CN112867666A - 主动扩散器机构 - Google Patents

Abstract

本发明的各方面涉及一种用于车辆的主动扩散器机构，该主动扩散器机构包括安装机构，该安装机构用于将扩散器本体连接至车辆的车身，使得扩散器本体能够在收起位置与部署位置之间移动，相比于在收起位置中，在部署位置中，扩散器本体的气流表面距车辆的车身间隔更远。安装机构包括连杆机构，该连杆机构构造成使得扩散器本体在从收起位置向部署位置运动期间遵循线性平移路径和旋转路径。本发明的各方面还涉及主动扩散器组件、主动扩散器系统以及包括这种主动扩散器机构的车辆。

Description

主动扩散器机构

技术领域

本公开涉及用于车辆用的主动扩散器的机构。本发明的各方面涉及主动扩散器机构、主动扩散器组件、主动扩散器系统以及包括这种主动扩散器机构、主动扩散器组件和/或主动扩散器系统的车辆。

背景技术

已知向车身提供空气动力学特征以改善空气动力学性能，例如改善燃料经济性、减少CO₂排放和/或改善车辆动态性能比如减阻。在电动车辆中实现减阻因而也有助于提高续航里程。车身的可以如此适应的一个区域是车辆的后地板下方的被称为扩散器的空气动力学表面。扩散器可以有助于减小升力，并且因此提高车辆稳定性和操控性。然而，为获得良好的越野性能，扩散器传递最优车辆阻力和/或减小升力所需的轮廓和位置可能与车辆的后地板的轮廓相冲突。此外，在功能上设计为优化车辆阻力的扩散器可能导致车辆具有不太令人满意的美感。

本发明的目的是解决上述缺点中的一个或更多个缺点。

发明内容

本发明的各方面和实施方式提供了一种用于车辆的主动扩散器机构、包括这种主动扩散器机构的主动扩散器组件、包括这种主动扩散器机构的主动扩散器系统以及包括如所附权利要求中所述的这种主动扩散器机构、主动扩散器组件或主动扩散器系统的车辆。

根据本发明的一方面，提供了一种用于车辆的主动扩散器机构，该主动扩散器机构包括安装机构，该安装机构用于将扩散器本体连接至车辆的车身，使得扩散器本体能够在收起位置与部署位置之间移动，相比于在收起位置中，在部署位置中，扩散器本体的气流表面距车辆的车身间隔更远，其中，安装机构包括连杆机构，连杆机构构造成使得扩散器本体在从收起位置向部署位置移动期间遵循线性平移路径和旋转路径。

安装机构可以包括至少一个连杆机构，至少一个连杆机构构造成靠近扩散器本体的前边缘连接并能够连接至车辆的车身，并且至少一个连杆机构构造成使得扩散器本体的前边缘在从收起位置向部署位置移动期间沿向前方向移动。

安装机构可以包括多个枢转连杆臂，其中，连杆臂的枢转轴线都平行于彼此延伸。

多个枢转连杆臂可以都位于平行平面中并且能够在平行平面中移动。

安装机构可以构造成与扩散器本体形成四杆连杆机构，使得扩散器本体包括四杆连杆机构的第一连杆臂，第二连杆臂在扩散器本体的前边缘的区域中枢转地连接至第一连杆臂，并且第三连杆臂在扩散器本体的后边缘的区域中枢转地连接至第一连杆臂。

安装机构可以包括珀塞利埃(Peaucellier-Lipkin)连杆机构。

安装机构可以包括四杆连杆机构，该四杆连杆机构构造成在扩散器本体的前边缘的区域中连接至扩散器本体，并且该四杆连杆机构能够连接至车辆，并且珀塞利埃连杆机构可以在扩散器本体的后边缘的区域中连接至扩散器本体，并且珀塞利埃连杆机构能够连接至车辆的车身。

安装机构可以构造成使得随着扩散器本体从收起位置向部署位置移动，扩散器本体的前边缘的路径包括旋转运动，并且本体的后边缘的路径包括旋转运动。

安装机构可以构造成使得随着扩散器本体从收起位置向部署位置移动，扩散器本体的前边缘的路径包括旋转和平移运动两者，并且本体的后边缘的路径包括旋转和平移运动两者。

安装机构可以构造成使得随着扩散器本体从收起位置向部署位置移动，扩散器本体的前边缘的路径包括旋转运动，并且本体的后边缘的路径仅包括线性运动。

安装机构可以包括多个枢转连杆臂，其中，不同尺寸的连杆臂设置成用于至少一个连杆位置，并且其中，至少一个连杆位置的连杆臂能够与不同尺寸的连杆臂互换，以改变扩散器本体在收起位置与部署位置之间的运动路径。这可以有利地允许提供模块化主动扩散器机构，模块化主动扩散器机构易于针对车辆具有不同的尺寸和扩散器部署要求的不同的车辆应用进行修改。这也可以为正在进行的测试和开发目的提供方便且灵活的主动扩散器机构和系统。

主动扩散器机构可以包括致动器，该致动器联接至安装机构并能够操作成使扩散器本体在收起位置与部署位置之间移动。

致动器可以包括旋转致动器，该旋转致动器具有驱动轴和从驱动轴延伸并连接至安装机构的驱动臂。

主动扩散器机构可以包括冲击保护机构，该冲击保护机构设置在扩散器本体与致动器之间，并且该冲击保护机构构造成吸收从扩散器本体的冲击传递来的冲击力以防止对致动器的损坏。

