本申請(qǐng)要求于2014年6月11日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.62/010,854的權(quán)益。以上申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)參引并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用在用于汽車應(yīng)用的主動(dòng)式前導(dǎo)流器系統(tǒng)中的面板結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在車輛中存在相當(dāng)大的空氣動(dòng)力學(xué)效率損失，特別地是由于車輛下方及周圍的氣流。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)——比如使用柔性材料的固定面板或固定空氣導(dǎo)流器/阻風(fēng)器——是已知的但是并不滿足所需要求。這些固定的空氣導(dǎo)流器/阻風(fēng)器仍是一種折衷方案，原因在于，這些固定的空氣導(dǎo)流器/阻風(fēng)器不能在不犧牲規(guī)格和相較于其他車輛性能的情況下得到最佳高度。此外，在越野駕駛期間或當(dāng)需要增加離地間隙時(shí)，這些阻風(fēng)器在即使是柔性的情況下仍然被損壞。此外，這些固定的空氣導(dǎo)流器/阻風(fēng)器不能安置在多個(gè)位置處。

因此，存在對(duì)于提供在展開(kāi)時(shí)用于提高空氣動(dòng)力學(xué)性能的空氣動(dòng)力學(xué)表面、但在預(yù)定條件下可縮回離開(kāi)原位以使車輛恢復(fù)到其原始設(shè)計(jì)意圖并且還能夠到達(dá)多個(gè)位置的主動(dòng)式前導(dǎo)流器的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供了一種在展開(kāi)時(shí)提高空氣動(dòng)力學(xué)性能并且可縮回離開(kāi)原位以使車輛恢復(fù)到其原始設(shè)計(jì)意圖、以及能夠根據(jù)應(yīng)用和不同的駕駛情況到達(dá)多個(gè)位置的空氣動(dòng)力學(xué)表面。本發(fā)明涉及一種主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件，該主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件具有能夠通過(guò)附接至連桿機(jī)構(gòu)裝置的致動(dòng)器移動(dòng)的導(dǎo)流器面板。位于車輛前部在車身下方的可縮回導(dǎo)流器能夠改變車輛的空氣動(dòng)力學(xué)性能。導(dǎo)流器使車輛前部中的氣流改變方向以為燃料經(jīng)濟(jì)性或性能特性的目的而提高車輛的空氣動(dòng)力學(xué)性能。導(dǎo)流器通過(guò)兩個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)保持到位，其中，連桿的特定布置和相對(duì)于彼此的比率對(duì)于導(dǎo)流器的運(yùn)動(dòng)是關(guān)鍵的。

主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件對(duì)于比如需要增加的離地間隙的情況下是可縮回的使得其不損害車輛性能，并且該主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件對(duì)于正常駕駛情況下是可展開(kāi)的。當(dāng)處于延伸或展開(kāi)位置時(shí)，導(dǎo)流器面板在預(yù)定條件下改善氣流。當(dāng)處于縮回或收起位置時(shí)，導(dǎo)流器面板從氣流中升出來(lái)。

主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件通過(guò)至少兩個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)裝置保持到位，其中，連桿的特定的幾何形狀/相對(duì)于彼此的比率對(duì)于導(dǎo)流器面板的運(yùn)動(dòng)是關(guān)鍵的，并且將允許至少兩個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)裝置到達(dá)不同預(yù)定駕駛情況下的多個(gè)位置。導(dǎo)流器面板可以定位在多個(gè)高度處。另外，驅(qū)動(dòng)軸將驅(qū)動(dòng)力從連桿機(jī)構(gòu)裝置的左側(cè)傳遞到右側(cè)，或者驅(qū)動(dòng)軸將驅(qū)動(dòng)力從連桿機(jī)構(gòu)裝置的右側(cè)傳遞到左側(cè)。導(dǎo)流器面板既是剛性的又是半剛性的以吸收沖擊能量。

附圖說(shuō)明

通過(guò)詳細(xì)描述和附圖將更全面地理解本發(fā)明，在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的具有處于展開(kāi)位置的主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件的車輛的前視立體圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的處于展開(kāi)位置的主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件的立體圖；

