用于主动式格栅遮板系统的弹簧操作式备份/故障安全模块

摘要

一种用于主动式格栅的故障安全模块，主动式格栅具有能够在打开位置与关闭位置之间移动的两个或更多个叶片。在电驱动致动器失效的情况下，连接在两个或更多个叶片中的受驱动叶片与电驱动致动器之间的故障安全模块使叶片移动至故障安全位置。故障安全模块具有锁定位置和未锁定位置，当故障安全模块处于锁定位置时，故障安全模块、电驱动致动器和两个或更多个叶片响应于由电驱动致动器提供的动力而一起移动。当故障安全模块处于未锁位置时，故障安全模块使两个或更多个叶片与电驱动致动器脱离接合并且使两个或更多个叶片移动至故障安全位置。

说明书

技术领域

本发明涉及在用于车辆的主动式格栅系统中使用的故障安全模块。

背景技术

已经进行了各种尝试来优化对各种汽车零件的冷却。各种已开发 的设备中的一些设备已经被设计成控制汽车的整个发动机舱中的气 流，以将期望的热量从发动机、变速器和其他会产生热的部件移走， 以维持最佳的操作温度。还理想的是，在发动机启动后尽快地使发动 机达到正常操作温度；当发动机基本上与周围环境温度相同时。在该 初始启动期间，发动机是最耗油的，特别是如果在启动期间周围环境 的温度非常冷时。燃料效率降低是认为有必要使发动机非常迅速地上 升至最佳操作温度的原因。在这些情形下，将热从发动机和发动机周 围的各种部件中移除是不可取的，并且因此，设计用于控制发动机周 围气流的设备如果在启动时不将热从发动机移除，则更有利地使用该 设备。

开发了主动式格栅系统，该主动式格栅系统实现具有可动叶片的 框架，该可动叶片能够在打开位置与关闭位置之间旋转以选择性地阻 挡或允许空气流入发动机舱。在发动机启动期间，该叶片能够关闭以 防止外部空气流入发动机舱进而使发动机的部件冷却，该关闭至少一 直到发动机达到最佳的操作温度为止。然后，一旦达到了理想的发动 机温度，则可以打开或调节该叶片以允许空气流动通过发动机舱并且 冷却发动机，从而有助于防止发动机变得太热。

主动式格栅系统的开发和使用提出了在主动式格栅系统的部件 出现电气或致动器故障的情况下如何控制空气流动通过车舱的问题， 届时电气或致动器故障将会导致丧失控制叶片的位置的能力。如果发 生电源或致动器故障并且叶片处于关闭位置，则发动机舱将不能接收 足够的气流并且发动机会过热。因此，期望开发一种故障安全装置或 致动器，这种故障安全装置或致动器将在原电驱动的主动式格栅系统 致动器发生动力缺失或致动器故障的情况下使叶片移动至其打开位 置。还期望开发一种具有其自有的、独立于车辆的其余部分和其他主 动式格栅部件的电源的故障安全模块。

发明内容

一种用于主动式格栅的故障安全模块，该主动式格栅具有能够在 打开位置与关闭位置之间移动的两个或更多个叶片。电驱动致动器能 够连接至主动式格栅并且构造成提供用于在打开位置与关闭位置之 间驱动叶片的动力。在电驱动致动器失效的情况下，连接在两个或更 多个叶片中的至少一个受驱动叶片与电驱动致动器之间的故障安全 模块使这些叶片移动至故障安全位置。

故障安全模块具有锁定位置和未锁定位置，当故障安全模块处于 锁定位置时，故障安全模块、电驱动致动器以及两个或更多个叶片响 应于由电驱动致动器提供的动力一起移动。当故障安全模块处于未锁 定位置时，故障安全模块使两个或更多个叶片与电驱动致动器脱离接 合并且使两个或更多个叶片移动至故障安全位置。

在至少一个受驱动叶片与所有其他叶片之间连接有连接梁。连接 梁将来自电驱动致动器和故障安全模块两者的动力和故障安全动力 从至少一个受驱动叶片传递至所有其他叶片以使两个或更多个叶片 在打开位置与关闭位置之间移动。

本发明的其他适用领域将从下文提供的详细描述中变得明显。然 而，应当理解的是，反映本发明的优选实施方式的详细描述和具体示 例仅用于举例说明的目的，而并不意在限制本发明的范围。

附图说明

将根据详细描述和附图更充分地理解本发明,在附图中:

