CN102555778B - 具有独立和非顺序操作的复合式风门系统 - Google Patents

Abstract

一种具有独立和非顺序操作的复合式风门系统包括多个风门组件。每一个风门组件具有至少一个栅板，所述栅板是可操作的，以选择性地打开和关闭相应的风门组件。复合式风门系统还包括一机构，其被操作地连接到所述多个风门组件的每一个。该机构还被配置为使每个风门组件相对于彼此、独立地和非顺序地被促动。还披露了一种使用复合式风门系统的车辆。

Description

具有独立和非顺序操作的复合式风门系统

技术领域

本发明涉及一种复合式(compound)风门系统，其特点是独立的和非顺序的操作。

背景技术

风门典型地是用于开口的可靠和稳定的覆盖物。风门常常包括框架和安装在框架内的栅板或板条。

栅板可以被固定，即，相对于框架具有不变设置的角度。栅板还可以是可操作的，即，具有相对于框架可调整的角度，用于允许期望量的光、空气、和/或液体从风门的一侧穿过到另一侧。取决于框架的应用和构造，风门可以被安装以适配在开口内，或重叠该开口。除了各种功能性目的，特别是在架构上，风门还可以由于主要是装饰原因而使用。

发明内容

一种复合式风门系统包括多个风门组件。每一个风门组件具有至少一个栅板，所述栅板是可操作的，以选择性地打开和关闭相应的风门组件。复合式风门系统此外包括一机构，其被操作地连接到所述多个风门组件的每一个。所述机构还被配置为使每一个风门组件相对于彼此、独立地和非顺序地被促动。

所述多个风门组件可以包括第一风门和第二风门组件，其中，第二风门组件与第一风门组件分开布置。所述机构可以包括离合器和马达，所述离合器被操作地连接到第一风门组件和第二风门组件中的每一个，所述马达被操作地连接到离合器。离合器可以被配置为以促动第一风门组件和第二风门组件的第一模式、促动第一风门组件的第二模式、和促动第二风门组件的第三模式操作马达。离合器可以使用被选择性地激励的形状记忆材料，以以第一、第二、和第三模式中的一种操作马达。所述机构可以包括第一驱动元件和第二驱动元件，该第一驱动元件被配置为操作第一风门，及第二驱动元件被配置为操作第二风门组件。第一驱动元件和第二驱动元件中的每一个可以是推-拉型缆线和扭矩型缆线中的一个。

风门系统可以还包括控制器，其被配置为调节所述机构。控制器可以被配置为调节机构，以控制气流在车辆中通过第一护栅开口和通过第二护栅开口，该第二护栅开口远离第一护栅开口布置。在这样的配置中，第一风门组件可以布置在第一护栅开口中，及第二风门组件可以被布置在第二护栅开口中。这样的车辆可以包括内燃机，而控制器可以被配置为根据在发动机上的负载调节该机构。第一护栅开口可以与第二护栅开口分开布置。

发动机可以由循环通过热交换器的流体冷却。车辆可以包括传感器，其适合于感测流体的温度且被配置为将温度传送到控制器。控制器可以被配置为调节所述机构，以根据感测的流体温度冷却循环通过热交换器的流体。

本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将通过用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述并连同附图而显而易见。

附图说明

图1是根据第一实施例的复合式风门系统的局部透视图；

图2是根据第二实施例的复合式风门系统的局部透视图；及

图3是用于操作马达的离合器的示例性示意图，所述马达用于促动复合式风门系统，示出的离合器为非激励状态；

图4是图3的离合器在激励状态的示例性示意图；

图5是具有两个图4-5所示类型的促动器的离合器的示例性示意图，所述促动器用于促动图1-2所示的复合式风门系统；及

图6是具有图1和2所示风门系统的车辆的局部透视图。

具体实施方式

参考附图，其中，相同的附图标记表示相同的部件。图1示出根据第一实施例的复合式风门系统10。如所示的，风门组件12被布置在车辆60中，其在本文中将在别处相对于图6详细描述。风门系统10包括第一风门组件12和第二风门组件18。第一风门组件12包括刚性框架14和第一组栅板16，所述栅板是可操作的，以选择性地打开和关闭第一风门组件。尽管风门系统10被具体地描述为具有第一和第二风门组件12和18，但不排除系统使用更多数量的风门组件。

