本發(fā)明涉及用于車輛的主動式氣流裙板(air skirt)裝置，且更具體地，涉及一種能夠?qū)谲囁俜侄嗖讲僮鞯闹鲃邮綒饬魅拱濉?/p>

背景技術(shù)：

當車輛在空氣中行駛時，其與空氣分子碰撞并且受到空氣阻力的影響。作用于車輛的空氣阻力的類型包括阻力和升力。

阻力是指與在空氣中行駛并與空氣分子碰撞的車輛的運動相反地作用的抗力，升力是指由移動的車身的上部與下部之間的壓力差引起的舉升車身的力。

因此，需要用于降低阻力和升力的裝置，以便改善車輛的氣動特性和燃料效率。

作為用于改善氣動特性的示例性裝置，已經(jīng)開發(fā)出對應于車速主動進行操作的主動式氣流裙板裝置。主動式氣流裙板裝置是使高速行駛時經(jīng)由前保險杠流向車身下部的空氣量減少，從而降低升力并因此改善氣動特性的裝置。

然而，最常見的主動式氣流裙板裝置僅具有對應于車速選擇的收回模式和完全操作模式這兩種模式，因此存在可對應于車速改善車輛的氣動特性的程度有限的缺點。

在本背景技術(shù)部分中所公開的信息僅用于增強對本發(fā)明的一般背景的理解，而不應被認為是對該信息形成本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的承認或任何形式的暗示。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于車輛的主動式氣流裙板裝置，其能夠?qū)谲囁俜侄嗖讲僮?，從而能夠?qū)谲囁俑行У馗纳栖囕v的氣動特性并因此提高車輛的總體質(zhì)量。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，上述和其它目的可通過提供用于車輛的主 動式氣流裙板裝置來實現(xiàn)，所述裝置包括：裙板殼體，其固定至車輛的前保險杠以便由前保險杠隱藏而不露出前保險杠的外部；第一裙板，其安裝成在容納于裙板殼體中的收回模式與突出至裙板殼體的下方的操作模式之間移動；第二裙板，其安裝成在容納于第一裙板中的收回模式與突出至第一裙板的下方的操作模式之間移動；致動器，其與裙板殼體連接并且配置成由控制器控制其操作；以及動力傳輸機構(gòu)，用于連接致動器和第二裙板，以便將致動器的動力傳輸至第二裙板。

用于車輛的主動式氣流裙板裝置還可包括用于引導第一裙板的豎直移動的第一裙板導向機構(gòu)，第一裙板導向機構(gòu)包括：第一導向殼體，其固定至裙板殼體并且下部形成有開口；以及第一移動桿，其插入至第一導向殼體中沿第一導向殼體豎直地移動，并且結(jié)合至第一裙板。

用于車輛的主動式氣流裙板裝置還可包括用于引導第二裙板的豎直移動的第二裙板導向機構(gòu)，第二裙板導向機構(gòu)包括：第二導向殼體，其固定至第一裙板并且下部形成有開口；以及第二移動桿，其插入至第二導向殼體中沿第二導向殼體豎直地移動，并且結(jié)合至第二裙板。

用于車輛的主動式氣流裙板裝置還可包括用于在第一裙板操作以突出至裙板殼體的下方時協(xié)助第一裙板的操作的第一裙板操作機構(gòu)，第一裙板操作機構(gòu)包括：第一缸，其固定至裙板殼體并且下部形成有開口；第一缸桿，其插入至第一缸中沿第一缸豎直地移動，并且結(jié)合至第一裙板；以及第一彈簧，其插入至第一缸中并且具有由第一缸的封閉上部支承的一端和由第一缸桿支承的另一端，第一彈簧提供彈性力使得第一缸桿在從第一缸突出的方向上移動。

用于車輛的主動式氣流裙板裝置還可包括用于在第二裙板操作以突出至第一裙板的下方時協(xié)助第二裙板的操作的第二裙板操作機構(gòu)，第二裙板操作機構(gòu)包括：第二缸，其固定至第一裙板并且下部形成有開口；第二缸桿，其插入至第二缸中沿第二缸豎直地移動，并且結(jié)合至第二裙板；以及第二彈簧，其插入至第二缸中并且具有由第二缸的封閉上部支承的一端和由第二缸桿支承的另一端，第二彈簧提供彈性力使得第二缸桿在從第二缸突出的方向上移動。