冲击保护机构可以包括设置在致动器与安装机构之间的离合器。

冲击保护机构可以包括设置在扩散器本体与致动器之间的阻尼器。

根据本发明的一方面，还提供了一种主动扩散器组件，该主动扩散器组件包括扩散器本体和如上所述的主动扩散器机构。可选地，扩散器本体可以包括后表面，该后表面从扩散器本体的后边缘延伸，并且该后表面构造成在使用中当扩散器本体处于部署位置时在车辆的车身与扩散器本体的后边缘之间延伸。

扩散器本体可以包括侧表面，该侧表面从扩散器本体的侧边缘延伸，并且该侧表面构造成在使用中当扩散器本体处于部署位置时在车辆的车身与扩散器本体的侧边缘之间延伸。侧表面可以在扩散器本体的前边缘与后边缘之间延伸。侧表面可以包括扩散器栅栏，该扩散器栅栏在部署位置中可以在气流表面下方延伸。这种扩散器栅栏可以在扩散器本体的部署位置和收起位置两者中在气流表面下方延伸，或者可以仅在扩散器本体的部署位置中在气流表面下方延伸。

后表面和/或侧表面能够折叠，使得当扩散器本体移动到收起位置中时后表面和/或侧表面折叠。后表面和/或侧表面可以包括挠性壁、波纹管或能够在彼此上方滑动的板或能够折叠的伸缩面板。

根据本发明的一方面，还提供了一种主动扩散器系统，该主动扩散器系统包括：如上所述的主动扩散器机构；控制器，该控制器连接至致动器并被配置成控制致动器的操作；以及至少一个传感器，至少一个传感器配置成检测车辆的至少一个操作参数并向控制器提供指示检测到的参数的信号，其中，控制器配置成根据接收到的信号控制致动器的操作。

至少一个传感器可以包括速度传感器，并且控制器可以配置成当接收到指示车辆速度超过第一阈值的信号时操作致动器以将扩散器本体移动到部署位置中。至少一个传感器可以包括能够手动或自动操作的开关。

至少一个传感器可以包括速度传感器，并且控制器可以配置成当接收到指示车辆速度小于第二阈值的信号时操作致动器以将扩散器本体移动到收起位置中。

至少一个传感器可以包括速度传感器，并且控制器可以配置成当接收到指示车辆速度超过第三阈值的信号时防止致动器的操作以防止扩散器本体的任何运动。

控制器可以配置成当从车辆接收到指示车辆正在越野行驶的信号时操作致动器以将扩散器本体移动到收起位置中。

根据本发明的一方面，还提供了一种车辆，该车辆包括车身和如上所述的主动扩散器机构、如上所述的主动扩散器组件和/或如上所述的主动扩散器系统。

该车辆可以包括底架，并且在部署位置中，扩散器本体的前边缘可以在车辆的纵向方向上距底架的相邻后边缘小于10mm。

车辆可以包括底架，并且在部署位置中，扩散器本体的前边缘可以在竖向方向上与底架的相邻后边缘的高度齐平或者设置在底架的相邻后边缘的高度上方。

该车辆可以包括底架，并且在部署位置中，扩散器本体的前边缘可以与底架的相邻后边缘共面，或者在平面角度上相差小于2度。

扩散器本体的最低部分可以位于从车辆后轮沿切向向后延伸而与车辆的车身的后部的最低点相交的线上或上方。

安装机构可以构造成使得扩散器本体的从收起位置向部署位置的运动借助于单个安装机构同时既旋转又平移。主动扩散器机构可以包括用以实现扩散器本体的同时旋转和平移运动的一个单个致动器。

在安装机构包括珀塞利埃连杆机构的实施方式中，珀塞利埃连杆机构的四杆连杆机构的枢转点可以直接联接至扩散器本体，或者替代性地，可以借助于连接连杆联接至扩散器本体。主动扩散器机构可以构造成使得在扩散器本体于收起位置与部署位置之间移动期间，安装机构的在扩散器本体上的连接点可以仅线性移动，或者可以沿旋转和平移路径两者移动。

在本申请的范围内，明确表示的是，在前述段落中、权利要求中和/或下面的描述和附图中阐述的各个方面、实施方式、示例和替代性方案以及特别是其各个特征可以被独立地采用或者以任意组合的方式采用。也就是说，可以以任何方式和/或组合来组合所有实施方式和/或任何实施方式的特征，除非这些特征不兼容。申请人保留更改任何原始提交的权利要求或者相应地提交任何新权利要求的权利，包括将任何原始提交的权利要求修改成引用任何其他权利要求和/或合并任何其他权利要求的任何特征的权利，尽管最初并未以该方式要求保护。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例的方式来描述本发明的一个或更多个实施方式，在附图中：

