CN103534122A - 用于主动格栅系统的可变式或分步式活挡板启用装置 - Google Patents

Abstract

一种主动格栅系统，其安装至仪表板、格栅或承载件，或者其作为汽车的承载件的一部分。两组活挡板可旋转地安装至框架，并且凸轮机构提供两组活挡板的选择性致动，并且致动器控制凸轮机构使得致动器将凸轮机构在第一位置、第二位置与第三位置之间移动。当凸轮机构处于第一位置时，第一组活挡板和第二组活挡板都处于闭合位置；当凸轮机构处于第二位置时，第一组活挡板处于打开位置并且第二组活挡板处于闭合位置；以及当凸轮机构处于第三位置时，第一组活挡板和第二组活挡板都处于打开位置。

Description

用于主动格栅系统的可变式或分步式活挡板启用装置

相关申请的交叉参引

本申请为2011年5月13日提交的美国专利申请No.61/518,893的PCT国际申请。

技术领域

本发明涉及一种具有单个致动器的主动格栅系统，该单个致动器用于控制作为格栅的一部分的两组活挡板的运动。

背景技术

已经做出各种努力以优化各种汽车零件的冷却。为了维持最佳操作温度，所开发的各种设备中的一些已被设计成对贯穿汽车的发动机舱的空气流进行控制，以便将所需量的热量从发动机、变速器和产生热量的其他部件上移走。

然而，还期望在发动机启动后尽可能快地使其达到正常操作温度。当发动机的温度与周围环境的温度大致相同并被发动时，发动机的燃料效率最低（特别是在启动期间且周围环境的温度较冷时）。降低的燃料效率即是认为期望非常迅速地使发动机达到最佳操作温度的原因。在这些条件下，不期望将热量从发动机以及发动机周围的各种部件上移走，并且因此，设计成控制发动机附近的空气流的设备如果在发动机启动时不从发动机上移走热量，则这些设备会更有益地得到使用。

并且，对于许多现有冷却系统，由车辆的向前运动所产生的空气流并未有效地被利用来对车辆的各种部件进行冷却。相反，车辆的许多部件引起招致低空气动力效率的较差空气流。

因此，需要这样一种冷却系统，该冷却系统可操作以更大程度地对发动机附近的空气流进行控制，适应于与许多不同车辆一起使用，并且采用最少的零件和致动器来对该冷却系统进行控制。

发明内容

本发明为一种主动格栅系统，其具有安装至已有车辆部件（承载件、仪表板、格栅等）的框架或具有作为汽车的承载件的一部分的框架。第一组活挡板可旋转地安装至框架，并且第二组活挡板在相对于第一组活挡板的不同位置处也可旋转地安装至框架。本发明还包括凸轮机构和致动器，凸轮机构用于提供第一组活挡板和第二组活挡板的选择性致动，致动器对凸轮机构进行控制使得致动器将凸轮机构在第一位置、第二位置和第三位置之间移动。

当凸轮机构处于第一位置时，第一组活挡板和第二组活挡板处于闭合位置；当凸轮机构处于第二位置时，第一组活挡板处于打开位置且第二组活挡板处于闭合位置；以及当凸轮机构处于第三位置时，第一组活挡板和第二组活挡板处于打开位置。

凸轮机构包括由致动器驱动并一致地旋转的第一凸轮板和第二凸轮板。每个凸轮板均具有相对于彼此不同地成形的槽。设有连接至第一组活挡板的第一连杆，第一连杆具有延伸至第一凸轮板的槽中用以移动第一组活挡板的销，并且设有连接至第二组活挡板的第二连杆，第二连杆具有延伸至第二凸轮板的槽中用以移动第二组活挡板的销。当凸轮板在第一位置、第二位置和第三位置之间旋转时，连接至第一连杆的销在第一凸轮板的槽中移动以控制第一组活挡板在打开和闭合位置之间的致动，以及，连接至第二连杆的销在第二凸轮板的槽中移动以控制第二组活挡板在打开和闭合位置之间的致动。

