CN101994563B - 用于车辆的故障安全风门片控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的故障安全风门片控制装置，包括冷却液温度传感器、控制单元、致动器、可移动单元、风门片单元、弹性部件和电磁阀单元。冷却液温度传感器测量冷却液的温度。控制单元比较传感器测量值与参考值，并产生相应控制信号。致动器具有根据控制信号在顺时针或逆时针方向上旋转的旋转体。可移动单元在旋转体的旋转力作用下线性运动。风门片单元包括具有空气流动槽的风门片壳体，安装在风门片壳体上可打开地关闭空气流动槽的风门片门，及连接到可移动单元的连接杆。弹性部件在风门片门打开方向上向可移动单元施加弹性力。电磁阀单元被控制单元的控制信号控制，以限制可移动单元移动而将风门片门保持在关闭状态或释放可移动单元。

Description

用于车辆的故障安全风门片控制装置

相关申请的交叉引用

本发明要求2009年8月27日提交的韩国专利申请No.10-2009-0079684的优先权，其全部内容为各种目的而包含于此。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的故障安全风门片控制装置(fail-safe airflap control apparatus for a vehicle)，其被构造为防止风门片在故障时停止在关闭状态中。

背景技术

通常，水冷型发动机冷却装置包括水套、水泵、散热器、风扇和节温器。水套环绕发动机的气缸和燃烧室。水泵将水在加压条件下供给到气缸使其绕气缸循环。散热器将已被加热的冷却液的热量传递到空气。风扇辅助散热器的热交换。节温器用于在发动机启动后将冷却液的温度快速提高到预定温度。

在水冷型发动机冷却装置中，在发动机的气缸体和气缸盖中形成冷却液流动通道，发动机的部件被流经冷却液流动通道的水冷却。已经冷却了气缸体的冷却液(水)通过散热器管被由曲轴皮带轮操作的水泵强制送入散热器中。已进入散热器的冷却液通过散热器散热，并再次被供给到发动机以冷却发动机。

散热器是一种具有大散热区并可以包含大量水的容器。散热器包括水流过的管和与空气接触的散热片，散热片起到增大散热区以将尽可能多的热量耗散到空气中的功能。此外，在车辆的前保险杠的预定部分上设置散热器护栅，以隔离散热器与车辆外部并改善车辆的外观。

散热器护栅用于保持吸入车辆的空气流速恒定并用于在物理上防止被吸入车辆的空气中包含的外来物质进入散热器。

同时，最近提出在散热器护栅与散热器之间安装风门片控制装置，以根据发动机的冷却液的温度适当地控制通过散热器护栅被供给到散热器中的空气的流速。在这种技术中，在发动机的热机结束前，风门片控制装置限制空气被供给到散热器，从而减小完成热机所需的时间。

图1是显示根据传统技术的将空气供给到散热器的结构的分解透视图。

如图1所示，散热器护栅11安装在车辆前保险杠10上。冷却模块20，例如散热器和空调压缩机，设置在散热器护栅11后面。

冷却模块20与支架21装配在一起。在冷却模块20与散热器护栅11之间安装风门片控制装置30。风门片控制装置30用于控制通过散热器护栅11供给到冷却模块20的空气的流速。

当发动机的冷却液的温度较低时，由于发动机必须快速地完成热机，风门片控制装置30被关闭以减小供给到冷却模块20的空气的流速，从而发动机的温度可以被快速升高。在发动机的热机结束后，风门片控制装置30被打开以提高供给到冷却模块20的空气的流速，从而冷却性能被增强。

通常，用致动器或电磁阀作为驱动单元来操作风门片控制装置30的风门片。但是，当致动器由于例如断路或短路而出现故障时，风门片停止在当故障出现时其所在的状态。因此，如果当风门片位于关闭状态时致动器出现故障，虽然发动机的热机结束，空气也不能被供给到冷却模块，因此导致严重的发动机冷却问题。

此外，当采用电磁阀作为驱动单元来操作风门片时，由于电磁阀以以下的方式被操作，即利用当向电磁阀供电时产生的粘着力(adhesive force)来关闭风门片，因此如果电磁阀故障，粘着力消失从而风门片进入打开状态。