图1示出了根据本发明的实施方式的包括主动扩散器机构和扩散器本体的主动扩散器组件的立体图；

图2示出了图1的主动扩散器组件的另一立体图；

图3示出了图1和图2的主动扩散器组件的正视图；

图4示出了图1至图3中所示的主动扩散器组件的主动扩散器机构的示意性侧视图；

图5示出了本发明的另一实施方式的主动扩散器机构的示意性侧视图；

图6A至图6C示出了可以用在图1至图5中的任一者的主动扩散器机构中的各种不同尺寸的连杆臂的侧视图；

图7示出了图1至图3的主动扩散器组件的扩散器本体的立体图；

图8示出了本发明的另一实施方式的可以用在图1至图3的主动扩散器组件中的扩散器本体的立体图；

图9示出了根据本发明的实施方式的车辆的侧视图，其示出了处于缩回位置的主动扩散器；

图10示出了图9的车辆的侧视图，其中，主动扩散器处于部署位置；

图11示出了图9和图10的车辆的下侧立体图，其中，主动扩散器处于部署位置；

图12示出了图9至图11的车辆的放大示意性侧视图，其中，主动扩散器处于部署位置；

图13示出了用于控制本发明的实施方式的主动扩散器组件的操作的主动扩散器系统的控制系统的示意图；

图14示出了本发明的另一实施方式的主动扩散器机构的示意性侧视图；以及

图15示出了处于收起状态和部署状态的图14的主动扩散器机构的示意性侧视图。

具体实施方式

本文中参照附图1至图4描述了根据本发明的实施方式的包括主动扩散器机构10的主动扩散器组件100。

主动扩散器机构10包括安装机构11，安装机构11将连接至扩散器本体101以将扩散器本体101安装至车辆1000的车身。图1至图3中所示的实施方式包括两个安装机构11，扩散器本体101的每一侧各一个安装机构。然而，在本发明的范围内，可以想到的是，能够设置多于两个的安装机构11，也可以设置一个单个安装机构11。在单个安装机构11的情况下，机构11可以相对于扩散器本体101居中地定位。下文中的描述内容描述了图1至图3中所示的两个安装机构11中的一个安装机构。

安装机构11包括支撑臂12，支撑臂12在扩散器本体101的一个侧部处连接扩散器本体101。扩散器本体101包括前边缘102和后边缘103。在扩散器本体101安装至车辆1000的车身时，前边缘102布置成面对车辆1000的前部F，并且后边缘103布置成面对车辆1000的后部R。本文中对“前”或“向前”方向以及“后”或“向后”方向的引用分别指的是扩散器本体101要附接的车辆1000的前后。类似地，本文中对“向上”和“向下”的引用指的是扩散器本体101要附接的车辆1000的取向。从车辆1000的前部F到后部R的方向在本文中被称为车辆的“纵向”方向，并且在车辆1000的左侧与右侧之间延伸的垂直于纵向方向的方向在本文中被称为车辆的“横向”方向。在车辆1000的上部区域与下部区域之间延伸的垂直于纵向方向的方向在本文中被称为车辆的“竖向”方向。图1包括轴线三元组，其中，x轴沿车辆的向前的纵向方向指向，y轴沿车辆的左侧的横向方向指向，并且z轴沿车辆的竖向方向向上指向。

安装机构11包括第一连杆机构13，第一连杆机构13靠近扩散器本体101的前边缘102连接至支撑臂12的前端部。安装机构包括第二连杆机构14，第二连杆机构14连接至支撑臂12的靠近扩散器本体101的后边缘103的后端部。

第一连杆机构13和第二连杆机构14以及支撑臂12在图4中示意性地示出。第一连杆机构13包括上连杆臂15和下连杆臂16。上连杆臂15具有枢转地连接至支撑臂12的第一端部以及能够直接地或借助于连接支架(未示出)枢转地连接至车辆1000的车身的第二端部。下连杆臂16具有在上连杆臂15的第一端部连接至支撑臂12的位置之前的位置处枢转地连接至支撑臂12的第一端部。下连杆臂16具有能够直接地或借助于连接支架(未示出)枢转连地接至车辆1000的车身的第二端部，该连接支架可以是上连杆臂15的第二端部所连接的同一连接支架，或者可以是单独的连接支架。上连杆臂15的第二端部与下连杆臂16的第二端部相对于彼此固定。

由此，上连杆臂15和下连杆臂16与支撑臂12和上连杆臂15及下连杆臂16所连接的支架或车身一起形成四杆连杆装置，扩散器本体101的前边缘102可以通过该四杆连杆装置连接至车辆1000的车身。

第二连杆机构14包括珀塞利埃连杆机构，并且包括具有相等长度的第一主连杆臂17和第二主连杆臂18，并且第一主连杆臂17和第二主连杆臂18各自具有围绕共同的枢转点20枢转连接至支承支架19的第一端部。第一副连杆臂至第四副连杆臂21、22、23、24以梯形或四杆连杆构型枢转地连接在一起。第一主连杆臂17的第二端部枢转地连接至第一副连杆臂21和第二副连杆臂22的枢转连接部25，并且第二主连杆臂18的第二端部枢转地连接至第三副连杆臂23和第四副连杆臂24的枢转连接部26。

驱动器臂27的第一端部连接至旋转致动器28，以驱动驱动器臂27上下移动。驱动器臂27的第二端部枢转地连接至第二副连杆臂22和第三副连杆臂23的枢转连接部29。由此，致动器28可以为驱动器臂27提供动力以使由第一副连杆臂至第四副连杆臂21、22、23、24构成的四杆连杆机构沿图4中箭头A所示的方向向上和向下移动。上述珀塞利埃连杆机构的几何构型使得第一连杆臂21和第四连杆臂24的枢转连接部30的点线性移动。

连接臂31在第一端部处枢转地连接至第一连杆臂21和第四连杆臂24的枢转连接部30，并且在第二端部处枢转地连接至支撑臂12上的向后点。借助于上述机构，将理解的是，由于致动器28为驱动器臂27提供动力以使由第一副连杆臂至第四副连杆臂21、22、23、24构成的四杆连杆机构沿图4中的箭头A所示的方向向上和向下移动，因此，支撑臂12的后端部也向上和向下移动。还将理解的是，由于致动器28被供以动力以使支撑臂12的后端部向上和向下移动，支撑臂12的前端部围绕第一连杆机构13以旋转和平移两种方式移动，从而沿图4中的分别由箭头B和C所示的向下方向和向前方向两者移动。