通过后文提供的详细说明，本发明另外的应用领域将变得明显。应当理解，尽管详细的说明和具体的示例指示了本发明的优选实施方式，但其仅仅旨在于说明目的而并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

根据详细说明和附图，将更全面地理解本发明，附图中：

图1为根据本发明的具有两组活挡板、其中所述两组活挡板都处于闭合位置的主动格栅系统的第一立体图；

图2为根据本发明的具有两组活挡板、其中所述两组活挡板都处于闭合位置的主动格栅系统的第二立体图；

图3为根据本发明的具有两组活挡板、其中一组活挡板处于闭合位置且另一组活挡板处于打开位置的主动格栅系统的第一立体图；

图4为根据本发明的具有两组活挡板、其中一组活挡板处于闭合位置且另一组活挡板处于打开位置的主动格栅系统的第二立体图；

图5为根据本发明的具有两组活挡板、其中所述两组活挡板都处于打开位置的主动格栅系统的第一立体图；

图6为根据本发明的具有两组活挡板、其中所述两组活挡板都处于打开位置的主动格栅系统的第二立体图；

图7为根据本发明的作为具有两组活挡板的主动格栅系统的一部分而使用的凸轮机构的放大立体图。

具体实施方式

以下对优选实施方式的描述本质上仅仅是示例性的并且不以任何方式旨在限制本发明、其应用或用途。

总体参照附图，附图中通常在标号10处示出具有可变式致动装置的主动格栅系统。系统100适用于具有冷却系统的车辆，并且包括通常在标号12处示出的第一组活挡板以及通常在标号14处示出的第二组活挡板。虽然附图中仅示出第一组活挡板12中的一个以及第二组活挡板14中的一个，但可设想具有构成第一组活挡板12和第二组活挡板14的多个活挡板。各组活挡板12、14中的每一个均安装至框架16，并且框架16包括柱部18和悬伸部20。框架16可为车辆的承载件的一部分，并且安装在例如散热器之类的冷却设备的前部、或安装在仪表板或格栅上。

致动器21安装至悬伸部20，且凸轮机构安装至致动器21，凸轮机构通常在标号22处示出。凸轮机构22包括第一凸轮板24和第二凸轮板26。第一凸轮板24具有第一槽28，且第二凸轮板26具有第二槽30。凸轮板24、26借助于延伸穿过悬伸部20的轴32一致地旋转。轴32连接至在悬伸部的内部或者安装至悬伸部的致动器。将致动器设置为处于远离框架16的位置并且传动系统连接至轴32或凸轮板24、26也在本发明的范围内。

连接至第一连杆40的第一销38延伸至第一槽28中，且第一连杆40枢转地连接至形成为第一组活挡板12中的一个的一部分的第一凸缘42。第一连杆40可以通过延伸穿过形成为第一凸缘42的一部分的孔46的第二销44、或者通过能在第一连杆40和第一凸缘42之间提供枢转关系的任何其他适当的方法枢转地连接至第一凸缘42。

连接至第二连杆50的第三销48延伸至第二槽30中，且第二连杆50枢转地连接至形成为第二组活挡板14中的一个的一部分的第二凸缘52。第二连杆可以通过延伸穿过形成为第二凸缘52的一部分的孔56的第四销54、或者通过能在第二连杆50和第二凸缘52之间提供枢转关系的任何其他适当的方法枢转地连接至第二凸缘52。

活挡板12、14安装至框架16使得活挡板12、14能够相对于框架16枢转。每个活挡板12、14通常为相同的构造，并且包括本体部58和从本体部58的每一侧延伸的突出部；突出部中的一个延伸至形成为外支撑部62的一部分的孔60中，且突出部中的另一个延伸至形成为中央支撑部64的一部分的孔中。