但是，当电磁阀故障时，只能通过当车辆行驶时被吸入的空气来打开风门片。因此，当车辆不运动但是发动机运转时，冷却性能被大大地降低。此外，虽然车辆在运动，但是由于车辆行驶的速度是可变的，风门片不能保持完全打开状态而是连续地拍打。

背景技术部分公开的信息只用于增强对本发明的一般背景技术的理解，其不表示或以任何方式暗示该信息构成本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

相应地，考虑现有技术中出现的上述问题提出了本发明，本发明的目的是提供一种用于车辆的故障安全风门片控制装置，其被构造为即使电子器件，例如致动器、电磁阀等出现故障，风门片也可以被保持在打开状态中，从而防止发动机过热。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于车辆的故障安全风门片控制装置，包括：冷却液温度传感器、控制单元、致动器、可移动单元、风门片单元、弹性部件和电磁阀单元。冷却液温度传感器测量车辆的冷却液的温度。控制单元接收冷却液温度传感器测量的值，比较测量的值与参考值，并产生相应的控制信号。致动器具有根据控制单元的控制信号在顺时针或逆时针方向上旋转的旋转体。可移动单元利用致动器的旋转体的旋转力线性运动。风门片单元安装在空气流动通道上，空气通过该空气流动通道从车辆的前侧被吸入冷却模块中。风门片单元包括具有空气通过的空气流动槽的风门片壳体(flaphousing)，安装在风门片壳体上从而可旋转以可打开地(openably)关闭空气流动槽的风门片门(flap door)，以及连接杆从风门片门延伸，连接到可移动单元的连接杆(connecting rod)。弹性部件设置在可移动单元和风门片壳体之间，以在风门片门打开的方向上向可移动单元施加弹性力。电磁阀单元设置在风门片壳体上，并根据控制单元的控制信号被操作，以限制可移动单元的移动从而将风门片门保持在关闭状态中或者释放可移动单元。

所述可移动单元可以包括旋转臂，其第一端部上具有插入旋转体中的接合杆(coupling rod)且其第二端部上具有铰链，所述可移动单元还包括滑块，其第一端部连接到所述铰链，从而滑块被旋转臂的旋转力线性移动，滑块的第二端部连接到所述连接杆。

所述接合杆包括旋转轴和限位凸起，所述限位凸起在径向方向上从旋转轴的圆周外表面凸出，所述限位凸起在圆周方向上延伸预定的长度。此外，可以在旋转体的圆周内表面中形成可移动凹陷。所述可移动凹陷在圆周方向上延伸的长度可以大于限位凸起的圆周长度，以允许接合杆被插入旋转体中从而在圆周方向上相对于旋转体旋转，在可移动凹陷的两个端部上设置动力传递凸起以将旋转体的旋转力施加到接合杆的限位凸起上。

此外，当冷却液温度传感器测量的值小于所述参考值时，控制单元可以控制致动器和电磁阀单元从而致动器的旋转体在风门片门被关闭的方向上旋转可移动单元，并且向电磁阀单元供电以限制可移动单元的移动，然后致动器的旋转体逆向旋转从而当电磁阀单元释放可移动单元时，所述接合杆可以在风门片门被打开的方向上旋转。

此外，当冷却液温度传感器测量的值大于所述参考值时，控制单元可以控制致动器和电磁阀单元从而中断向电磁阀单元供电以释放可移动单元，从而可移动单元在风门片门被打开的方向上被弹性部件移动，然后致动器的旋转体旋转并固定接合杆从而风门片门保持在打开状态中。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐明。

附图说明

图1是显示普通散热器的空气流入结构的分解透视图。

图2是显示根据本发明的示例性的故障安全风门片控制装置的控制的方框图。

图3是显示根据本发明的故障安全风门片控制装置的结构的视图。

图4是显示根据本发明的将旋转臂连接到致动器的结构的透视图。

图5至图8是显示根据本发明的示例性的故障安全风门片控制装置的操作的视图，图5到图8中，图(B)分别是相对应的图(A)的转动体和接合杆部分的截面图。

具体实施方式

现在，将详细参考本发明的不同实施例，其实例显示在附图和以下描述中。虽然将结合示例性的实施例描述本发明，但应当理解该描述并非要把本发明限制于该示例性的实施例。相反，本发明将不仅覆盖该示例性的实施例，而且还覆盖各种替换的、改变的、等效的和其他实施例，其可包含在所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内。