在使用中，安装机构11是主动扩散器组件100的一部分，该部分连接至车辆1000，用以使扩散器本体101能够在收起位置与部署位置之间移动。这些相应的位置在图9和图10中示出在设计为用于道路和越野用途两者的车辆1000上。在车辆1000的越野用途模式中，期望使扩散器本体101紧紧地收起抵靠在车辆1000的后部车体上，如图9中所示。在收起位置，车辆1000能够攀爬陡坡或从陡坡下行，因为扩散器本体101不会延伸到车辆的设计离出角(如图9中的线1001所示)下方，该离出角限定为从后轮胎切向延伸至与车辆1000的车身的后部下侧的最低点相交的直线。这还避免了扩散器本体101(和连接的主动扩散器机构10)受到由车辆1000在越野地形上行驶时可能会遇到的突出的岩石、原木或其他障碍物的冲击而造成损坏。更进一步，当车辆1000驻车或以低速特别地在城市环境中操作时，期望扩散器本体101期望处于收起位置，以在功能上不需要扩散器本体101时保持车身的设计美感和轮廓线。此外，可能期望将扩散器本体101缩回到收起位置中，以使主动扩散器组件在更普遍的城市使用场景中一般不那么容易受到损害，比如避免诸如在停车场、行驶到陡峭车道上和/或从陡峭车道上驶下以及行驶过减速带时的路缘撞击。以这种方式，可以设想的是，主动扩散器组件可以用在不同的车辆类型的范围中，并且在具有通常较低的离地间隙的车辆中也会是特别有利的。

在不会遇到陡升坡或明显突出的障碍物的道路用途模式中，期望使扩散器执行其预期的空气动力学功能以减少阻力。因此，在道路用途模式下，扩散器移动至如图10中所示的部署位置，相比于在收起位置中，在该部署位置中扩散器朝向道路向下延伸得更远。扩散器本体101的气流表面104是扩散器本体101的下部面向地面的表面。在部署位置中，气流表面104意在将车底气流从车辆1000的下侧表面1002导引穿过到达车辆1000的后端部。因此，穿过车辆1000的下侧表面1002的气流保持附着至扩散器本体101的气流表面104以改变空气动力学尾流，从而增加了车辆的后表面上的压力并且由此减小阻力。

为了优化气流与气流表面104的附着，扩散器本体101的前边缘102紧密地定位至车辆1000的下侧表面1002的最靠后边缘。也就是说，扩散器本体101的前边缘102沿纵向方向紧密地定位至下侧表面1002的最靠后边缘。这可以在图12的放大示意图中看到。扩散器本体101的前边缘102可以与下侧表面1002的最靠后边缘接触，或者可以与下侧表面1002的最靠后边缘略微隔开。有利地，在部署位置中，扩散器本体101的前边缘102距下侧表面1002的最靠后边缘小于10mm。

如也可以从图12中看出的，在竖向方向上，气流表面104在扩散器本体101的前边缘102处与下侧表面1002齐平。这再一次是为了优化气流与气流表面104的附着。气流表面104在扩散器本体101的前边缘102处可以比下侧表面1002略微下陷(即，略高)，并且有利地下陷小于大约5mm，以保持与气流表面104的最佳气流附着。气流表面104在扩散器本体101的前边缘102处有利地不凸出(overflush)于(即，低于)下侧表面1002，使得扩散器本体104的前边缘102不呈现面向前的台阶。另外，扩散器本体的前边缘102可以有利地包括相对大的半径(参见图12中的半径箭头“R”)。这在车辆1000的下侧表面1002不包括与扩散器本体101相接的底板的情况下会是特别有益的。这种大的前边缘半径R促进气流在扩散器本体101的气流表面104上的稳定的再附着并且阻止气流穿过扩散器101上方。这种半径R可以有利地为大约50mm，并且可以有利地具有20mm的最小值以实现上述有益效果。

扩散器本体101(其附接至支撑臂12)的沿箭头B和C所示的向下方向和向前方向两者从收起位置移动至部署位置的上述运动有助于确保扩散器本体101在部署位置中移动到与上述下侧表面1002的所需的紧密对准中。

扩散器本体101包括将扩散器本体101连结至车辆1000的后保险杠的端部表面105和侧表面106。在图7中所示的一个实施方式中，端部表面105和侧表面106能够折叠并且构造为叠置板106a，叠置板106a在扩散器本体101处于收起位置时可以折叠在一起，但是在扩散器本体101处于部署位置时可以分开并形成伸展的端部表面105和侧表面106。因此，侧表面106和端部表面105在处于部署位置时提供了车辆1000的连续的封闭的车身表面。

在图8中所示的另一实施方式中，端部表面105和侧表面106也能够折叠，但是代替地由挠性材料106b构成，挠性材料106b在扩散器本体101处于收起位置时可以折叠，但是在扩散器本体101处于部署位置时可以展开成直壁式端部表面105和侧表面106。因此，侧表面106和端部表面105在处于部署位置时提供了车辆1000的连续的封闭的车身表面。

在替代性实施方式中，端部表面105和侧表面106是刚性壁，并且不是在扩散器本体移动到收起位置中时能够折叠，而是代替地被接纳在车辆1000的后保险杠内的槽或其他合适形状的空间内。侧表面106和端部表面105在处于部署位置时再一次提供了车辆1000的连续的封闭的车身表面。