第二风门组件18包括刚性框架20和第二组栅板22，所述栅板是可操作的，以选择性地打开和关闭第二风门组件。类似于栅板16，栅板22可以被旋转通过在风门组件18的完全打开和完全关闭位置之间且包括风门组件18的完全打开和完全关闭位置的范围。尽管栅板16和22被示出为可旋转的板，但术语“栅板”可以包括相对于彼此和相对于它们各自的框架14、20以任何方式可移动的板或板条的任何组合。如在图1中示出的，第二风门组件18与第一风门组件12分开地且远离第一风门组件12布置。第二风门组件18还可以与第一风门组件12分开但靠近第一风门组件12布置，以覆盖单个的大的护栅开口(未示出)。机构24被操作地连接到第一风门组件12和连接到第二风门组件18。

机构24被配置为使第一和第二风门组件12、18独立地且非顺序地相对于彼此被促动。机构24被配置为，通过使栅板16和22分别旋转通过在完全打开和完全关闭位置之间且包括完全打开和完全关闭位置的范围而操作第一和第二风门组件。如图所示，机构24包括电马达26和离合器28。离合器28被配置为以促动第一风门组件12和第二风门组件18的第一模式、仅促动第一风门组件的第二模式、和仅促动第二风门组件的第三模式操作马达26。这样，经由离合器28使电马达26运作以同时地或单独地促动第一风门组件12和促动第二风门组件18。离合器28的操作可以由布置为与机构24电子通讯的控制器30而调节。离合器28的示例性配置在图2-3中描述，及在下面更详细地描述。

如在图1所示，机构24还包括齿轮传动装置32，其被操作地连接到第一风门组件12。齿轮传动装置32用于接收来自驱动元件34的外部驱动，和将这样的外部驱动转换为栅板16的旋转。机构24还包括齿轮传动装置36，其被操作地连接到第二风门组件18。齿轮传动装置36用于接收来自驱动元件38的外部驱动，和将这样的外部驱动转换为栅板22的旋转。如在图1中所示，驱动元件34和38中的每一个可以是扭矩型缆线，即，被配置为接受扭转载荷而没有显著扭曲的缆线，以由此将驱动从马达26传送到第一风门组件12和/或第二风门组件18。这样的扭矩型缆线可以由任何合适的材料或材料的组合制造，也可以采用平包装缆线管道。

如在图2中所示，驱动元件34和38中的每一个还可以是推-拉型缆线，即，被配置为当第一风门组件12和/或第二风门组件18由马达26操作时，经由凸轮40或杆装置(未示出)选择性地推和拉、以旋转栅板16和/或22的缆线。如在图1和2两者的情况中所示，驱动元件34和38允许第一和第二风门组件12和18远离彼此定位且由马达26促动。这样的能力当第一和第二风门组件12和18在物理上由其它结构和/或装置分开时特别有益，所述结构和/或装置可以被封装在车辆60中(在图5中示出)。

如在图1和2中看到的，离合器28被操作地连接到马达26、第一风门组件12和第二风门组件18中的每一个。离合器28被配置为以下其中一种模式操作马达26：促动第一风门组件12和促动第二风门组件18的第一模式、仅促动第一风门组件的第二模式、和仅促动第二风门组件的第三模式。这样，经由离合器28使马达26运作以同时地或单独地促动第一风门组件12和第二风门组件18，其中，这种选择性的促动可以由控制器30调节。离合器28的示例性配置在图3-4中示出，其中离合器被示出为具有一个促动器42，用于第一风门组件12和第二风门组件18中的每一个。如在图4-6中所示，每一个促动器42使用激活材料(active material)部件44。