第一槽28相比于第二槽30不同地成形并且每个槽28、30均限定销38、58的在相应的槽28、30中的运动路径。槽28、30成形为单独地移动销38、48并且因此移动连杆40、50以及活挡板12、14。在三个不同位置、即在图1和图2中示出的第一位置、图3和图4中示出的第二位置、以及图5和图6中示出的第三位置之间，凸轮板24、26关于轴线66旋转大约90度。凸轮板24、26相对于轴线66旋转90度。根据特定应用的需要，旋转角67为90度、45度、180度、360度、720度、10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、和80度都在本发明的范围内。在第二位置，凸轮板24、26旋转45度或大约45度，在第三位置，凸轮板24、26旋转90度或大约90度。

当凸轮板24、26处于第一位置时，两组活挡板12、14都处于如图1和图2中所示的闭合位置。当车辆达到第一预确定温度时，连接至轴32的致动器使轴32旋转，并且使凸轮板24、26从第一位置旋转至图3和图4所示的第二位置。在该实施方式中，致动器为由车辆的电子控制单元（ECU）控制的步进马达，电子控制单元（ECU）使步进马达的操作与车辆的整个冷却系统互相关联。同样在本发明的范围内的是，致动器由独立于ECU的控制器23控制，该控制器安装在框架16上并连接至构造成提供与车辆参数有关的输入的车辆指令部25。车辆参数一般说来为需要对穿过主动格栅系统10的空气流进行调整的任何参数或条件。车辆参数的示例包括但不局限于空气温度、冷却剂温度、空气调节器开/关、风扇开/关、车辆速度等。

槽28、30成形为使得在凸轮板24、26的这部分旋转过程中，第二组活挡板14保持闭合，并且第一组活挡板12移动至如图3和图4中最佳地示出的打开位置。当车辆达到第二预确定温度时，经进一步使轴32和凸轮板24、26旋转至图5和6中所示的第三位置，第一组活挡板12保持在打开位置，且第二组活挡板14从闭合位置移动至打开位置。

第一组活挡板12和第二组活挡板14的运动的不同是由于槽28、30的形状的不同所导致的。每个槽28、30均具有主动部（active portion）和空闲部（idle portion）。更为具体地，第一槽28具有通常在标号68处示出的第一主动部以及通常在标号70处示出的第一空闲部，且第二槽30具有通常在标号72处示出的第二主动部以及通常在标号74处示出的第二空闲部。如图7中最佳地示出的，具有引导槽78的突出部76从悬伸部20向下延伸。第一销38的一部分以及第三销48的一部分延伸至引导槽78中以便控制连杆40、50的运动。虽然第一销38和第三销48都延伸至引导槽78中，但第一销38和第三销48并不连接在一起，这允许连杆40、50独立运动，并且还确保当凸轮板24、26旋转时，销38、48在相应的槽28、30中移动，而不是与凸轮板24、36一起移动。

当凸轮板24、26从第一位置移动至第二位置时，第一销38移动通过引导槽78和第一槽28的第一主动部68，并且第三销48移动通过第二槽30的第二空闲部74。由于第一销38移动通过引导槽78和第一槽28的主动部68，第一槽28成形为使得销38、第一连杆40、第一凸缘42移动并引起第一活挡板12移动至打开位置。当第三销48移动通过第二槽30的空闲部74时，第三销48、第二连杆50、第二凸缘52不移动，并且第二活挡板14保持在闭合位置。

当凸轮板24、26从第二位置移动至如图5和图6中最佳地示出的第三位置时，第一销38移动通过第一槽28的空闲部70，且第三销48移动通过引导槽78和第二槽30的主动部72。由于第一销38移动通过第一槽28的空闲部70，空闲部70成形为使得销38、第一连杆40、第一凸缘42和第一活挡板12并不移动，并且第一活挡板12保持在打开位置。由于第三销48移动通过引导槽78和第二槽30的主动部72，主动部72成形为使得第三销48、第二连杆50、第二凸缘52移动并且第二活挡板14移动至如图5和图6所示的打开位置。

