机动车辆的导流设备的制作方法

1.本发明涉及机动车辆的导流设备。


背景技术：

2.这种类型的导流设备在许多实施方式中已知，并且通常也被称为“扰流器”。例如，从de 103 09 369 a1可知这种类型的导流设备。导流设备包括扰流器，该扰流器布置在机动车辆的后部区域上，并且可以借助于展开机构在休止位置与操作位置之间进行调节，在休止位置中，扰流器基本上位于车辆轮廓内，在操作位置中，扰流器突出超过车辆轮廓。调节机构构造成使得在扰流器的展开运动期间平移和旋转分量被叠加，其结果是，在操作位置中，扰流器有利地采取与车辆轮廓间隔开的位置。然而，这种已知的调节机构仅允许扰流器的(相对于其休止位置)非常小的展开角度。
3.文献de 10 2020 121 746 a1公开了一种具有驱动装置的导流设备的已知实施方式。该驱动装置具有驱动马达和至少一个连杆装置。
4.例如，如已知的，通过这种类型的扰流器可以对机动车辆的空气动力学特性以及因此驾驶行为产生积极的影响。特别地，在相对较高的速度下，可以通过扰流器的下压力效果来增加车辆的道路抓地力。
5.此外，de 200 01 695 u1已经公开了一种后部扰流器，其例如联接至汽车的制动系统并且可以移动至高空气阻力的位置以用作“空气制动器”，其结果是增强了常规制动器的效果。扰流器的展开运动提供为绕沿车辆横向方向延伸的枢转轴的简单枢转。此处，扰流器与制动系统的联接可以通过液压回路来实现。
6.de10 2013 106 400 a1公开了一种用于机动车辆的后部扰流器，该后部扰流器具有用于偏转气流以提供空气动力学效果的扰流器本体和用于在停放位置与使用位置之间移动扰流器本体的调节运动学系统。扰流器本体具有分体式构型，并且包括主扰流器和辅助扰流器，该辅助扰流器可以借助调节运动学系统相对于主扰流器移动。
7.此外，de 42 07 658 c2公开了一种用于机动车辆的后部区域的导流设备，在这种情况下，可以通过调节活动位置的迎角来改变可以从车辆后部的休止位置伸出的空气导引型面。此处，通过包括运动学求和齿轮机构的调节装置来实现与空气阻力相关的空气导引型面的横截面面积的改变。这种运动学求和齿轮机构既允许空气导引型面从其在机动车辆的后部的起始位置伸出并且允许在其活动位置调节整个空气导引型面的迎角。
8.这种已知的导流设备的缺点是伸出高度受到很大限制，并且扰流器或空气导引型面倾向于沿行进方向观察时到达其在机动车辆的后部区域后面的展开位置。此外，通过这种解决方案只能实现有限的位置。
9.在此背景下，本发明涉及开发一种用于机动车辆的后部区域的导流设备的目的，该导流设备使得扰流器的多个操作位置可以以紧凑的整体设计设定并集成到可移动的行李箱盖中；至少一个操作位置旨在实现空气制动器的功能。


技术实现要素：

10.本发明通过一种用于机动车辆的导流设备实现该目的，该导流设备包括：扰流器和调节运动学装置，该扰流器紧固至机动车辆的后背门，该调节运动装置用于在休止位置与至少一个功能位置之间调节扰流器，在休止位置中，扰流器以齐平安装的方式布置在后背门中，在至少一个功能位置中，扰流器在高度和/或角度方面展开超过车辆轮廓或后背门的表面，以便在机动车辆的驾驶期间实现下压力效果和/或制动效果和/或空气动力学改善，调节运动学装置的调节经由可致动的驱动装置进行，并且调节运动学装置包括至少一个调节运动学单元，该调节运动学单元由第一调节运动学系统和第二调节运动学系统形成，第二调节运动学系统以操作性地连接的方式联接至第一调节运动学系统，第一调节运动学系统构造为四杆连杆机构并构造成设定展开高度，并且第二调节运动学系统构造为四杆连杆机构并构造成设定展开角度，并且扰流器的调节是第一调节运动学系统和第二调节运动学系统的运动学调节运动的叠加，并且第一调节运动学系统能够经由作为驱动装