圖3為描述了根據(jù)本發(fā)明的圖2的主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件的連桿機(jī)構(gòu)組件的放大后視立體圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明的圖2的展開(kāi)的主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件的放大側(cè)視圖；以及

圖5為根據(jù)本發(fā)明的以縮回位置示出的圖2的主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件的放大側(cè)視圖；以及

圖6為根據(jù)本發(fā)明的處于展開(kāi)位置和縮回位置的主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件的連桿機(jī)構(gòu)組件的連桿機(jī)構(gòu)比率和幾何形狀的示意圖。

具體實(shí)施方式

優(yōu)選實(shí)施方式的以下描述本質(zhì)上僅是示例性的并且絕非旨在限制本發(fā)明及其應(yīng)用或用途。

總體上參照?qǐng)D1至圖6，根據(jù)本發(fā)明提供了一種總體上以10示出的主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件，該主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件在預(yù)定條件下能夠在至少收起位置(或“縮回”位置)與展開(kāi)位置(或“延伸”位置)和/或至少一個(gè)中間位置之間移動(dòng)。該主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件提供了一種基于預(yù)定車輛需求而展開(kāi)和縮回的全主動(dòng)式空氣導(dǎo)流器。該主動(dòng)式空氣導(dǎo)流器使得允許比固定的面板系統(tǒng)更低的展開(kāi)，以顯著降低阻力、減少排放、提高燃料經(jīng)濟(jì)性(和/或當(dāng)與主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件組合使用時(shí)提高主動(dòng)式進(jìn)氣格柵遮板的性能)。另外，該主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件允許系統(tǒng)縮回使得車輛仍然可以滿足離地間隙、爬坡角度、越野需求等。這些與相比于在儀表板下方和/或附近使用固定的犧牲面板實(shí)現(xiàn)基本的且效果較差的空氣動(dòng)力學(xué)性能改進(jìn)的典型車輛系統(tǒng)而言具有明顯改進(jìn)。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的以附接至車輛16使用的環(huán)境示出的主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件100的立體圖。圖1是典型環(huán)境并且示出了根據(jù)本發(fā)明的處于展開(kāi)位置的主動(dòng)式前導(dǎo)流器系統(tǒng)100。

總體上參照?qǐng)D2至圖6，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式提供了總體上以10示出的、在預(yù)定條件下能夠在至少收起位置與展開(kāi)位置之間移動(dòng)的主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件。主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件10通常包括至少一個(gè)導(dǎo)流器面板1，導(dǎo)流器面板1是半剛性的并且具有剛性上脊部(spine)2部分。最優(yōu)選地，半剛性部分與剛性部分一體地形成。導(dǎo)流器面板1聯(lián)接至總體上以12、14示出的至少兩個(gè)連桿機(jī)構(gòu)組件，所述連桿機(jī)構(gòu)組件為四連桿機(jī)構(gòu)。兩個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)組件12、14可操作成以合適距離間隔開(kāi)以為車輛提供強(qiáng)度、耐久性和安裝，同時(shí)避免受到約束并且允許在展開(kāi)位置與縮回位置之間平順地過(guò)渡。

每個(gè)連桿機(jī)構(gòu)組件12、14具有驅(qū)動(dòng)連桿3和從動(dòng)連桿4，驅(qū)動(dòng)連桿3和從動(dòng)連桿4分別樞轉(zhuǎn)地連接至聯(lián)接連桿5并且樞轉(zhuǎn)地連接至固定基部連桿6。聯(lián)接連桿5還包括安裝部分18——例如一體形成的、具有用于接納緊固件22的開(kāi)孔20的安裝支架——以將相應(yīng)的連桿機(jī)構(gòu)組件12、14中的每個(gè)連桿機(jī)構(gòu)組件可操作地聯(lián)接至導(dǎo)流器面板1的剛性脊部2。在該實(shí)施方式中，存在與每個(gè)主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件10一起使用的兩個(gè)連桿機(jī)構(gòu)組件12、14。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以根據(jù)組件10的長(zhǎng)度及特定應(yīng)用使用更多或更少的連桿機(jī)構(gòu)組件12、14。