图2是显示根据本发明的示例性的故障安全风门片控制装置的控制的方框图。图3是显示根据本发明的故障安全风门片控制装置的结构的视图。

如图2和3所示，根据本发明的用于车辆的故障安全风门片控制装置包括冷却液温度传感器110、控制单元120、致动器130、可移动单元200、风门片单元300、弹性部件140和电磁阀单元150。

冷却液温度传感器110设置在发动机的预定位置上(通常在循环冷却液的冷却循环系统周围以及发动机周围)，以测量车辆的冷却液的温度。发动机的冷却液温度是获得关于发动机的信息的重要因素。这样，典型的电子控制发动机包括冷却液温度传感器。因此，被事先安装在发动机上的冷却液温度传感器可用作本发明的冷却液温度传感器110，而不使用安装在发动机中的独立的冷却液温度传感器。

此外，控制单元120被电连接到冷却液温度传感器110。控制单元120比较从冷却液温度传感器110测量和接收的值与存储在控制单元120中的参考值，然后，其产生相应的控制信号。具体而言，根据控制信号，设置在致动器130的一端上的转动体131在顺时针或逆时针方向中旋转。

此外，风门片门320根据转动体131的旋转方向被打开或关闭。虽然本发明的各个实施例被设置为当转动体131顺时针旋转时风门片门320被关闭，当转动体131逆时针旋转时风门片门320被打开，但是本发明的结构不限于此。

致动器130包括可以反向旋转以在两个方向中转动转动体131的可逆马达。致动器130的一般结构属于已知技术，因此将省略进一步的解释。

同时，可移动单元200利用致动器130的转动体131传输的旋转力来传导线性运动。可移动单元200包括旋转臂210和滑块220。

图4是显示根据本发明的将旋转臂210连接到致动器130的结构的透视图。如图4所示，接合杆211设置在旋转臂210的第一端部上，铰链212设置在旋转臂210的第二端部上。接合杆211插入转动体131中。旋转臂210通过铰链212可旋转地连接到滑块220上。

当插入转动体131中的接合杆211旋转时，铰链212绕接合杆211以对应于旋转臂210的长度的半径旋转。从而连接到铰链212的滑块220被线性移动。

如图3所示，滑块220的第一端部连接到铰链212，从而被旋转臂210的旋转力在垂直方向上线性移动。滑块220的第二端部连接到后述的连接杆330上，从而将操作力传输到风门片门320。

如图4和5所示，接合杆211具有旋转轴211a和限位凸起211b。限位凸起211b在径向方向上从旋转轴211a的圆周外表面凸出。每个限位凸起211b在圆周方向上延伸预定的长度。旋转轴211a和限位凸起211b可以插入转动体131中，并可以在预定的角度范围内相对于转动体131旋转。

为了达到上述目的，在转动体131的圆周内表面中形成可移动凹陷131a。每个可移动凹陷131a具有比相应的限位凸起211b的圆周长度大的圆周长度，以允许接合杆211被插入转动体131中，从而在预定的角度范围内相对于转动体131在圆周方向上旋转。

换言之，由于插入相应的可移动凹陷131a中的限位凸起211b的圆周长度小于可移动凹陷131a的圆周长度，接合杆211可在转动体131中在转动体131旋转的方向上旋转。

此外，在可移动凹陷131a的两个端部上设置动力传递凸起131b，以传递限位凸起211b的旋转力。下面将参考图5至图8具体描述利用动力传递凸起131b、可移动凹陷131a和限位凸起211b之间的往复运动打开或关闭风门片门320的操作。

风门片单元300安装在空气流动通道上，通过空气流动通道，空气从车辆的前侧被吸入冷却模块中。风门片单元300包括风门片壳体310、风门片门320和连接杆330。

空气流过的空气流动槽311穿过风门片壳体310而形成。从而经过散热器护栅的空气通过空气流动槽311流入冷却模块中。

此外，风门片门320可旋转地安装在风门片壳体310中，以可打开地关闭各个空气流动槽311。当风门片门320关闭所有的空气流动槽311时，空气不能被吸入冷却模块中。从而冷却模块的散热速度被降低，从而提高了冷却液的温度。当风门片门320打开空气流动槽311时，空气被吸入冷却模块中，从而冷却模块的散热速度被提高，因此降低冷却液的温度。