置的电动马达枢转，并且第一调节运动学系统包括以固定的方式安装的至少一个枢转轴，并且第二调节运动学系统能够经由作为驱动装置的单独可致动的电动马达枢转，并且第二调节运动学系统包括以固定的方式安装的枢转轴，其特征在于以固定的方式安装的枢转轴能够经由电动马达枢转，并且以固定的方式安装的枢转轴能够经由电动马达枢转，并且第二调节运动学系统具有双曲柄，双曲柄具有第一双曲柄连杆和第二双曲柄连杆以及转向臂元件，该第一双曲柄连杆具有第一端部区域和第二端部区域，该第二双曲柄连杆具有第一端部区域和第二端部区域，该转向臂元件具有第一端部区域和附接区域，第一双曲柄连杆经由其第二端部区域附接成使得第一双曲柄连杆能够绕第二双曲柄连杆的第一端部区域上的枢转轴以可枢转的方式运动，并且第一双曲柄连杆经由其第一端部区域通过支承件固定构型的枢转支承件安装成使得第一双曲柄连杆能够绕枢转轴以可枢转的方式运动，枢转支承件直接或借助于支承部件附接在后背门上，并且第二双曲柄连杆经由其第二端部区域安装成使得其能够绕转向臂元件的第一端部区域上的枢转轴以可枢转的方式运动，并且转向臂元件经由其附接区域以操作性连接的方式联接至联接连杆的第二端部区域，使得转向臂元件能够绕枢转轴以可枢转的方式运动，并且转向臂元件经由其附接区域固定附接在扰流器的下侧部。
11.扰流器的多个操作位置通过包括两个四杆连杆机构装置的调节运动学系统来实现。此处，第一四杆连杆机构装置可以被致动以便设定展开高度，并且第二四杆连杆机构装置负责设定在下文中也称为迎角的倾斜度。第一四杆连杆机构装置和第二四杆连杆机构装置在每种情况下通过彼此独立的控制装置调节到期望的操作位置的相关联的位置中。
12.通过根据包括具有第一双曲柄连杆和第二双曲柄连杆的双曲柄的第二调节运动学系统的发明的实施方式，此外，可以对第一双曲柄连杆与第二双曲柄连杆之间大于180度的角度的过度伸出的操作位置进行调节，其结果是实现了力和位置固定的最小化、特别是用于制动位置的力和位置固定最小化。
13.调节运动学装置20设计成使得从休止位置开始直到进入第五位置中扰流器枢转点位于第一调节运动学系统的联接连杆上。如已经解释的，该第一调节运动学系统构造为四杆连杆机构，其结果是任何期望的中间位置都是可能的。轨迹可以通过四杆连杆机构的设计进行对应地调整，这可以使得扰流器的可能的空气动力学设定具有高的可变性。
14.扰流器的角度设定可以经由固定布置在支承件中的双曲柄来实现。因此，降低了角度设定的复杂性和成本。
15.在此，第一四杆连杆机构装置和第二四杆连杆机构装置的调节经由可以彼此独立致动的电动马达进行。为此，第一四杆连杆机构装置和第二四杆连杆机构装置在每种情况下都分配有一个电动马达。
16.电动马达有利地具有自锁构型。作为替代方案，电动马达可以配备有附加的制动单元。因此，在导流设备的实施方式的情况下不需要机械止动件。
17.电动马达的当前角位置经由霍尔传感器来检测。随后，检测到的角度位置被传输至控制单元，并在那里与存储的角度设定点位置进行比较，并以取决于实际/设定点比较的方式经由电动马达进行跟踪。
18.通过将导流设备集成到机动车辆的后背门中来有利地实现紧凑的整体设计。
19.以下文本中提到的轴对应于车辆坐标系的轴。因此，x轴对应于机动车辆的纵向方向，y轴对应于横向方向，并且z轴对应于竖向方向。
附图说明
20.将基于附图在下文中对本发明进行描述，在附图中：
21.图1示出了具有导流设备的机动车辆的图解侧视图，导流设备集成到后背门中并且处于如下位置：导流设备处于最大展开功能位置，
22.图2示出了处于休止位置的导流设备的图解侧视图，
23.图3a至图3d以不同的立体图示出了处于休止位置的导流设备，
24.图4示出了处于第一功能位置的导流设备的图解侧视图，
25.图5示出了处于第二功能位置的导流设备的图解侧视图，