使用至少一個(gè)緊固件22(圖3)將安裝部分18中的每個(gè)安裝部分連接至導(dǎo)流器面板1的剛性部分2。至少一對(duì)傾斜的腹板或翅片36從聯(lián)接連桿5的主體38延伸并且固定至安裝部分18或與安裝部分18一體地形成，安裝部分18例如呈大致L形，其中，安裝部分18具有沿著上脊部2的頂部附接的上部40以及沿著上脊部2的前側(cè)定位的下部42。

組件10被可操作地被支承并被連接至車輛16的儀表板部分、保險(xiǎn)杠加強(qiáng)件、擋泥板、車架、或用于將組件10的連桿機(jī)構(gòu)固定至車輛16的任何其他車輛結(jié)構(gòu)或造型。組件10通過(guò)至少兩個(gè)附接支架24朝向前部附接至車輛16的下側(cè)，所述至少兩個(gè)附接支架24連接至每個(gè)連桿機(jī)構(gòu)組件12、14的固定基部連桿6或者更優(yōu)選地與每個(gè)連桿機(jī)構(gòu)組件12、14的固定基部連桿6一體地形成。然后，連桿機(jī)構(gòu)組件12、14中的每個(gè)連桿機(jī)構(gòu)組件通過(guò)至少一個(gè)緊固件26附接至車輛16。每個(gè)緊固件26——優(yōu)選為至少三個(gè)——延伸穿過(guò)至少一個(gè)開(kāi)孔28中的一個(gè)開(kāi)孔，所述至少一個(gè)開(kāi)孔28形成為附接支架24的一部分。在該實(shí)施方式中所有緊固件是螺母和螺栓的組合，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以使用其他緊固件，比如鉚釘。

聯(lián)接連桿5包括至少兩對(duì)開(kāi)孔，兩個(gè)附加緊固件30分別延伸穿過(guò)所述兩對(duì)開(kāi)孔，并且每個(gè)相應(yīng)的緊固件30還延伸穿過(guò)驅(qū)動(dòng)連桿3和從動(dòng)連桿4的相應(yīng)端部，例如延伸穿過(guò)形成于連桿3、連桿4中的筒形開(kāi)口，由此將驅(qū)動(dòng)連桿3和從動(dòng)連桿4可樞轉(zhuǎn)地連接至聯(lián)接連桿5。固定基部連桿6還具有至少一對(duì)開(kāi)孔，附加緊固件延伸穿過(guò)所述至少一對(duì)開(kāi)孔，其中，緊固件30還延伸穿過(guò)從動(dòng)連桿4的相應(yīng)端部，由此將從動(dòng)連桿4可樞轉(zhuǎn)地連接至固定基部連桿6。

兩個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)組件12、14的聯(lián)接連桿5、驅(qū)動(dòng)連桿3、從動(dòng)連桿4和固定基部連桿6具有預(yù)定的幾何形狀和連桿的相對(duì)于彼此的比率，這對(duì)于導(dǎo)流器面板1在至少展開(kāi)位置與縮回位置之間的運(yùn)動(dòng)是關(guān)鍵的。

在展開(kāi)位置中，連桿機(jī)構(gòu)組件12、14中的每個(gè)連桿機(jī)構(gòu)組件形成平行四邊形形狀，優(yōu)選地，該平行四邊形形狀的兩對(duì)相對(duì)邊(例如，圖6中的第一對(duì)“x、x”和第二對(duì)“y、y”)分別長(zhǎng)度相等且平行，并且最優(yōu)選地，附加地，該平行四邊形形狀的內(nèi)角都不是90°。固定基部連桿6與驅(qū)動(dòng)連桿3之間的角度在展開(kāi)位置中為76度，連桿機(jī)構(gòu)組件12和連桿機(jī)構(gòu)組件14每者都是平行四邊形，驅(qū)動(dòng)連桿3與從動(dòng)連桿4具有相同的長(zhǎng)度，并且聯(lián)接連桿5與固定基部連桿6具有彼此相同的長(zhǎng)度。聯(lián)接連桿5和固定基部連桿6的長(zhǎng)度小于驅(qū)動(dòng)連桿3和從動(dòng)連桿4的長(zhǎng)度。在展開(kāi)位置中，固定基部連桿6與從動(dòng)連桿4之間的角度為104度。在縮回位置，固定基部連桿6與從動(dòng)連桿4之間的角度為66度。