为了优化扩散器本体101的空气动力学性能，当扩散器本体101处于部署位置时，侧壁106与车轮和轮胎的外侧面齐平。这种构型可以在图11中看到。这使得穿过车辆1000的侧部的气流能够重新附着到车轮后方，从而减小阻力。在实施方式中，可以提供竖向的台阶特征，例如可以在空气动力学最佳的位置处添加“分离边缘”以干净地分离气流并进一步减小阻力。

气流表面104的另一个有利的空气动力学特征是多个纵向列板107，如可以在图11中看到。这些列板107有利地从气流表面104向下延伸，并且横过气流表面104的横向宽度而定位，并且有利地设置在后轮舱的内侧边缘处、后轮胎的内侧面处以及扩散器本体101的外侧边缘处。

图5示出了如上所述的且在图4中示出的安装机构11的替代性实施方式。与图4中所示的安装机构11共用的相同特征保留相同的附图标记。图5中所示的替代性机构11包括将扩散器本体101联接至车辆1000的车身的连杆机构43。支撑臂12包括连杆机构43的第一连杆臂。第二连杆臂44具有靠近扩散器本体101的前边缘102枢转地连接至支撑臂12的第一端部。第二连杆臂44的第二端部能够直接地或借助于连接支架(未示出)枢转地连接至车辆1000的车身。第三连杆臂45具有靠近扩散器本体101的后边缘103枢转地连接至支撑臂12的第一端部。第三连杆臂的第二端部能够直接地或借助于连接支架(未示出)枢转地连接至车辆1000的车身，该连接支架可以是第二连杆臂44的第二端部所连接的同一连接支架，或者可以是单独的连接支架。第二连杆臂44的第二端部与第三连杆臂45的第二端部相对于彼此固定。

由此，支撑臂12、第二连杆臂44和第三连杆臂45以及与第二连杆臂44和第三连杆臂45连接的支架或车身形成四杆连杆装置，扩散器本体101可以通过该四杆连杆装置连接至车辆1000的车身。

驱动器臂27的第一端部连接至旋转致动器28。驱动器臂27的第二端部连接至曲柄臂46的第一端部。曲柄臂46的第二端部连接至第三连杆臂。由此，致动器28可以为驱动器臂27提供动力以使支撑臂12的四杆连杆机构以及第二连杆臂44和第三连杆臂45沿图5中的箭头A所示的方向向上和向下移动。

借助于上述机构，将理解的是，由于致动器28为驱动器臂27提供动力以使支撑臂12的四杆连杆机构以及第二连杆臂44和第三连杆臂45沿图5中箭头A所示的方向向上和向下移动，因此支撑臂12也向上和向下移动。还将理解的是，由于支撑臂12向上和向下移动，第二连杆臂44的构型使得支撑臂12的前端部以旋转和平移两种方式移动，从而使支撑臂12的前端部以及所附接的扩散器本体101沿图5中分别由箭头B和C所示的向下方向和向前方向两者移动。

在使用中，图5的实施方式的安装机构11是主动扩散器组件100的一部分、如上面参照图4的安装机构11所描述的那样连接至车辆1000，并且具有相同的目的、技术功能和有益的特性。因此，将不重复进行这些方面进行详细描述。

对于图4和图5中所示的安装机构11的两个实施方式，将理解的是，所有的支撑臂、连杆、连杆臂、驱动器臂和曲柄臂均沿直线移动，并且均位于平行平面中，并且所有这些平面基本竖向地延伸并且间隔地靠近在一起。因此，每个安装机构在车辆上占据的横向空间较窄，使得机构11以节省空间的方式封装在车辆内。这在图3的主动扩散器组件的后视图中示出，在图3中，由安装机构占据的窄的横向空间由方框“S”图示出。

除上述之外，支撑臂、连杆、连杆臂、驱动器臂、曲柄臂和车身或安装支架之间的各种枢转连接的枢转轴线均彼此平行安置。这又有助于提供一种节省空间的安装机构，因为安装机构的部件的所有运动都发生在相对于车身宽度的窄的横向空间内。

当主动扩散器组件100处于部署位置时，与处于收起位置时相比，气流表面104更靠近于道路或地面。因此，扩散器本体101更容易受到道路碎石的撞击带来的损坏，或者在车辆1000被意外地驱动到可能会撞击扩散器本体101的静止障碍物中的情况下，扩散器本体101更容易受到损坏。在这种撞击情况下，撞击力将经由安装机构11传递至旋转致动器28，这可能会损坏旋转致动器28。为了减轻这种损坏的风险，主动扩散器机构10包括冲击保护机构32，冲击保护机构32设置在扩散器本体101与致动器28之间，致动器28构造成吸收从扩散器本体101的撞击传递来的冲击力。在图4和图5中所示的实施方式中，冲击保护机构32包括设置在旋转致动器28处的离合器。离合器设置在旋转致动器28的旋转输出轴与驱动器臂27之间。离合器可以具有各种适合的构型、并且例如可以包括同心摩擦接合的环或摩擦接合的离合器片，同心摩擦接合的环或摩擦接合的离合器片中的任一者都可以被弹簧加载地偏置成接合。在撞击扩散器本体101的情况下，通过安装机构11传递的撞击力将导致离合器打滑而不是迫使旋转致动器28的旋转输出轴运动，由此有助于防止损坏旋转致动器28。

