of the control device 4 be arranged as in 6 shown, and the output element 25 , which is rotatably mounted about a rotation axis D, a tooth arrangement 255 made of a ferromagnetic material. By passing the tooth arrangement 255 at the Hall sensor 51 the magnetic field is in the range of the Hall sensor 51 changed, resulting in a sensor signal at the Hall sensor 51 This leads to detecting the position of the output element 25 can be evaluated.

In alternativer Ausgestaltung, dargestellt in 7, kann der Hall-Sensor 51 auch ohne zusätzlichen Magneten eingesetzt werden. In diesem Fall weist das Abtriebselement 25 beispielsweise eine Magnetanordnung 256 mit einer variierenden Magnetpolstruktur auf, die bei Vorbeibewegen an dem Hall-Sensor 51 an diesem ein Sensorsignal erzeugt, das wiederum zum Auswerten der Position des Abtriebselements 25 ausgewertet werden kann. In an alternative embodiment, shown in FIG 7 , the Hall sensor can 51 can also be used without additional magnets. In this case, the output element has 25 for example, a magnet arrangement 256 with a varying magnetic pole structure as it moves past the Hall sensor 51 generated at this a sensor signal, which in turn to evaluate the position of the output element 25 can be evaluated.

Kommen Hall-Sensoren zum Einsatz, ist an dem Abtriebselement 25 generell ein Bauteil oder eine Bauteilstruktur oder -anordnung vorzusehen, das bzw. die im Zusammenwirken mit dem oder den Hall-Sensoren ein Sensorsignal bewirkt, das zum Erkennen der Position des Abtriebselements 25 ausgewertet werden kann. Die genaue Struktur und Bauform des Abtriebselements 25 ist in diesem Zusammenhang beliebig, solange bei Bewegen des Abtriebselements 25 relativ zu dem Hall-Sensor 51 ein Sensorsignal bewirkt wird, das mit hinreichender Genauigkeit zum Erfassen der Position des Abtriebselements 25 ausgewertet werden kann. Come Hall sensors used, is on the output element 25 generally to provide a component or a component structure or arrangement which, in cooperation with the Hall sensor (s), effects a sensor signal indicative of the position of the output element 25 can be evaluated. The exact structure and design of the output element 25 is arbitrary in this context, as long as moving the output element 25 relative to the Hall sensor 51 a sensor signal is effected, with sufficient accuracy for detecting the position of the output element 25 can be evaluated.

Grundsätzlich können auch andere Sensoren, zum Beispiel GMR-Sensoren (GMR: „Giant Magneto Resistance“), eingesetzt werden. In principle, other sensors, for example GMR sensors (GMR: "Giant Magneto Resistance"), can also be used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Luftdurchlassvorrichtung Air passage device
1010: Lamellen lamella
22: Stellantrieb actuator
2121: Antriebsvorrichtung driving device
210210: Antriebswelle drive shaft
2222: Stecker plug
2323: Antriebsrad drive wheel
230230: Verzahnung gearing
231231: Gleitfläche sliding surface
232232: Vorsprung head Start
2424: Aktuator actuator
240240: Elektrohubmagnet electric lifting
241241: Betätigungsstange actuating rod
242242: Feder feather
2525: Abtriebselement output element
251251: Befestigungsstelle fastening point
252252: Aussparung recess
253253: Aussparung recess
254254: Kantenabschnitt edge portion
255255: Zahnanordnung tooth arrangement
256256: Magnetanordnung magnet assembly
2626: Stellelement actuator
260260: Mantelfläche lateral surface
261261: Aussparung recess
262262: Hebelelement lever member
2727: Übertragungselement transmission element
27A, 27B27A, 27B: Hebel lever
270, 271270, 271: Gelenkstelle articulation point
272272: Gelenk joint
2828: Welle wave
33: Energieversorgungssystem Power system
44: Elektronische Steuereinrichtung Electronic control device
55: Sensoreinrichtung sensor device
5050: Magnet magnet
5151: Hall-Sensor Hall sensor
αα: Stellweg Travel Range
ββ: Abschnitt section
γγ: Rückstellweg restoring path
A, A’A, A ': Verdrehrichtung twisting
B, B’B, B ': Verstellrichtung adjustment
CC: Richtung direction
DD: Drehachse axis of rotation
FF: Fahrzeug vehicle
LL: Luftstrom airflow
RR: Motorraum engine compartment
V0V0: Versorgungsspannung supply voltage

Claims

An actuator of an air passage device for engine cooling of a vehicle, comprising - an output member that is for adjusting the air passage device between an open position in which the air passage device is open for passing an air flow, and a closed position in which the air passage device for minimizing an air flow is closed , is adjustable, - a drive device for driving the output element and - an electromagnetic actuator which is designed to effect coupling of the drive device with the output element for adjusting the air passage device in a first position and to decouple the drive device from the output element in a second position in that the output element is movable independently of the drive device, characterized by a sensor device ( 5 ), the output element ( 25 ) is assigned and formed, the position of the output element ( 25 ) capture.

Actuator according to claim 1, characterized in that the output element ( 25 ) with slats ( 10 ) of the air passage device ( 1 ) is coupled such that when adjusting the output element ( 25 ) the slats ( 10 ) are moved.

Actuator according to claim 1 or 2, characterized by an electronic control device ( 4 ), which is formed, a sensor signal of the sensor device ( 5 ) for detecting the position of the output element ( 25 ).

Actuator according to claim 3, characterized in that the electronic control device ( 5 ), the sensor signal of the sensor device ( 5 ) and an identification information of the drive device ( 21 ) for detecting a transfer of the actuator ( 24 ) from the first position to the second position.

Actuator according to claim 4, characterized in that the identification information is a motor current of the drive device ( 21 ) or the position of a drive shaft ( 210 ) of the drive device ( 21 ).

Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device ( 5 ) a Hall sensor ( 51 ) having.

Actuator according to claim 6, characterized in that the sensor device ( 5 ) a magnet ( 50 ) for generating a magnetic field at the Hall sensor ( 51 ) having.

Actuator according to claim 7, characterized in that the output element ( 25 ) a tooth arrangement made of a ferromagnetic material ( 255 ), which when moving the output element ( 25 ) for generating a sensor signal relative to the sensor device ( 5 ) is moved.

Actuator according to claim 6, characterized in that the output element ( 25 ) a magnet arrangement ( 255 ), which when moving the output element ( 25 ) for generating a sensor signal relative to the sensor device ( 5 ) is moved.

Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 24 ) in an activated state for taking the first position via a power supply system ( 3 ) of the vehicle (F) fed by application of an actuator voltage and in case of malfunction of the power supply system ( 3 ) to be transferred from the first position to the second position when the actuator voltage due to the malfunction of the power supply system ( 3 ) drops below a predetermined threshold.