图1为附接有主动式格栅的车辆发动机舱的部分拆离的立体图；

图2A为根据本发明的一种实施方式的主动式格栅系统的部分拆 离的局部平面图；

图2B为在本发明的替代性实施方式中的主动式格栅装置的叶片 的部分拆离的前视平面图,该主动式格栅装置具有故障安全模块和连 接梁；

图3为故障安全模块的侧视立体图；

图4为根据本发明的一种实施方式的故障安全模块的分解立体 图；

图5A为根据本发明的一种实施方式的故障安全模块的横截面侧 视图；

图5B为根据本发明的一种实施方式的故障安全模块的横截面侧 视图；以及

图6为根据本发明的替代性实施方式的故障安全模块的截面端 视图。

具体实施方式

优选实施方式的以下描述实际上仅仅是示例性的，并且决不意在 限制本发明及其应用或用途。

现参考图1,示出了与主动式格栅12连接的车辆发动机舱10的 部分拆离的立体图。主动式格栅12具有两个或更多个叶片14,所述 两个或更多个叶片14能够在打开位置与关闭位置之间移动以调节到 达车辆发动机舱10的气流。如在图1中示出的两个或更多个叶片14 包括作为主动式格栅14的一部分的总共六个叶片。然而,在本发明的 范围内，可以根据特定应用的需求而实施包括单个叶片在内的任何数 量的叶片。主动式栅格12具有框架16和中央梁18,框架16和中央 梁18都用于限定用于气流的通道以及提供可安装表面，两个或更多 个叶片14能够相对于可安装表面在打开位置与关闭位置之间旋转。

图2A示出了根据本发明的一种实施方式的主动式格栅12的部 分拆离的分解立体图。该两个或更多个叶片14具有至少一个受驱动 叶片16，该至少一个受驱动叶片16连接至电驱动致动器19。虽然在 图2A中示出的本发明的本实施方式描绘了两个或更多个叶片14中 的至少一个受驱动叶片为单个的情况，但是以下情况包含在本发明的 范围内，即，如果特定的应用需要额外的受驱动叶片，则该至少一个 受驱动叶片16存在不止一个。在主动式格栅12的常规操作期间,电 驱动致动器19提供动力以驱动该至少一个受驱动叶片16并且使该至 少一个受驱动叶片16在打开位置与关闭位置之间移动。至少一个受 驱动叶片16还连接有故障安全模块20，该故障安全模块20被连接 在至少一个受驱动叶片16与电驱动致动器19之间。故障安全模块 20在电驱动致动器19处于电源故障或其他中断的情况下用于使至少 一个受驱动叶片16和其他两个或更多个叶片14中的所有叶片与电驱 动致动器19断开，以使该两个或更多个叶片14移动。理想的是，该 两个或更多个叶片14不处于关闭位置，从而使通过主动式格栅12到 达车辆发动机舱10的气流不会被中断。当到达车辆发动机舱10的气 流被不期望地中断时——比如当发动机已经处于最佳的加热条件时， 则阻止气流到达车辆发动机舱10会导致发动机的过热或损坏。因此， 本发明的故障安全模块20解决了在电驱动致动器19处于电源故障或 致动器故障的情况下该两个或更多个叶片14处于关闭位置的问题。

在图2A中示出的故障安全模块20位于中央梁18的外部，然而， 如在图2B的替代性实施方式中示出的将故障安全模块20安装在中 央梁区域中的情况包含在本发明的范围内。此外，下述情况在本发明 的范围内：故障安全模块20定位于主动式格栅12中的任何位置处， 前提是故障安全模块构造成作用在两个或更多个叶片上并且使两个 或更多个叶片移动至故障安全位置。

为了将来自电驱动致动器19的动力或驱动力或者将来自故障安 全模块20的故障安全动力或力从至少一个驱动叶片16传递至其他两 个或更多个叶片14中的所有叶片，使用了连接梁22。该连接梁22 具有在连接梁22与凸缘23之间的多个连接件24，其中凸缘23位于 该两个或更多个叶片14中的每个叶片上。两个或更多个叶片14中的 每个叶片具有叶片筒26，该叶片筒26以可旋转的方式由中央梁18 的壁支承。然而，一个例外是，至少一个受驱动叶片16具有连接至 故障安全模块20的叶片筒26′，然后该故障安全模块20连接至中央 梁18。