设想在本发明的范围内，可以提供不同于上述离合器类型布置结构或附加于上述离合器类型布置结构的冲击保护机构的替代性构型。这种替代性冲击保护机构可以包括设置在扩散器本体101与旋转致动器28之间的簧载式活塞或阻尼器。这种活塞或阻尼器可以代替安装机构11的连杆臂中的一个连杆臂或者结合到安装机构11的连杆臂中的一个连杆臂中。例如，在图4的安装机构11中，连接臂31可以包括用以吸收撞击力的可压缩活塞或阻尼器。替代性地，驱动器臂27或珀塞(Peaucellier)连杆臂21至24中的任一者都可以包括可压缩活塞或阻尼器。在图5的安装机构中，曲柄臂45和/或第二线性臂44可以包括可压缩活塞或阻尼器。

本发明的安装机构11的实施方式的优点在于，安装机构11的整体构型可以适用于不同形状和尺寸的车辆。可以对安装机构11进行较小的修改，以使安装机构11可以定尺寸和构造成用于不同尺寸的车辆。例如，与比如安装在轿车上的对应的扩散器本体相比，SUV可能需要扩散器本体101在收起位置与部署位置之间移动更大的距离。为了使本发明的实施方式的安装机构能够实现这种应用的灵活性，可以简单地用不同长度或尺寸的对应部件代替各个连杆部件中的一者或更多者。例如，如果图4的安装机构11用在扩散器本体101将在收起位置与部署位置之间移动较短距离的车辆中，则第一主连杆臂17与第二主连杆臂18可以被更换成较短的第一主连杆臂和第二主连杆臂。因此，致动器28可以相对于支撑支架19安装在替换的位置中，或者替代性地或附加地，可以在安装机构11中安装有对应较短的驱动器臂27。为了提供这样的应用灵活性，将理解的是，可以根据需要更换任何连杆臂，因此可以提供可替换长度的第二连杆臂21至24、连接臂31、第二连杆臂44和第三连杆臂45和/或曲柄臂46，并且可替换长度的副连杆臂21至24、连接臂31、第二连杆臂44和第三连杆臂45和/或曲柄臂46安装在安装机构11中以改变在收起位置与部署位置之间的移动距离和/或在每个位置中气流表面104的角度。在图6A至图6C中示出了不同长度的连杆臂的示例。尽管这些连杆臂可以是第一主连杆臂17和第二主连杆臂18的不同构型，但是如上面提及的，也可以提供或替代性地提供不同尺寸的连杆臂或其他机构部件。

将理解的是，安装机构11可以构造成使得在部署位置中，扩散器101的气流表面104相对于水平面成预定角度，以实现最佳的空气动力学性能并保持气流附接。如图10和图12中所示，该角度表示为θ、并且可以有利地在4度至15度的范围内、并且可以有利地为大约10度。

为了控制安装机构11、主动扩散器机构10、主动扩散器组件100和主动扩散器系统的致动，在本发明的范围内提供了控制系统500，并且在图13中示意性地示出了控制系统500。控制系统501包括控制器501，控制器501包括处理器和存储器。控制器501连接至设置于扩散器本体101的每个横向侧边缘上的每个主动扩散器机构10的致动器28。控制器501配置成通过向致动器28发送控制信号来控制致动器28的操作。

控制系统500包括多个传感器502，所述多个传感器502连接至控制器501并且配置成向控制器501发送指示相关感测到的参数的各个传感器信号，各个传感器502配置成进行检测。控制器501配置成根据接收到的传感器信号来控制致动器28的操作。但是，意图在于，在本发明的范围内，控制系统500可以包括仅一个传感器502，或者控制系统500被完全地手动操作并且因此不包括传感器。在图13中所示的控制系统500中，设置有多个传感器502，所述多个传感器502包括速度传感器、车辆角度传感器、加速计、驻车制动传感器和倒档传感器。所述速度传感器或每个速度传感器可以包括车轮速度传感器。意图在于，可以提供其他传感器502并将其他传感器502连接至控制器501以实现致动器28的操作。另外，控制器501可以配置成对各种车辆设定或其他操作参数进行检测以实现致动器28的操作从而确保扩散器本体101视情况被部署或收起。这些车辆设定或传感器可以包括但不限于：对越野设定(例如地形响应)进行检测、以及确保在选择越野设定时扩散器处于收起位置；进行涉水感测，以确保在感测到车辆正在涉水或者选择涉水模式时扩散器缩回到收起位置中；手动部署/收起功能，该手动部署/收起功能能够在车辆变速箱设定为“驻车”时用于进行清洁/维护；当车辆变速器设定为“驻车”时，防抱死系统(防抱死系统可以是用于致动器28的速度传感器和对致动器28的速度降低进行检测以及反转致动器28的方向的控制器)启用；以及GPS传感器，GPS传感器配置成向控制器501提供信号，以在GPS传感器指示车辆离开了碎石铺面的、铺砌的或密封的道路时禁止部署和/或触发缩回。此外，控制系统500可以包括警告以告知驾驶员任何缩回故障。另外，车辆可以包括牵引传感器，该牵引传感器配置成对拖车或任何其他配件或设备是否附接至车辆的牵引杆进行检测，并且如果拖车或任何其他配件或设备附接至牵引杆则阻止扩散器本体101部署。另外，车辆可以包括配置成针对汽车的每个拐角部对车辆的竖向位移进行检测的一个或更多个行驶高度传感器。控制器501可以配置成处理相对于时间的来自行驶高度传感器的信号以确定路面状况(例如，如果检测到频繁且变化的行驶高度变化，则控制器501可以确定车辆在不平坦或高低不平的地形上行驶，并且因此阻止扩散器本体101部署，从而确保扩散器本体101保持处于收起位置)。控制器501还可以配置成在车辆被一个或更多个速度传感器检测到以高于预定阈值速度行驶时、在被一个或更多个加速度传感器检测到以高于检测到的侧向加速度的预定阈值拐弯或急速地加速或减速时阻止扩散器本体在部署位置与收起位置之间致动以优化车辆稳定性。