如图3-4所示，激活材料部件44被配置为由形状记忆合金(SMA)制造的、具有恒定横截面的连续线材，其被紧固在单个促动器42的壳体46内。激活材料部件44可以经由由能量源48通过开关50提供的电流被选择性地激励。如图3所示，当激活材料部件44为它的原始形状时，操作地连接到联接装置(诸如爪形离合器54)的轴52在起始位置，且爪形离合器脱开。激活材料部件44被配置为，当激活材料部件经受电流时，经历尺寸变化且由此使轴52平移，以使爪形离合器54接合，如图4所示。在电流断开之后，偏动弹簧56将轴52拉回到起始位置、使爪形离合器54脱开、和帮助激活材料部件44回到它的原始形状和/或尺寸。

多个促动器42可以被组合以形成离合器28。离合器28可以由此用于驱动多个输出件(output)或促动多个构件，诸如第一和第二风门组件12、18，以及可以被包括在风门系统10中的附加数量的风门组件。例如，如图5所示，两个单独的促动器42可以用于驱动两个单独的轴52，以使两个单独的爪形离合器54接合。尽管此处示出仅两个促动器42，按所需数量以驱动任何数量的输出件的促动器可以被连接到马达26。如图所示，两个这样的促动器42中的每一个经由能量源48、通过单独的开关50被选择性地激励，所述开关的关闭由控制器30调节。此外，两个这样的促动器42中的每一个经由单独的齿轮58被连接到马达26，其中，单独的齿轮58可以具有相同的齿数和直径或不同的齿数和直径。

马达26被操作地连接到齿轮59。相应地，每一个齿轮58经由齿轮59由马达26驱动。由此，当两个促动器42中的一个的激活材料部件44被激励时，该特定激活材料部件使一个爪形离合器54接合，以促动第一和第二风门组件12和18中的一个。类似地，当两个促动器42中的另一个的激活材料部件44被激励时，该激活材料部件将另一个爪形离合器54接合到第一和第二风门组件12和18中的另一个。相应地，第一和第二风门组件12和18可以经由离合器28由马达26同时地或单独地促动。

尽管离合器28被描述为具备有激活材料部件61的多个促动器42，但可使用用于通过马达26促动第一和/或第二风门组件12和18的任何适当的机构，诸如单个或多个机电螺线管。

图6描述并入在车辆60内的风门系统10，所述车辆包括第一护栅开口62和第二护栅开口64，其被布置为向各种车辆系统和构件提供气流。尽管车辆60被描述为具体地具有第一和第二护栅开口62和64，但不排除车辆使用更多数量的护栅开口，且每一个开口容纳单独的风门组件。如图所示，风门组件12被放置在第一护栅开口62中和风门组件18被放置在第二护栅开口64中。风门组件12和18的定位可以交换，从而风门组件18被放置在第一护栅开口62中且风门组件12被放置在第二护栅开口64中。护栅开口62和64两者均被定位在车辆60的前部。车辆60包括内燃机66。尽管未具体示出，车辆60还可以配置为混合电动类型，其包括一个或多个马达/发电机、各种能量存储装置、和/或燃料电池。同样地，护栅开口62和64还可以向这样的其它构件提供气流。还包括的是空气对流体的热交换器68，即，散热器，用于循环冷却流体(由箭头70和72示出)，诸如水或特别配制的冷却剂，用于冷却发动机66。热交换器68被定位在护栅开口62后面和风门系统10的后面，从而热交换器可以被屏蔽各种道路和空气中的碎片。如本领域技术人员所理解的一样，如果例如车辆具有后置或中置发动机配置，热交换器68还可以被定位在任何其它位置中，诸如在乘客舱的后面。

风扇74被定位在热交换器68的后面。风扇74可以由发动机66电地或机械地直接驱动。车辆60还包括控制器30，其可以是发动机控制器或独立的控制单元，被配置为调节用于选择风门系统10的期望位置的机构24。控制器30还可以被配置为操作风扇74(如果风扇是电驱动的)和温度调节装置(未示出)，该温度调节装置被配置为调节冷却剂的循环，如本领域技术人员所理解的一样。