此外，连接杆330延伸风门片门320并连接到可移动单元200，从而风门片门320可以被可移动单元200的操作力打开或关闭。连接杆330可旋转地连接到可移动单元200的滑块220，从而可移动单元200的线性运动被传递到风门片门320的旋转轴321，以旋转风门片门320。

同时，如图3所示，在可移动单元200与风门片壳体310之间安装弹性部件140，以在风门片门320打开的方向上提供弹性力。即使当风门片门320处于关闭状态时致动器130出现故障，由于被插入转动体131中的旋转臂210可以在预定的角度范围内相对于转动体131旋转，因此无论致动器130是否被操作，风门片门320都可以被弹性部件140施加到可移动单元200上的弹性力打开。

例如，参考图3，当可移动单元200向上移动时，风门片门320被打开。在此，即使致动器130出现故障从而不能向上移动可移动单元200，可移动单元200也可以被弹性部件140的弹性力向上移动。

因此，如果致动器130不向可移动单元200施加力，则可移动单元200总是被弹性部件140偏压在风门片门320被打开的方向中。同时，在风门片壳体310上安装电磁阀单元150，以限制可移动单元200的运动，从而风门片门320可以停留在关闭状态中。电磁阀单元150还被控制单元120的控制信号操作。

当控制单元120产生控制信号时，电磁阀单元150利用其电磁力伸出一挡块151。从而当风门片门320位于关闭状态中时，挡块151限制可移动单元200的移动，从而即使在弹性部件140的弹性力作用下，可移动单元200也不能移动。

在具有上述结构的本发明的故障安全风门片控制装置中，如果冷却液温度传感器110测量的值小于参考值，则控制单元120确定车辆处于热机之前的状态，从而在可移动单元200移动以关闭风门片门320的方向上旋转致动器130的转动体131(参考图5)。

然后，向电磁阀单元150供电以强制挡块151伸出。当挡块151伸出时，可移动单元200的移动被限制，从而风门片门320停留在关闭状态中。然后，控制单元120逆向旋转致动器130的转动体131，从而当电磁阀单元150释放可移动单元200时，接合杆211可以在风门片门320打开的方向上旋转(参考图6)。

同时，当冷却液温度传感器110测量的值大于参考值时，控制单元120确定热机已经结束，然后切断向电磁阀单元150的供电以缩回挡块151并释放可移动单元200，从而可以打开风门片门320。这样，可移动单元200在风门片门320打开的方向上被弹性部件140的弹性恢复力移动(参考图7)。

然后，为了保持风门片门320处于打开状态中，控制单元120旋转致动器130的转动体131，从而转动体131固定接合杆211以防止其旋转。具体而言，转动体131的动力传递凸起131b固定接合杆211的限位凸起211b。从而风门片门320可以被保持在打开状态中(参考图8)。

图5至图8是显示本发明的故障安全风门片控制装置的操作的视图。下面将参考图5至图8解释本发明的故障安全风门片控制装置的操作。

由于以上已经描述了正常条件下根据本发明的故障安全风门片控制装置的操作，因此以下解释着重于当出现故障时故障安全风门片控制装置的操作。

如图6所示，如果当风门片门320位于关闭状态时致动器130和电磁阀单元150出现故障，则中断向电磁阀单元150供电从而已经伸出的挡块151被缩回。然后，可移动单元200被弹性部件140的弹性恢复力向上移动，从而打开风门片门320。

此外，如图8所示，即使当风门片门320位于打开状态时致动器130和电磁阀单元150出现故障，由于弹性部件140的弹性恢复力，风门片门320可以保持在打开状态中。此外，在这种状态下，如果致动器130出现故障，由于致动器130保持静止状态且转动体131的动力传递凸起131b保持推动接合杆211的限位凸起211b的状态，可以解决由于车辆运动时引起的振动而产生的风门片门320的拍打问题。