26.图6示出了处于第三功能位置的导流设备的图解侧视图，
27.图7示出了处于第四功能位置的导流设备的图解侧视图，以及
28.图8示出了处于与扰流器的最大伸出功能位置对应的第五功能位置的导流设备的图解侧视图。
具体实施方式
29.图1示出了具有设置在后部区域4中的导流设备10的机动车辆1的图解侧视图。在后部区域4中，机动车辆1具有后背门6，该后背门6可以绕横向轴线被枢转到装载位置中，并且具有向外指向的车辆表面8。后背门6的枢转能力通过箭头2示出。
30.导流设备10以集成到后背门6中的方式布置，并且包括翼状扰流器12，该翼状扰流器12构造为空气导引型面并且沿横向方向几乎在整个后背门6上延伸。此外，导流设备10包括调节运动学装置20和构造为电动马达60、61的可致动驱动装置。
31.在将后背门6枢转到装载位置中的情况下，导流设备10与后背门6一起枢转。
32.导流设备10基本上可以借助于调节运动学装置20从降低在车辆轮廓/后背门中的休止位置开始展开到完全伸出的功能位置。在降低的休止位置中，翼状扰流器12的向外指向的上侧部14相对于后背门6的车辆表面8的车辆轮廓平齐。扰流器12具有下侧部15，该下侧部15与上侧部14相反。
33.图1示出了处于最大伸出功能位置的导流设备10，其中翼状扰流器12位于升高到车辆轮廓上方的枢转位置中。在该功能位置实现了制动效果。
34.不言而喻，也可以设定扰流器12的任何期望的中间位置。
35.扰流器12从其休止位置(如图2中所示)离开到功能位置(如图4至图8所示)的展开运动是包括平移和旋转的运动。
36.如从图3a至图3d的立体图可以看出的，用于在休止位置与功能位置之间调节扰流器12的调节运动学装置20具有两个调节运动学单元20a和20b，这两个调节运动学单元20a和20b布置成沿车辆横向方向彼此间隔开。在所示的示例性实施方式中，调节运动学单元20a和20b具有镜像对称构型。因此，在下文中将仅对一个竖向运动学单元进行描述。
37.图2和图4至图8示出了机动车辆1的驾驶员侧的调节运动学单元20a的侧视图。将基于调节运动学单元20a对功能和各个部件进行描述。
38.调节运动学单元20a包括第一调节运动学系统24和第二调节运动学系统26，这两个调节运动学系统24、26以操作性地连接的方式彼此联接，如下文中将更详细地描述的。
39.第一调节运动学系统24构造为四杆连杆机构装置(s1、s2、s3、s4)，并且在对应的致动和调节的情况下实现扰流器12的在z方向上的高度的设定。
40.第二调节运动学系统26构造为包括双曲柄的四杆连杆机构装置(s5、s6、s7、s8)，并且在对应的致动和调节的情况下实现扰流器12的角度的设定。此处，在休止位置上呈现角度α＝0度。在最大展开功能位置(如图8中所示)中，角度α对应于大约55度。展开高度为大约150mm。在该功能位置中，借助于扰流器12实现制动功能。
41.此处，第一调节运动学系统24包括：
[0042]-第一枢转连杆30，该第一枢转连杆30具有第一端部区域30a和第二端部区域30b，
[0043]-在中间区域具有弯折构型的联接连杆32，该联接连杆32具有第一端部区域32a、第二端部区域32b和构造在中间区域中的附接区域32c，
[0044]-第二枢转连杆34，该第二枢转连杆34具有第一端部区域34a和第二端部区域34b。
[0045]