车辆60还包括冷却剂传感器76，其被配置为感测冷却剂的温度。控制器30被编程，以根据发动机66上的负载、及相应地由传感器76感测的冷却剂的温度来调节机构24。由于由发动机66在负载下产生的热量，冷却剂的温度增加。典型地，在发动机上的负载取决于施加在车辆60上的运行条件，诸如上山和/或牵引拖车。在发动机66上的负载通常抬高发动机的内部温度，为了期望的性能和稳定性，其继而使发动机的冷却成为必要。

为了最有效地从关键发动机构件(诸如轴承(未示出，但本领域技术人员已知))除去热量，冷却剂在发动机66内按规定路线传送。典型地，冷却剂通过流体泵(未示出)被从发动机66连续地循环到热交换器68。在正在移动的车辆中，具有环境温度且相对于车辆以一定速度移动的气流穿透车辆的护栅开口62。当风门系统10打开时，气流在开始接触热交换器68之前穿透风门系统平面。当气流到达热交换器68时，在热交换器内的冷却剂温度在冷却剂返回到发动机66之前下降，以由此冷却发动机。

当风门系统10完全关闭时，栅板16和22在护栅开口62和64处分别阻挡气流。当风门系统10完全打开时，如在图6中所示，栅板16和22被旋转到与试图穿透风门系统平面的气流平行的位置。由此，完全打开的风门系统10被配置为允许这样的气流大体无拘束地穿过栅板平面而通过。通过经由马达26和离合器28提供第一风门组件12和第二风门组件18的独立的和非顺序的操作，风门系统10还可以由控制器30调节，以可变地限制即将来临的气流进入到热交换器68。

中间位置可以被选择，用于第一风门组件12和/或第二风门组件18，其中相应的栅板16和/或22部分地关闭。这种提供第一风门组件12和第二风门组件18的独立和非顺序操作的能力允许由热交换器68接收的气流量的更精细控制。栅板16和22的适当的位置根据被编程的算法、通过控制器30被独立地和非顺序地选择，以由此影响期望的发动机66的冷却，以及产生车辆60的最有利的空气动力学性能。

尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (8)

1.一种复合式风门系统，包括：

多个风门组件，其彼此分开地布置，每一个风门组件具有至少一个栅板，该栅板是可操作的，以选择性地打开和关闭相应的风门组件；和

机构，其具有离合器和马达，所述离合器操作地连接到所述多个风门组件中的每一个，且所述马达操作地连接到离合器，且所述机构被配置为使每一个风门组件相对于彼此、独立地和非顺序地被促动；

所述多个风门组件包括第一风门组件和第二风门组件，且其中离合器被配置为以促动第一风门组件和第二风门组件的第一模式、促动第一风门组件的第二模式、和促动第二风门组件的第三模式操作马达；和

控制器，其被配置为以第一、第二和第三模式的每一个调节所述机构。

2.如权利要求1所述的风门系统，其中，离合器使用形状记忆材料，该形状记忆材料被选择性地激励，以便以第一、第二、和第三模式中的一种操作马达。

3.如权利要求1所述的风门系统，其中，所述机构包括第一驱动元件和第二驱动元件，第一驱动元件被配置为操作第一风门组件，第二驱动元件被配置为操作第二风门组件。

4.如权利要求3所述的风门系统，其中，第一驱动元件和第二驱动元件中的每一个是推-拉型缆线和扭矩型缆线中的一种。

5.如权利要求1所述的风门系统，其中，控制器调节所述机构，以控制在车辆中的气流穿过第一护栅开口和第二护栅开口，该第二护栅开口被远离第一护栅开口布置，从而第一风门组件被放置在第一护栅开口中和第二风门组件被放置在第二护栅开口中。

6.如权利要求5所述的风门系统，其中，车辆包括内燃机，控制器被配置为根据在发动机上的负载调节所述机构。

7.如权利要求6所述的风门系统，其中，发动机由循环通过热交换器的流体冷却，车辆包括传感器，其适合于感测流体的温度且被配置为将温度传送到控制器。

8.如权利要求7所述的风门系统，其中，控制器被配置为调节所述机构，以根据感测的流体温度冷却循环通过热交换器的流体。