裙板殼體可位于前保險杠的內(nèi)部，并可通過多個安裝支架固定至前保險杠后梁和前端模塊。

裙板殼體可包括結(jié)合至安裝支架的前殼體和結(jié)合至前殼體的后殼體，使得在前殼體與后殼體之間限定出下部開口的殼體空間，第一裙板安裝成利用殼體空間豎直地移動。

第一裙板可包括第一缸桿的下端結(jié)合至的后裙板和結(jié)合至后裙板的前裙板，使得在前裙板與后裙板之間限定出下部開口的裙板空間，第二裙板安裝成利用裙板空間豎直地移動。

控制器可配置成接收來自車速傳感器的信號并且控制致動器的操作。

致動器可以是DC電機。

動力傳輸機構(gòu)可包括：結(jié)合至致動器的蝸桿齒輪；與蝸桿齒輪嚙合的蝸輪齒輪；與蝸輪齒輪嚙合的減速齒輪；與減速齒輪嚙合的輸出齒輪；結(jié)合至輸出齒輪的中心的輸出軸；結(jié)合至輸出軸并且具有以輸出軸為中心在相反方向上延伸的葉片的旋轉(zhuǎn)桿；以及多根裙板線纜，各自具有結(jié)合至旋轉(zhuǎn)桿的葉片的一端和在穿過裙板殼體和第一裙板后結(jié)合至第二裙板的另一端。

致動器殼體可固定至裙板殼體，致動器可固定至致動器殼體，并且可以可旋轉(zhuǎn)地安裝蝸桿齒輪、蝸輪齒輪、減速齒輪、輸出齒輪和輸出軸。

輸出軸的軸心可位于裙板殼體的橫向方向的中間，并且裙板線纜可形成為具有從結(jié)合至旋轉(zhuǎn)桿的葉片的一端至結(jié)合至第二裙板的另一端的相同長度。

結(jié)合至旋轉(zhuǎn)桿的葉片中的一個葉片的裙板線纜的數(shù)目可與結(jié)合至葉片中的剩余葉片的裙板線纜的數(shù)目相同。

附圖說明

從以下結(jié)合附圖進行的詳細說明中，將更清楚地理解本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點，其中：

圖1是安裝有根據(jù)本發(fā)明的氣流裙板裝置的車輛的前保險杠的主視圖，其中示出第二裙板操作的狀態(tài)；

圖2是沿圖1中的線I-I截取的截面圖；

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的氣流裙板裝置通過安裝支架結(jié)合至前保 險杠后梁和前端模塊的狀態(tài)的視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的氣流裙板裝置的分解透視圖；

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第二裙板操作的狀態(tài)的主視圖；

圖6是圖5的后視圖；

圖7是示出致動器殼體和旋轉(zhuǎn)桿相互結(jié)合的圖6的一部分的放大視圖；

圖8是用于說明根據(jù)本發(fā)明的致動器和動力傳輸機構(gòu)的視圖；

圖9是示出位于圖6中所示的輸出軸左側(cè)的部件的視圖；

圖10至圖14是分別沿圖9中的線II-II、線III-III、線IV-IV、線V-V和線VI-VI截取的用于說明根據(jù)本發(fā)明的第一裙板導向機構(gòu)、第二裙板導向機構(gòu)、第一裙板操作機構(gòu)、第二裙板操作機構(gòu)和裙板線纜的結(jié)合結(jié)構(gòu)的截面圖；

圖15和圖16是分別示出第一裙板操作的狀態(tài)和氣流裙板裝置容納在裙板殼體中的狀態(tài)的主視圖；并且

圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的氣流裙板裝置容納在裙板殼體中的狀態(tài)的截面圖。

具體實施方式

應該理解的是，本文所使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或者其它類似術(shù)語包括一般的機動車輛，例如包括運動型多用途車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛在內(nèi)的乘用車輛、包括各種艇和船在內(nèi)的水運工具、航空器等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛及其它代用燃料車輛(例如，從石油之外的資源取得的燃料)。如本文所提及的，混合動力車輛是具有兩種或更多種動力源的車輛，例如具有汽油動力和電動力兩者的車輛。

本文所使用的專有名詞僅用于說明特定實施例的目的，而非意圖限制本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式“一個”、“一種”和“該”意圖同樣包括復數(shù)形式，除非上下文另外明確指明。還將理解的是，當在本說明書中使用時，詞語“包括”和/或“包含”指定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其集合的存在或添加。如 本文所使用的，詞語“和/或”包括一個或多個相關(guān)列出項目的任何和全部組合。在整個說明書中，除非明確相反地說明，詞語“包括”和例如“包含”或“含有”的變型將被理解為暗示包括所述的元件，但不排除任何其它元件。另外，在說明書中所述的術(shù)語“單元”、“器”、“件”和“模塊”表示用于處理至少一種功能和操作的單位，并可由硬件部件或軟件部件及其組合來實現(xiàn)。