主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件10例如使用設(shè)置在固定基部連桿6和緊固件26上的至少兩個(gè)附接支架24朝向前部附接至車輛的下側(cè)。在展開(kāi)位置中(通常向下)，導(dǎo)流器面板1處于氣流中(參見(jiàn)圖3至圖4)；剛性部件2不處于氣流中并且由車身9保護(hù)。導(dǎo)流器面板1中斷氣流，由此提高車輛空氣動(dòng)力學(xué)性能。然而，這種展開(kāi)定位減小了車輛離地間隙。當(dāng)車輛需要其完全離地間隙能力時(shí)，導(dǎo)流器面板1縮回(通常向上)(例如參見(jiàn)圖5)。

至少驅(qū)動(dòng)連桿3和從動(dòng)連桿4各自具有加強(qiáng)特征，例如，比如通常為U形或槽道形和/或其他合適的結(jié)構(gòu)以在大致沿著連桿的長(zhǎng)度從連桿的一個(gè)接合區(qū)域至另一接合區(qū)域增加強(qiáng)度的同時(shí)使重量最小化。導(dǎo)流器面板1優(yōu)選地具有位于間斷豎向壁之間的構(gòu)架(trusses)42和/或其他合適結(jié)構(gòu)以在增加強(qiáng)度的同時(shí)使重量最小化。

連桿機(jī)構(gòu)組件12、14中的一者——例如左側(cè)四連桿機(jī)構(gòu)12——還具有致動(dòng)器32。連桿機(jī)構(gòu)組件12、14連接至導(dǎo)流器面板1、2并且連接至驅(qū)動(dòng)軸34，該驅(qū)動(dòng)軸34聯(lián)接至致動(dòng)器32。連桿機(jī)構(gòu)組件12、14通過(guò)導(dǎo)流器1、2(經(jīng)由連桿機(jī)構(gòu)12、14兩者的聯(lián)接連桿5)和驅(qū)動(dòng)軸34而連接。通過(guò)致動(dòng)器32來(lái)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式前導(dǎo)流器組件10的縮回和展開(kāi)。

致動(dòng)器32附接至驅(qū)動(dòng)軸34，該驅(qū)動(dòng)軸34朝向兩個(gè)連桿機(jī)構(gòu)組件12、14的驅(qū)動(dòng)連桿3的端部附接。驅(qū)動(dòng)軸34還延伸穿過(guò)兩個(gè)固定基部連桿6中相鄰于驅(qū)動(dòng)連桿3的相應(yīng)端部形成的開(kāi)孔。在操作中，致動(dòng)器32使驅(qū)動(dòng)軸34旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)軸34使驅(qū)動(dòng)連桿3向上旋轉(zhuǎn)，從而使從動(dòng)連桿4和聯(lián)接連桿5向上折疊并且使得導(dǎo)流器面板1上升離開(kāi)氣流至縮回位置(圖5)。通過(guò)桿連桿機(jī)構(gòu)組件12、14的幾何形狀以及連桿相對(duì)于彼此的比率(例如圖6)來(lái)實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動(dòng)。對(duì)于這種具體的幾何形狀，導(dǎo)流器面板1的運(yùn)動(dòng)大部分是豎向的，這允許在特定駕駛條件下使用的端點(diǎn)之間存在多個(gè)展開(kāi)位置。