第一枢转连杆30在其第一端部区域30a上经由支承件固定布置的枢转支承件(bearing)40安装成使得第一枢转连杆30可以绕枢转轴s1以可枢转的方式运动。此处，枢转支承件40直接或借助于支承部件(bearing component)附接在后背门6上。第一枢转连杆30经由其第二端部区域30b附接在联接连杆32的第一端部区域32a上，使得第一枢转连杆30可以绕枢转轴s2以可枢转的方式运动。第二枢转连杆34经由其第一端部区域34a通过支承件固定布置的枢转支承件42安装成使得第二枢转连杆34可以绕枢转轴s3以可枢转的方式运动。此处，枢转支承件42直接或借助于支承部件附接在后背门6上。第二枢转连杆34经由其第二端部区域34b附接在联接连杆32的附接区域32c上，使得第二枢转连杆34可以绕枢转轴s4以可枢转的方式运动。
[0046]
此处，第二调节运动学系统26包括：
[0047]-双曲柄50，该双曲柄50具有第一双曲柄连杆52和第二双曲柄连杆54，该第一双曲柄连杆52具有第一端部区域52a和第二端部区域52b，该第二双曲柄连杆54具有第一端部区域54a和第二端部区域54b，
[0048]-转向臂(drop arm)元件56，该转向臂元件56具有第一端部区域56a和附接区域56b。
[0049]
双曲柄50由第一双曲柄连杆52和第二双曲柄连杆54形成；为此，第一双曲柄连杆52经由其第二端部区域52b附接在第二双曲柄连杆54的第一端部区域54a上，使得第一双曲柄连杆52可以绕枢转轴s5以可枢转的方式运动。
[0050]
第一双曲柄连杆52经由其第一端部区域52a通过支承件固定构型的枢转支承件58安装成使得第一曲柄连杆52可以绕枢转轴s6以可枢转的方式运动。枢转支承件58直接或借助于支承部件安装在后背门6上。
[0051]
第二双曲柄连杆54经由其第二端部区域54b安装在转向臂元件56的第一端部区域56a上，使得第二双曲柄连杆54可以绕枢转轴s7以可枢转的方式运动。转向臂元件56经由其附接区域56b联接至联接连杆32的第二端部区域32b，使得转向臂元件56可以绕枢转轴s8以可枢转的方式运动。此外，转向臂元件56经由其附接区域56b固定地附接在扰流器的下侧部15上。
[0052]
所有上述枢转轴s1至s8沿车辆横向方向定向并且彼此平行。
[0053]
上述调节运动学装置20的实施方式被设计成使得从休止位置开始直到进入第五功能位置中扰流器枢转点位于第一调节运动学系统24的联接连杆32上。如已经解释的，第一调节运动学系统24构造为四杆连杆机构，其结果是任何期望的中间位置都是可能的。轨迹可以通过四杆连杆机构的设计对应地调整。
[0054]
调节运动学装置20的从休止位置(图2中所示)开始到功能位置(图4至图8中所示)的调节运动经由可致动的驱动装置实现。
[0055]
可致动的驱动装置构造为电动马达60-61。此处，每个调节运动学单元20a和20b在每种情况下都分配有电动马达60和61。这意味着调节运动学装置20包括总共四个电动马达60/61。从图3a至图3d的立体图中可以看出，电动马达60的输出轴在每种情况下被固定附接在第一调节运动学系统24的相关联的枢转轴s1上用于共同旋转，并且电动马达61的输出轴在每种情况下被固定附接在第二调节运动学系统26的相关联的枢转轴s6上用于共同旋转。电动马达60/61在每种情况下包括单独的电力供应和控制线64。为简单起见，省去了相关联控制单元的图示。此外，电动马达60/61具有自锁构型。作为替代方案，电动马达60/61可以构造成具有附加的制动单元。因此，可以省去图8中所示的处于完全伸出功能位置的机械端部止动件。
[0056]
图2图示了扰流器12的休止位置，在该状态下，扰流器12接纳在后背门6的凹部中。扰流器12在其下侧部15连接至转向臂元件56的基部元件56c，例如紧固至扰流器12的下侧部的承载件本体。此外，在基部元件56c上布置有加强支架56d，该加强支架56d支承在转向臂元件56的第一端部区域56a上。在此休止位置中，展开角度为0度，并且展开高度为0mm。
[0057]
图4图示了第一功能位置，在该第一功能位置中，扰流器12已经借助于调节运动学装置20被稍微展开超过车辆轮廓或后背门6的表面，以便在驾驶期间以本身已知的方式提供下压力效果，或者以便以其他方式(噪声、风阻、