此外，本發(fā)明的控制邏輯可被實施為包含由處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令的計算機可讀介質(zhì)上的非臨時性計算機可讀介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)的示例包括但不限于ROM、RAM、光盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、閃存盤、智能卡和光學數(shù)據(jù)存儲裝置。計算機可讀記錄介質(zhì)也可分布在網(wǎng)絡(luò)連接的計算機系統(tǒng)中，以便例如通過遠程信息處理服務器或控制器局域網(wǎng)(CAN)，以分布方式存儲和執(zhí)行計算機可讀介質(zhì)。

現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在附圖中示出其示例。只要可能，將在整個附圖中使用相同的附圖標記指代相同或相似的部分。

如圖1至圖17中所示，根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的主動式氣流裙板裝置包括：裙板殼體10，其固定至車輛的前保險杠1以便由前保險杠1隱藏而不露出前保險杠1的外部；第一裙板20，其安裝成在容納于裙板殼體10中的收回模式與突出至裙板殼體10的下方的操作模式之間移動；第二裙板30，其安裝成在容納于第一裙板20中的收回模式與突出至第一裙板20的下方的操作模式之間移動；致動器50，其安裝成與裙板殼體10連接并且配置成由控制器40控制其操作；以及動力傳輸機構(gòu)60，用于將致動器50與第二裙板30連接以便將致動器50的動力傳輸至第二裙板30。

根據(jù)本發(fā)明的主動式氣流裙板裝置優(yōu)選地配置成對應于車速分多步操作第一裙板20和第二裙板30。即，當車輛處于靜止狀態(tài)或低速行駛時，第一裙板20和第二裙板30兩者均維持容納在裙板殼體10中的收回模式。當車輛中速行駛時，僅第一裙板20突出至前保險杠1的下方，而第二裙板30保持容納在第一裙板20中。當車輛高速行駛時，第一裙板20和第二裙板30兩者均被致動成突出至前保險杠1下方的完全操作模式。上述第一裙板20和第二裙板30的操作，特別是通過 使氣動特性與車速相關(guān)聯(lián)，能夠進一步改善車輛的氣動特性。

控制器40配置成接收來自車速傳感器70的信號并控制致動器50的操作。因此，第一裙板20和第二裙板30可相應于車速主動地操作。

優(yōu)選地，致動器50實施為可實現(xiàn)雙向旋轉(zhuǎn)并且相對便宜的DC電機，但致動器不限于DC電機。

根據(jù)本發(fā)明的主動式氣流裙板裝置還包括用于引導第一裙板20的豎直移動的第一裙板導向機構(gòu)80。

第一裙板導向機構(gòu)80包括固定至裙板殼體10并且下部形成有開口的第一導向殼體81，以及插入至第一導向殼體81中沿第一導向殼體81豎直地移動并且與第一裙板20結(jié)合的第一移動桿82。

根據(jù)本發(fā)明的主動式氣流裙板裝置還包括用于引導第二裙板30的豎直移動的第二裙板導向機構(gòu)90。

第二裙板導向機構(gòu)90包括固定至第一裙板20并且下部形成有開口的第二導向殼體91，以及插入至第二導向殼體91中沿第二導向殼體91豎直地移動并且與第二裙板30結(jié)合的第二移動桿92。

根據(jù)本發(fā)明的主動式氣流裙板裝置還包括用于在第一裙板20操作以突出至裙板殼體10的下方時協(xié)助第一裙板20的操作的第一裙板操作機構(gòu)110。

第一裙板操作機構(gòu)110包括：第一缸111，其固定至裙板殼體10并且下部形成有開口；第一缸桿112，其插入至第一缸111中沿第一缸111豎直移動，并且與第一裙板20結(jié)合；以及第一彈簧113，其插入至第一缸111中并且一端由第一缸111的封閉上部支承而另一端由第一缸桿112支承，從而提供彈性力使得第一缸桿112在從第一缸111突出的方向上移動。

根據(jù)本發(fā)明的主動式氣流裙板裝置還包括用于在第二裙板30操作以突出至第一裙板20的下方時協(xié)助第二裙板30的操作的第二裙板操作機構(gòu)120。