致動(dòng)器32使驅(qū)動(dòng)軸34沿相反方向旋轉(zhuǎn)以使驅(qū)動(dòng)連桿3向下旋轉(zhuǎn)，使得從動(dòng)連桿4和聯(lián)接連桿5向下并且使導(dǎo)流器面板1下降進(jìn)入氣流(例如圖4)中至展開(kāi)位置。

連桿機(jī)構(gòu)組件12、14和連桿相對(duì)于彼此的比率對(duì)于導(dǎo)流器面板1的運(yùn)動(dòng)是關(guān)鍵的并且具有優(yōu)于常規(guī)系統(tǒng)的顯著優(yōu)點(diǎn)。導(dǎo)流器面板1可以定位在多個(gè)高度處，這是其優(yōu)于典型系統(tǒng)的另一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)軸34還將驅(qū)動(dòng)從左側(cè)傳遞到右側(cè)，或者從右側(cè)傳遞到左側(cè)。導(dǎo)流器1、2既是剛性的又是半剛性的以吸收沖擊能量，這是另一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)。

致動(dòng)器32根據(jù)應(yīng)用和預(yù)定的車輛需求從由下述致動(dòng)器構(gòu)成的組中選擇：旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器，例如，具有反饋選項(xiàng)、六角型、螺旋式驅(qū)動(dòng)器的、較高速致動(dòng)器；電的、機(jī)械的、線性的例如具有電流超馳電路、脫開(kāi)離合、液壓、氣動(dòng)、延伸、動(dòng)力提升致動(dòng)器；或任何其他致動(dòng)器及其組合。根據(jù)應(yīng)用，致動(dòng)器32不是離合式致動(dòng)器。

合適的電子器件——優(yōu)選的是具有連接器觸點(diǎn)的關(guān)斷印刷電路板(PCB)——與車輛通信網(wǎng)絡(luò)相互關(guān)聯(lián)以用于根據(jù)預(yù)定條件對(duì)馬達(dá)進(jìn)行控制，例如對(duì)與預(yù)定車輛速度范圍相關(guān)聯(lián)的馬達(dá)的通電進(jìn)行控制。作為非限制性示例，導(dǎo)流器面板1縮回直到車輛達(dá)到每小時(shí)30英里的預(yù)定速度為止，然后，導(dǎo)流器面板1延伸并保持展開(kāi)直到車輛降回到預(yù)定速度例如30mph以下或者不再滿足繼續(xù)展開(kāi)的其他預(yù)定條件為止。致動(dòng)器32具有與車輛16通信的能力。致動(dòng)器32和車輛16還通信以使導(dǎo)流器面板1根據(jù)諸如車輛速度、風(fēng)向、橫擺等及其組合之類的預(yù)定條件來(lái)展開(kāi)和縮回。作為非限制性示例，導(dǎo)流器面板1縮回直到車輛達(dá)到每小時(shí)30英里的預(yù)定速度為止，然后，導(dǎo)流器面板1延伸并保持展開(kāi)直到車輛降回到預(yù)定速度例如30mph以下或者不再滿足繼續(xù)展開(kāi)的其他預(yù)定條件為止。

當(dāng)導(dǎo)流器面板1下降處于展開(kāi)位置時(shí)，導(dǎo)流器面板1大致延伸橫過(guò)地面距離的約四分之一至二分之一，優(yōu)選地約距離的三分之一。根據(jù)應(yīng)用，導(dǎo)流器面板1選擇性地定位在多個(gè)預(yù)定高度處。

在該具體實(shí)施方式中，導(dǎo)流器面板1由復(fù)合塑料制成。然而，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，由不同材料比如鋼或鋁(根據(jù)具體的應(yīng)用)、涂漆碳纖維、擠制的橡膠、或其他適合的抗沖擊材料制造導(dǎo)流器面板1以承受預(yù)定載荷，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外地，導(dǎo)流器面板1可以包括例如模制的復(fù)合塑料的單個(gè)件或者組裝或模制在一起的多個(gè)件。

本發(fā)明的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，因而，不背離本發(fā)明要旨的變型將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這些變型不被認(rèn)為是背離本發(fā)明的精神和范圍的。