虽然已经示出并描述了凸轮板24、26能够在第一位置、第二位置与第三位置之间移动，但同样在本发明的范围内的是，凸轮板24、26能够移动至第一位置和第三位置之间的任意位置以将活挡板12、14打开至它们各自的打开和闭合位置之间的居间位置。使用本发明的系统10的车辆可能需要对活挡板12、14进行多种定位以维持不同行驶条件下恰当的操作温度。本发明的主动格栅系统10在使用仅仅单个致动器的情况下实现了不同的两组活挡板12、14的打开和闭合。虽然这两组活挡板12、14在图中示出为彼此相邻，但同样在本发明的范围内的是，框架16可以成形为使得第一组活挡板12可定位在第二组活挡板14上方。

本发明的说明本质上仅仅是示例性的，并且因此，旨在将不背离本发明的本质的变型包括在本发明的范围内。这种变型不应认为是与本发明的精神和范围相背离的。

Claims (19)

1.一种主动格栅系统，包括：

框架；

第一组的至少一个活挡板，所述第一组的至少一个活挡板可旋转地安装至所述框架；

第二组的至少一个活挡板，所述第二组的至少一个活挡板可旋转地安装至所述框架；

凸轮机构，所述凸轮机构用于提供所述第一组的所述至少一个活挡板和所述第二组的所述至少一个活挡板的选择性致动，其中，所述凸轮机构能够在第一位置、第二位置与第三位置之间旋转；

其中，所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置将所述第一组的所述至少一个活挡板和所述第二组的所述至少一个活挡板旋转至打开位置、闭合位置和居间位置，所述打开位置、所述闭合位置和所述居间位置分别对应所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置。

2.根据权利要求1所述的主动格栅系统，所述凸轮机构还包括：

第一凸轮板，所述第一凸轮板可旋转地安装至轴；

第二凸轮板，所述第二凸轮板可旋转地安装至所述轴，使得所述第一凸轮板和所述第二凸轮板大致一致地旋转；

第一连杆，所述第一连杆枢转地连接至所述第一组的至少一个活挡板中的至少一个，并且所述第一连杆能够与所述第一凸轮板一起操作以便移动所述第一组的至少一个活挡板；以及

第二连杆，所述第二连杆枢转地连接至所述第二组的至少一个活挡板中的至少一个，并且所述第二连杆能够与所述第二凸轮板一起操作以便移动所述第二组的至少一个活挡板；

其中，当所述第一凸轮板在所述第一位置、所述第二位置与所述第三位置之间移动时，所述第一凸轮板在所述打开位置与所述闭合位置之间移动所述第一连杆以及所述第一组的至少一个活挡板，以及，当所述第二凸轮板在所述第一位置、所述第二位置与所述第三位置之间移动时，所述第二凸轮板在所述打开位置与所述闭合位置之间移动所述第二连杆以及所述第二组的至少一个活挡板。

3.根据权利要求2所述的主动格栅系统，所述第一凸轮板还包括：

第一槽，所述第一槽可操作以接纳连接至所述第一连杆的销；

第一主动部，所述第一主动部形成为所述第一槽的一部分，以及，在所述凸轮机构从所述第一位置移动至所述第二位置时，连接至所述第一连杆的所述销在所述第一槽的所述第一主动部中移动；以及

第一空闲部，所述第一空闲部形成为所述第一槽的一部分，以及，在所述凸轮机构从所述第二位置移动至所述第三位置时，连接至所述第一连杆的所述销在所述第一槽的所述第一空闲部中移动。

4.根据权利要求2所述的主动格栅系统，所述第二凸轮板还包括：

第二槽，所述第二槽可操作以接纳连接至所述第二连杆的销；

第二空闲部，所述第二空闲部形成为所述第二槽的一部分，在所述凸轮机构从所述第一位置移动至所述第二位置时，连接至所述第二连杆的所述销在所述第二槽的所述第二空闲部中移动；以及

第二主动部，所述第二主动部形成为所述第二槽的一部分，以及，在所述凸轮机构从所述第二位置移动至所述第三位置时，连接至所述第二连杆的所述销在所述第二槽的所述第二主动部中移动。