如上所述，在本发明中，即使当风门片门位于关闭状态时致动器和电磁阀单元出现故障，也可以自动打开风门片门，从而维持发动机的冷却功能，防止发动机过热。如果当风门片门位于打开状态时致动器和电磁阀单元出现故障，由于致动器保持静止状态，风门片门可以保持在打开状态中。因此，可以防止由于车辆的振动而导致的风门片门的拍打。

为了便于解释以及在所附权利要求中准确定义，参照图中所显示的特征的位置，使用术语“前部”、“外侧”等来描述示意性实施例的这些特征。

前面对本发明的具体示范性实施例所呈现的描述是出于说明和描述的目。其不是穷尽性的，也不用于将本发明限制到所公开的特定形式，显然，根据上述教导，各种修改和变化都是可能的。为了解释本发明的特定原理及其实际应用而选择和描述了示范性实施例，从而使本领域的其他技术人员可以实施并利用本发明的不同示范性实施例，及其各种改变和变化。本发明的范围将由所附的权利要求及其等效范围所限定。

Claims (6)

1.一种用于车辆的故障安全风门片控制装置，包括：

测量车辆的冷却液的温度的冷却液温度传感器；

控制单元，其接收冷却液温度传感器测量的值，比较测量的值与参考值，并产生相应的控制信号；

致动器，其具有根据控制单元的控制信号在顺时针或逆时针方向上旋转的旋转体；

可移动单元，其被配置为被致动器的旋转体的旋转力驱动而进行线性运动；

风门片单元，其安装在空气流动通道上，空气通过该空气流动通道从车辆的前侧被吸入冷却模块中，该风门片单元包括：

具有空气通过的空气流动槽的风门片壳体；

安装在风门片壳体上从而可旋转以可打开地关闭空气流动槽的风门片门；以及

连接杆，其从风门片门延伸，所述连接杆被连接到可移动单元；

弹性部件，其设置在可移动单元和风门片壳体之间，以在风门片门被打开的方向上向可移动单元施加弹性力；以及，

设置在风门片壳体上的电磁阀单元，该电磁阀单元根据控制单元的控制信号被操作，以限制可移动单元的移动从而将风门片门保持在关闭状态中或者释放可移动单元。

2.如权利要求1所述的用于车辆的故障安全风门片控制装置，其中所述可移动单元包括：

旋转臂，该旋转臂的第一端部上具有插入旋转体中的接合杆且该旋转臂的第二端部上具有铰链；以及

滑块，该滑块的第一端部连接到所述铰链，从而滑块被旋转臂的旋转力线性移动，滑块的第二端部连接到所述连接杆。

3.如权利要求2所述的用于车辆的故障安全风门片控制装置，其中所述接合杆包括旋转轴和限位凸起，所述限位凸起在径向方向上从旋转轴的圆周外表面凸出，所述限位凸起在圆周方向上延伸预定的长度，以及

在旋转体的圆周内表面中形成可移动凹陷，所述可移动凹陷在圆周方向上延伸的长度大于限位凸起的圆周长度，以允许接合杆被插入旋转体中从而在圆周方向上相对于旋转体旋转，在可移动凹陷的两个端部上设置动力传递凸起以将旋转体的旋转力施加到接合杆的限位凸起上。

4.如权利要求3所述的用于车辆的故障安全风门片控制装置，其中当冷却液温度传感器测量的值小于所述参考值时，控制单元控制致动器和电磁阀单元从而致动器的旋转体在风门片门被关闭的方向上旋转可移动单元，并且向电磁阀单元供电以限制可移动单元的移动，然后致动器的旋转体逆向旋转从而当电磁阀单元释放可移动单元时，所述接合杆可以在风门片门被打开的方向上旋转。

5.如权利要求3所述的用于车辆的故障安全风门片控制装置，其中当冷却液温度传感器测量的值大于所述参考值时，控制单元控制致动器和电磁阀单元从而中断向电磁阀单元供电以释放可移动单元，从而可移动单元在风门片门被打开的方向上被弹性部件移动，然后致动器的旋转体旋转并固定接合杆从而风门片门保持在打开状态中。

6.一种包括如权利要求1所述的故障安全风门片控制装置的车辆，所述车辆进一步包括：

与前保险杠相邻设置的散热器护栅；

其中所述冷却模块设置在散热器护栅后方。

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