第二裙板操作機構(gòu)120包括：第二缸121，其固定至第一裙板20并且下部形成有開口；第二缸桿122，其插入至第二缸121中沿第二缸121豎直移動，并且與第二裙板30結(jié)合；以及第二彈簧123，其插入至第二缸121中并且一端由第二缸121的封閉上部支承而另一端由第 二缸桿122支承，從而提供彈性力使得第二缸桿122在從第二缸121突出的方向上移動。

優(yōu)選地，第一彈簧113和第二彈簧123實施為壓縮彈簧，但不限于壓縮彈簧。

裙板殼體10具有位于前保險杠1的內(nèi)部并通過多個安裝支架131和132固定至前保險杠后梁2和前端模塊3的結(jié)構(gòu)。

前端模塊3是散熱器、冷卻風扇等安裝至的車身結(jié)構(gòu)，并且前保險杠后梁2在車身的橫向方向延伸且兩端結(jié)合至前端模塊3。

由于裙板殼體10通過多個安裝支架131、132和133固定至前保險杠后梁2和前端模塊3，因此主動式氣流裙板裝置具有牢固的安裝結(jié)構(gòu)。

裙板殼體10包括結(jié)合至安裝支架131、132的前殼體11和結(jié)合至前殼體11的后殼體13，使得在前殼體11與后殼體13之間限定出下部開口的殼體空間12。第一裙板20可利用殼體空間12豎直地移動。

第一裙板20包括第一缸桿112的下端結(jié)合至的后裙板21和結(jié)合至后裙板21的前裙板23，使得在前裙板23與后裙板21之間限定出下部開口的裙板空間22。第二裙板30可利用裙板空間22豎直地移動。

第一導向殼體81和第一缸111結(jié)合至后殼體13的前表面(內(nèi)表面)，第一移動桿82結(jié)合至后裙板21的后表面(外表面)，第二導向殼體91和第二缸121結(jié)合至后裙板21的前表面(內(nèi)表面)，并且第一缸桿112結(jié)合至后裙板21的下端。

第二移動桿92結(jié)合至第二裙板30的后表面，并且第二缸桿122結(jié)合至第二裙板30的下端。

圖10和圖11中所示的附圖標記24和31表示分別覆蓋第一移動桿82和第二移動桿92的蓋支架。當?shù)谝蝗拱?0處于突出至前保險杠1的下方的操作模式時，蓋支架24防止第一移動桿82向后方露出。當?shù)诙拱?0處于突出至前保險杠1的下方的操作模式時，蓋支架31防止第二移動桿92向后方露出。

蓋支架24具有結(jié)合至后裙板21下端的下端和貫穿后殼體13底部的上端，以便隨后裙板21豎直地移動。蓋支架31具有結(jié)合至第二裙板30下端的下端和貫穿后裙板21底部的上端，以便隨第二裙板30豎 直地移動。

動力傳輸機構(gòu)60包括：結(jié)合至致動器50的蝸桿齒輪61；與蝸桿齒輪61嚙合的蝸輪齒輪62；與蝸輪齒輪62嚙合的減速齒輪63；與減速齒輪63嚙合的輸出齒輪64；結(jié)合至輸出齒輪64的中心的輸出軸65；結(jié)合至輸出軸65并且具有以輸出軸65為中心在相反方向上延伸的葉片66a的旋轉(zhuǎn)桿66；以及多根裙板線纜67，各自具有結(jié)合至旋轉(zhuǎn)桿66的葉片66a的一端和在穿過裙板殼體10和第一裙板20后結(jié)合至第二裙板30的另一端。

致動器殼體140固定至裙板殼體10，致動器50固定至致動器殼體140，并且可旋轉(zhuǎn)地安裝蝸桿齒輪61、蝸輪齒輪62、減速齒輪63、輸出齒輪64和輸出軸65。

致動器50、蝸桿齒輪61、蝸輪齒輪62、減速齒輪63、輸出齒輪64和輸出軸65由致動器殼體140屏蔽，以便不露出外部，并且由致動器殼體140保護免受道路異物侵害，從而提高耐久性。

輸出軸65的軸心位于裙板殼體10的橫向方向的中間。所有裙板線纜67形成為具有從結(jié)合至旋轉(zhuǎn)桿66的葉片66a的一端至結(jié)合至第二裙板30的另一端的相同長度。另外，結(jié)合至旋轉(zhuǎn)桿66的一個葉片66a的裙板線纜67的數(shù)目被設(shè)定為與結(jié)合至另一葉片66a的裙板線纜67的數(shù)目相同。因此，當通過致動器50操作第一裙板20和第二裙板30時，第一裙板20和第二裙板30的左側(cè)部分和右側(cè)部分在以輸出軸65為中心維持平衡的同時以相同的速度移動，從而提高操作穩(wěn)定性。