5.根据权利要求2所述的主动格栅系统，还包括：

引导槽，所述引导槽形成于所述框架上，其中，所述第一连杆和所述第二连杆连接至所述引导槽。

6.根据权利要求1所述的主动格栅系统，其中，所述第一组的至少一个活挡板定位在所述第二组的至少一个活挡板上方。

7.根据权利要求1所述的主动格栅系统，还包括致动器，所述致动器连接至所述框架并构造成使所述凸轮机构在所述第一位置、所述第二位置与所述第三位置之间旋转。

8.根据权利要求7所述的主动格栅系统，还包括控制器和车辆指令部，所述控制器连接至所述致动器，所述车辆指令部连接至所述控制器以便向所述控制器提供发动机温度读数，其中，所述控制器根据来自所述车辆指令部的温度读数判定所述致动器是否使所述凸轮在所述第一位置、所述第二位置与所述第三位置之间旋转。

9.一种主动格栅系统，包括：

框架；

第一组的至少一个活挡板，所述第一组的至少一个活挡板可旋转地安装至所述框架；

第二组的至少一个活挡板，所述第二组的至少一个活挡板可旋转地安装至所述框架；

凸轮机构，所述凸轮机构用于提供所述第一组的至少一个活挡板和所述第二组的至少一个活挡板的选择性致动；以及

致动器，所述致动器控制所述凸轮机构，使得所述致动器在第一位置、第二位置与第三位置之间移动所述凸轮机构；

其中，当所述凸轮机构处于所述第一位置时，所述第一组的至少一个活挡板与所述第二组的至少一个活挡板处于闭合位置；当所述凸轮机构处于所述第二位置时，所述第一组的至少一个活挡板处于打开位置且所述第二组的至少一个活挡板处于闭合位置；以及，当所述凸轮机构处于所述第三位置时，所述第一组的至少一个活挡板与所述第二组的至少一个活挡板处于打开位置。

10.根据权利要求9所述的主动格栅系统，所述凸轮机构还包括：

第一凸轮板，所述第一凸轮板安装至轴，所述轴连接至所述致动器；

第二凸轮板，所述第二凸轮板安装至所述轴，使得所述第一凸轮板和所述第二凸轮板大致一致地旋转；

第一连杆，所述第一连杆枢转地连接至所述第一组的至少一个活挡板中的至少一个，并且所述第一连杆能够与所述第一凸轮板一起操作以便移动所述第一组的至少一个活挡板；以及

第二连杆，所述第二连杆枢转地连接至所述第二组的至少一个活挡板中的至少一个，并且所述第二连杆能够与所述第二凸轮板一起操作以便移动所述第二组的至少一个活挡板；

其中，当所述第一凸轮板在所述第一位置、所述第二位置与所述第三位置之间移动时，所述第一凸轮板在所述打开位置与所述闭合位置之间移动所述第一连杆以及所述第一组的至少一个活挡板，以及，当所述第二凸轮板在所述第一位置、所述第二位置与所述第三位置之间移动时，所述第二凸轮板在所述打开位置与所述闭合位置之间移动所述第二连杆以及所述第二组的至少一个活挡板。

11.根据权利要求10所述的主动格栅系统，所述第一凸轮板还包括：

第一槽，所述第一槽可操作以便接纳连接至所述第一连杆的销；

第一主动部，所述第一主动部形成为所述第一槽的一部分，并且，当所述凸轮机构从所述第一位置移动至所述第二位置时，连接至所述第一连杆的所述销在所述第一槽的所述第一主动部中移动；以及

第一空闲部，所述第一空闲部形成为所述第一槽的一部分，并且，当所述凸轮机构从所述第二位置移动至所述第三位置时，连接至所述第一连杆的所述销在所述第一槽的所述第一空闲部中移动。

12.根据权利要求10所述的主动格栅系统，所述第二凸轮板还包括：

第二槽，所述第二槽可操作以接纳连接至所述第二连杆的销；

第二空闲部，所述第二空闲部形成为所述第二槽的一部分，当所述凸轮机构从所述第一位置移动至所述第二位置时，连接至所述第二连杆的所述销在所述第二槽的所述第二空闲部中移动；以及