…
)改善机动车辆1的空气动力学并使空气动力学适于操作状态。因此，在下文中，该第一功能位置也称为“第一下压力位置”。在第一下压力位置中，扰流器的展开高度为大约10mm，并且扰流器12的展开角度(相对于休止位置)为大约3度。
[0058]
图5图示了第二功能位置，在该第二功能位置中，扰流器12已经借助于调节运动学装置20在高度方面被进一步展开超过车辆轮廓或后背门6的表面，以便在驾驶期间以本身
已知的方式提供下压力效果，通过该下压力效果改善车辆1的道路抓地力。因此，在下文中，该第二功能位置也称为“第二下压力位置”。在第二下压力位置中，扰流器12的展开高度为大约40mm，并且扰流器12的展开角度(相对于休止位置)为大约10度。
[0059]
图6图示了第三功能位置，在该第三功能位置中，扰流器12已经通过调节运动学装置20在高度方面被甚至进一步展开并倾斜超过车辆轮廓或后背门6的表面，以便在驾驶期间以本身已知的方式提供下压力效果，通过该下压力效果甚至进一步改善了车辆1的道路抓地力。因此，在下文中，该第三功能位置也称为“第三下压力位置”。在第三下压力位置中，扰流器12的展开高度为大约150mm，并且扰流器12的展开角度(相对于休止位置)为大约-5度。
[0060]
在超过预定驾驶速度的情况下，该预定驾驶速度大体上高于上述驾驶速度，扰流器可以进一步调节到第四功能位置(如图7中所示)，并且经由调节运动学装置20从第四功能位置开始调节到第五功能位置(如图8中所示)。在这些功能位置(如图8中所示)中，扰流器12进一步展开并且进一步转动超过图4至图7中所示的位置，以便在驾驶过程中提供制动效果。
[0061]
在图7中所示的第四功能位置中，展开高度为大约150mm，并且扰流器12的展开角度(相对于休止位置)为大约35度。
[0062]
在图8中所示的第五功能位置中，扰流器12的展开高度为大约150mm，并且扰流器12的展开角度(相对于休止位置)为大约55度。
[0063]
附图标记列表
[0064]
1 机动车辆
[0065]
2 箭头
[0066]
4 后部区域
[0067]
6 后背门
[0068]
8 车辆表面
[0069]
10 导流设备
[0070]
12 扰流器
[0071]
14 上侧部
[0072]
15 下侧部
[0073]
20 调节运动学装置
[0074]
20a 调节运动学单元
[0075]
20b 调节运动学单元
[0076]
24 第一调节运动学系统
[0077]
26 第二调节运动学系统
[0078]
30 第一枢转连杆
[0079]
30a 第一端部区域
[0080]
30b 第二端部区域
[0081]
32 联接连杆
[0082]
32a 第一端部区域
[0083]
32b 第二端部区域
[0084]
32c 附接区域
[0085]
34 第二枢转连杆
[0086]
34a 第一端部区域
[0087]
34b 第二端部区域
[0088]
40 枢转支承件
[0089]
42 枢转支承件
[0090]
50 双曲柄
[0091]
52 第一双曲柄连杆
[0092]
52a 第一端部区域
[0093]
52b 第二端部区域
[0094]
54 第二双曲柄连杆
[0095]
54a 第一端部区域
[0096]
54b 第二端部区域
[0097]
56 转向臂元件
[0098]
56a 第一端部区域
[0099]
56b 附接区域
[0100]
56c 基部元件
[0101]
56d 加强支架
[0102]
58 枢转支承件
[0103]
60 电动马达
[0104]
61 电动马达
[0105]
64 供应/控制线
[0106]
s1 至s8枢转轴