控制系统500配置成在某些阈值速度值处操作主动扩散器机构10。控制系统500配置成在从速度传感器接收到指示车辆速度超过第一阈值的传感器信号时使扩散器本体101移动到部署位置中。类似地，控制系统500配置成在从速度传感器接收到指示车辆速度小于第二阈值的传感器信号时使扩散器本体101移动到收起位置中。第一阈值和第二阈值可以不同或者可以相同。例如，扩散器本体101可以在车辆速度超过50kph时移动到部署位置中，并且扩散器本体101可以在车辆速度小于30kph时移动回到收起位置中。替代性地，扩散器本体101可以在车辆速度超过50kph时移动到部署位置中，并且可以在车辆速度小于50kph时移动回到收起位置中。扩散器本体101可以被控制成在自车辆速度超过第一阈值且保持超过第一阈值起的预定时间段之后移动到部署位置中。另外，扩散器本体101可以被控制成在自车辆速度超过第一阈值且保持超过第一阈值起车辆已经行驶了预定距离之后移动到部署位置中。

控制系统500配置成在从速度传感器接收到指示车辆速度超过第三阈值的传感器信号时阻止扩散器本体101的运动。这可以有利于避免在较大的空气动力施加在气流表面104上时因操作而损坏机构或致动器28。例如，在车辆速度超过100kph的情况下可以阻止扩散器本体101运动。速度的各种阈值和下文提及的其他参数可以被预先编程并存储在控制器501的存储器中。

控制系统500配置成在从车辆角度传感器502接收到指示车辆1000正在越野行驶或者在高低不平的地形上行驶的传感器信号时使扩散器本体101移动到收起位置中。这可以通过控制器接收到指示车辆角度频繁变化(指示在不平坦的地形上行驶)的车辆角度信号来确定。这有利于避免在车辆越野行驶时由于障碍物或突出的地形特征而损坏扩散器本体101或主动扩散器机构10。

控制系统500配置成在从驻车制动传感器或倒档传感器接收到指示车辆1000驻车或倒车的传感器信号时使扩散器本体101移动到收起位置中。这有利于避免在车辆1000倒车时撞到障碍物的情况下损坏扩散器本体101或主动扩散器机构10，并且还有利于在车辆驻车且在功能上不需要主动扩散器时保持车辆1000的美学轮廓。

控制系统500包括作为传感器502中的一个传感器的超控开关，以使得用户能够独立于任何感测到的速度或地形参数而手动地操作致动器28以使扩散器本体101移动到部署或收起位置中。这对于维修、清洁或可能需要扩散器本体101处于部署位置以触及要维修的部件的其他维护而言会是有利的。当车辆正在进行例行维修和维护时，可以从车辆1000的控制器启动这种服务模式部署。

从上面将认识到的是，本发明的安装机构11允许扩散器本体101从收起位置运动至部署位置，在部署位置中，扩散器本体101与在收起位置中相比处于相对于地面/水平面较浅的角度，并且在部署位置中，扩散器本体101与在收起位置中相比被向前设置得更远，以与车辆后下侧部对准以实现空气动力学性能。在收起位置与部署位置之间的这种运动由安装机构11提供，以利用单个机构同时实现在单个运动范围内的旋转运动和平移运动两者。这避免了利用单独的旋转机构和平移机构分别实现扩散器本体的平移和旋转的复杂性，利用单独的旋转机构和平移机构分别实现扩散器本体的平移和旋转将更复杂、昂贵且较重。具有单独的旋转机构和平移机构也将使扩散器的控制更加复杂，因为单独的机构(即旋转系统和平移系统)将需要被独立地控制，而在本发明的机构中，单个致动器可以实现对主动扩散器机构在扩散器本体101的整个预期移动范围内的致动。

在本发明的主动扩散器机构的各实施方式中，扩散器本体101的前部区域和后部区域两者处的点在收起位置与部署位置之间的运动期间既可以旋转也可以平移。然而，在本发明的主动扩散器机构的替代性实施方式中，扩散器本体101的前边缘处的点在收起位置与部署位置之间的运动期间既可以旋转也可以平移，而扩散器本体101的后边缘处的点在收起位置与部署位置之间的运动期间仅可以平移，例如仅竖向地线性移动。这样的运动可以在下述情况下实现：例如，在图4的安装机构中，连接臂31刚性地附接至支撑臂12以及第一副连杆臂21和第四副连杆臂24两方，或者实际上连接臂被完全省去并且支撑臂12直接连接至第一副连杆臂21和第四副连杆臂24的枢转连接部30。主动扩散器机构10的所有此类替代性构型均在本发明的范围内。