第二主动部，所述第二主动部形成为所述第二槽的一部分，并且，当所述凸轮机构从所述第二位置移动至所述第三位置时，连接至所述第二连杆的所述销在所述第二槽的所述第二主动部中移动。

13.根据权利要求10所述的主动格栅系统，还包括：

引导槽，所述引导槽形成于所述框架上，其中，所述第一连杆和所述第二连杆连接至所述引导槽。

14.根据权利要求9所述的主动格栅系统，其中，所述第一组的至少一个活挡板定位在所述第二组的至少一个活挡板上方。

15.一种主动格栅系统，包括：

框架；

第一组的至少一个活挡板，所述第一组的至少一个活挡板可旋转地安装至所述框架；

第二组的至少一个活挡板，所述第二组的至少一个活挡板可旋转地安装至所述框架；

第一凸轮板，所述第一凸轮板可旋转地安装至所述框架；

第二凸轮板，所述第二凸轮板可旋转地安装至所述框架，使得所述第一凸轮板和所述第二凸轮板大致一致地旋转；

致动器，所述致动器控制所述第一凸轮板以及所述第二凸轮板的旋转，使得所述致动器在第一位置、第二位置与第三位置之间移动所述第一凸轮板和所述第二凸轮板；

第一连杆，所述第一连杆将所述第一组的至少一个活挡板连接至所述第一凸轮板；

第二连杆，所述第二连杆将所述第二组的至少一个活挡板连接至所述第二凸轮板；

第一槽，所述第一槽形成于所述第一凸轮板中以便接纳从所述第一连杆延伸的销；

第一主动部，所述第一主动部形成为所述第一槽的一部分，并且，当所述凸轮机构从所述第一位置旋转至所述第二位置时，所述第一连杆的所述销在所述第一主动部中移动；

第一空闲部，所述第一空闲部形成为所述第一槽的一部分，并且，当所述第一凸轮板从所述第二位置移动至所述第三位置时，连接至所述第一连杆的所述销在所述第一槽的所述第一空闲部中移动；

第二槽，所述第二槽形成于所述第一凸轮板中以便接纳从所述第二连杆延伸的销；

第一主动部，所述第一主动部形成为所述第二槽的一部分，并且，当所述凸轮机构从所述第一位置旋转至所述第二位置时，所述第一连杆的所述销在所述第一主动部中移动；

第一空闲部，所述第一空闲部形成为所述第二槽的一部分，并且，当所述第一凸轮板从所述第二位置移动至所述第三位置时，连接至所述第一连杆的所述销在所述第一槽的所述第一空闲部中移动；并且

其中，当所述凸轮机构处于所述第二位置时，所述第一组的至少一个活挡板以及所述第二组的至少一个活挡板处于闭合位置。

16.根据权利要求15所述的主动格栅系统，其中，当所述凸轮机构处于所述第三位置时，所述第一组的至少一个活挡板和所述第二组的至少一个活挡板处于打开位置。

17.根据权利要求15所述的主动格栅系统，还包括：

第一凸缘，所述第一凸缘形成于所述第一组的所述至少一个活挡板和所述第二组的所述至少一个活挡板中的每一个上；

孔，所述孔形成于所述第一凸缘处以便将所述至少一个活挡板可旋转地连接至所述第一连杆或所述第二连杆。

18.根据权利要求17所述的主动格栅系统，还包括：

所述框架的本体部；

形成于所述本体部中的第一孔，所述第一孔用于可旋转地接纳所述第一组的所述至少一个活挡板的一部分，其中，所述第一孔将所述第一组的所述至少一个活挡板可旋转地安装至所述本体部；

所述本体部的第二孔，所述第二孔用于可旋转地接纳所述第二组的所述至少一个活挡板的一部分，以便将所述至少一个活挡板可旋转地连接至所述第一连杆或所述第二连杆。

19.根据权利要求15所述的主动格栅系统，还包括：

形成于所述框架上的引导槽，其中，所述第一连杆和所述第二连杆连接至所述引导槽。

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