在图3、图4、图5A、图5B和图6中示出了安全故障模块20 的细节。故障安全模块20具有外壳28。在外壳28中具有输入驱动 盘30和输出驱动盘32。该输入驱动盘30和输出驱动盘32通过联接 机构34联接在一起。联接机构34包括槽36，该槽36可以设置于或 者输入驱动盘30上或者输出驱动盘32上。如在附图中示出的，在图 4、图5A和图5B中示出的槽位于输入驱动盘上，而在图6中示出的 槽36位于输出驱动盘32上。因此，联接机构34的布置是可逆的。 槽36的一端处具有孔38。锁定销40根据槽36是设置在输入驱动盘 30上还是设置在输出驱动盘32上而与槽36相对地定位在输入驱动 盘30或输出驱动盘32上。锁定销40由锁定销弹簧42朝向槽36偏 置。该锁定销40具有突出部44，突出部44在输入驱动盘30与输出 驱动盘32之间存在旋转时在槽36中滑动。当锁定销40的突出部44 到达孔38时，锁定销弹簧42将突出部44推入作为锁定位置的孔38 中。当突出部44未定位在孔38中并且能够在槽36中滑动时，联接 机构34处于未锁定位置。当联接机构34处于未锁定位置时，输入驱 动盘30和输出驱动盘32独立于彼此旋转。当联接机构34处于锁定 位置时，输入驱动盘30和输出驱动盘32被锁定并且一起旋转。将在 下文更详细地描述故障安全模块20的操作。

使用轴46和轴套48将输入驱动盘30和输出驱动盘32以可旋转 的方式连接在一起。在图5A中示出的本发明的实施方式中，轴46 形成在输入驱动盘30上，而轴套48形成在输出驱动盘32上。将轴 46和轴套48定位在相反的结构上的情况也包含在本发明的范围之 内。扭转弹簧50围绕轴46和轴套48定位在输入驱动盘30与输出驱 动盘32之间。当联接机构34处于锁定位置时，扭转弹簧50在张力 作用下被卷绕，当联接机构34处于未锁定位置时扭转弹簧50松开， 使得扭转弹簧在联接机构34处于未锁定位置时致使输出驱动盘32 独立于输入驱动盘30旋转。

联接机构34在未锁定位置与锁定位置之间的运动由故障安全致 动器52引起，该故障安全致动器52构造成对锁定销40的突出部44 施力，使得突出部44从孔38中滑出并进入槽36中。故障安全致动 器52可以为螺线管、压电式致动器、磁体或蜗杆传动装置，然而， 下述情况也包含在发明的范围内：故障安全致动器52是能够选择性 地接触锁定销40的突出部44以使得联接机构34从锁定位置移动至 未锁定位置的任何类型的合适的致动器。

在操作中，联接机构34的外壳28在使联接机构34定位在至少 一个受驱动叶片16与电驱动致动器19之间的位置处连接至主动式格 栅20。输入驱动盘30具有输入盘心轴54，该输入盘心轴54连接至 电驱动致动器19并且由电驱动致动器19驱动。输出驱动盘32具有 输出盘心轴56，该输出盘心轴56被连接至至少一个受驱动叶片16。 在常规的操作条件下，联接机构34处于锁定位置，使得锁定销40 的突出部44定位在孔38中，从而将输入驱动盘30和输出驱动盘32 锁定在一起，这样，该两个盘将一起旋转并且由电驱动致动器19驱 动。

在电驱动致动器19电力中断或电气故障的情况下，在当故障安 全致动器52将锁定销40的突出部44从孔38推出，从而释放了扭转 弹簧50的张紧力并且允许输出驱动盘32独立于输入驱动盘30旋转 时，联接机构34从锁定位置移动至未锁定位置。在未锁定位置中， 至少一个受驱动叶片16能够独立于电驱动致动器19移动。故障安全 致动器52具有独立电源，比如电容器、电池或其他独立于为电驱动 致动器19供电的电气系统的电源。当联接机构34处于未锁定位置中 时，锁定销40的突出部44从孔38中滑出并且随后在槽36上滑动。 当联接机构34处于未锁定位置中时，输出驱动盘32将至少一个受驱 动叶片16旋转至默认位置，该默认位置在本发明的一种实施方式中 为打开位置。

至少一个受驱动叶片16向故障安全位置或打开位置的移动通过 连接梁22传递至其他的两个或更多个叶片14中的所有叶片。因此， 扭转弹簧50的力必须足以将两个或更多个叶片14中的所有叶片驱动 至打开位置。联接机构34的外壳28具有形成于其中的止挡部55， 该止挡部55防止输出驱动盘32旋转超过所需的角度。一旦对电驱动 位致动置旋器转19，进由行于修由理锁，定则销电弹驱簧动42致对动锁器定19销使40输施入加驱弹动簧盘力3，0朝因向此导打致开+ 锁定销40的突出部44在槽36中滑动，一直到突出部44滑动进入孔 38为止。一旦突出部44重新定位在孔38中，则联接机构34返回至 锁定位置中，并且主动式格栅12将开始进行常规操作，其中，两个 或更多个叶片通过由电驱动致动器19提供的力打开或关闭。

本发明的描述在实质上仅仅是示例性的，并且因此，不背离本发 明的主旨的各种变型意在属于本发明的范围。这样的变型不被应视为 背离本发明的精神和范围。