圖1、圖2和圖5至圖7中所示的狀態(tài)示出第一裙板20和第二裙板30兩者均突出至前保險杠1的下方的完全操作模式。當車輛高速行駛時維持該完全操作模式，其中流向車身下部的空氣量減少，從而改善車輛的氣動特性。

圖15中所示的狀態(tài)示出僅第一裙板20突出至前保險杠1的下方并且第二裙板30容納在第一裙板20中的中間操作模式。當車輛中速行駛時維持該中間操作模式，其中流向車身下部的空氣量也減少，從而改善車輛的氣動特性。

圖16和圖17中所示的狀態(tài)示出第一裙板20和第二裙板30兩者均容納在裙板殼體10中的初始模式。當車輛停車或低速行駛時，維持 該初始模式。

在圖16和圖17中所示的初始模式中，旋轉(zhuǎn)桿66的一對葉片66a通過致動器50的操作從圖7中所示的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)大致180度，使得左側(cè)葉片移動至右側(cè)且右側(cè)葉片移動至左側(cè)。因此，位于圖7中左側(cè)的裙板線纜67被牽拉至右側(cè)，且位于圖7中右側(cè)的裙板線纜67被牽拉至左側(cè)。

如果如上所述裙板線纜67被朝向輸出軸65牽拉，那么第二裙板30被向上牽拉成容納在第一裙板20中，并且已容納第二裙板30的第一裙板20也被向上牽拉成容納在裙板殼體10中。以這種方式，根據(jù)本發(fā)明的主動式氣流裙板裝置維持如圖16和圖17中所示的初始模式。

從上述初始模式，如果車速增加至預定的中速并且通過響應于控制器40的控制的致動器50的操作使旋轉(zhuǎn)桿66旋轉(zhuǎn)，那么一對葉片66a從圖7中所示的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)大致90度并直立，并且已朝向輸出軸65被完全牽拉的左側(cè)裙板線纜67和右側(cè)裙板線纜67以中途狀態(tài)被釋放。

如果如上所述釋放裙板線纜67，那么以通過第一彈簧113的彈性力使第一缸桿112從第一缸111突出并且結(jié)合至第一缸桿112的第一裙板20突出至前保險杠1下方的方式操作第一裙板操作機構(gòu)110。以這種方式，根據(jù)本發(fā)明的主動式氣流裙板裝置維持如圖15中所示的中間操作模式。

在圖15中所示的中間操作模式期間，第二裙板30保持容納在第一裙板20中。

從圖15中所示的中間操作模式，如果車速增加至預定的高速并且通過響應于控制器40的控制的致動器50的操作使旋轉(zhuǎn)桿66完全旋轉(zhuǎn)以便成為圖7中所示的狀態(tài)，那么左側(cè)裙板線纜67和右側(cè)裙板線纜67被完全釋放。

如果如上所述完全釋放裙板線纜67，那么以通過第二彈簧123的彈性力使第二缸桿122從第二缸121突出并且結(jié)合至第二缸桿122的第二裙板30也與第一裙板20一起突出至前保險杠1下方的方式操作第二裙板操作機構(gòu)120。以這種方式，根據(jù)本發(fā)明的主動式氣流裙板裝置維持如圖1和圖2中所示的完全操作模式。

從以上說明明顯可見，本發(fā)明提供了一種用于車輛的主動式氣流 裙板裝置，其中對應于車速分多步操作第一裙板20和第二裙板30，從而與僅具有收回模式和完全操作模式這兩種模式的常規(guī)裝置相比，能夠更有效地改善與車速關(guān)聯(lián)的車輛的氣動特性。

此外，本發(fā)明提供了一種用于車輛的主動式氣流裙板裝置，其中在配置成通過致動器50旋轉(zhuǎn)的輸出軸65的左右兩側(cè)，以相同數(shù)目設(shè)置相同長度的左側(cè)裙板線纜67和右側(cè)裙板線纜67，因此第一裙板20和第二裙板30的左側(cè)部分和右側(cè)部分在以輸出軸65為中心維持平衡的同時以相同的速度移動，從而提高氣流裙板裝置的操作穩(wěn)定性。

雖然已為了說明的目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，在不脫離如所附權(quán)利要求所公開的本發(fā)明的范圍和思想的情況下，可進行各種修改、添加和替換。