图14示出了根据本发明的实施方式的主动扩散器机构200。扩散器机构包括扩散器本体204，扩散器本体204通过安装支架19借助于第一连杆装置联接至车辆202的车身。扩散器本体204绕弧线208的绕箭头206的运动由扩散器本体204绕下部枢轴点212的旋转210提供，下部枢轴点212联接在扩散器本体的前边缘218附近并且联接至车辆202的车身。扩散器构造成从收起位置214以可返回的方式平移至部署位置216。在平移至部署位置216期间，扩散器本体204的前边缘218沿向前方向220移动。这是有利的，因为扩散器本体204用于减小扩散器本体204的前边缘218与其他车辆部件、例如如图9至图12中所示的车辆1002的下侧表面的由图14中的线240示出的后边缘之间的空气动力学间隙。

扩散器本体的运动由安装机构实现，该安装机构包括连杆机构和位于枢轴点212处的联接件，该连杆机构包括通过枢轴226以可枢转的方式联接至曲柄臂228的驱动器臂222，曲柄臂228又通过枢轴230以可枢转的方式联接至扩散器本体204。驱动器臂222通过安装支架19联接至车辆202的车身。驱动器臂的如由箭头232指示的旋转引起曲柄臂和驱动器臂相对于彼此的如由箭头234指示的旋转。该旋转扩大了第一连杆的竖向距离并驱动扩散器本体204远离安装板19。将理解的是，该指示的运动将主动扩散器组件部署至部署位置216，使得反向运动将主动扩散器收起至收起位置214。

图15示出了处于收起位置214和部署位置216的主动扩散器机构。说明性箭头244和246指示在部署期间扩散器本体204的前边缘218的向前运动。特别地，在收起位置214中在前边缘218处截取的线242与指示前向车辆部件的后边缘的线240之间的距离244减小至在部署位置中指示前向车辆部件的后边缘的线240与在扩散器本体204的前边缘218处截取的线248之间的距离246。

在本发明的实施方式中，前述控制系统与上述图14和图15的扩散器一起使用。

尽管在主动扩散器机构10的上述实施方式中，致动器28是旋转致动器，但是在本发明的范围内意在可以提供致动器的替代性构型，致动器的替代性构型可以是与旋转致动器相反的线性致动器，并且可以包括电动致动器、液压致动器或气动致动器。

将理解的是，在不背离本申请的范围的情况下，可以对本发明做出各种变型和改型。

Claims (19)

1.一种用于车辆的主动扩散器机构，所述主动扩散器机构包括：

安装机构，所述安装机构用于将扩散器本体连接至车辆的车身，使得所述扩散器本体能够在收起位置与部署位置之间移动，相比于在所述收起位置中，所述扩散器本体的气流表面在所述部署位置中距所述车辆的车身间隔更远；

其中，所述安装机构包括：

连杆机构，所述连杆机构构造成使所述扩散器本体从所述收起位置以可返回的方式移动至所述部署位置；

以及靠近于所述扩散器本体的前边缘的联接装置，所述联接装置构造成使得所述扩散器本体的所述前边缘在从所述收起位置向所述部署位置移动期间沿向前方向移动。

2.根据权利要求1所述的主动扩散器机构，其中，靠近于所述扩散器本体的所述前边缘的所述联接装置相对于所述扩散器本体的所述前边缘偏移。

3.根据权利要求1所述的主动扩散器机构，其中，靠近于所述扩散器本体的所述前边缘的所述联接装置包括枢轴。

4.根据权利要求1所述的主动扩散器机构，其中，靠近于所述扩散器本体的所述前边缘的所述联接装置包括连杆装置，所述连杆装置包括多个枢转连杆臂，其中，所述连杆臂的枢转轴线都平行于彼此延伸，并且其中，所述多个枢转连杆臂都位于平行平面中并且能够在所述平行平面中移动，其中，所述联接装置构造成与所述扩散器本体形成四杆连杆机构，使得所述扩散器本体包括所述四杆连杆机构的第一连杆臂，第二连杆臂在所述扩散器本体的所述前边缘的区域中枢转地连接至所述第一连杆臂，并且第三连杆臂在所述扩散器本体的后边缘的区域中枢转地连接至所述第一连杆臂。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的主动扩散器机构，其中，所述连杆机构包括珀塞利埃连杆机构，所述珀塞利埃连杆机构能够在所述扩散器本体的后边缘的区域中连接至所述扩散器本体，并且所述珀塞利埃连杆机构能够连接至所述车辆的车身。

6.根据任一前述权利要求所述的主动扩散器机构，包括致动器，所述致动器联接至所述安装机构并能够操作成使所述扩散器本体在所述收起位置与所述部署位置之间移动。

7.根据权利要求6所述的主动扩散器机构，其中，所述致动器包括旋转致动器，所述旋转致动器具有驱动轴和从所述驱动轴延伸并连接至所述安装机构的驱动臂。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的主动扩散器机构，包括冲击保护机构，所述冲击保护机构设置在所述扩散器本体与所述致动器之间，并且所述冲击保护机构构造成吸收从所述扩散器本体的冲击传递来的冲击力以防止对所述致动器的损坏。

9.根据权利要求8所述的主动扩散器机构，其中，所述冲击保护机构包括设置在所述致动器与所述安装机构之间的离合器。

10.根据权利要求9所述的主动扩散器机构，其中，所述冲击保护机构包括设置在所述扩散器本体与所述致动器之间的阻尼器。

11.根据权利要求6至10中的任一项所述的主动扩散器机构，其中，所述致动器联接至所述连杆机构的驱动器臂。

12.一种主动扩散器组件，包括扩散器本体和根据权利要求1至11中的任一项所述的主动扩散器机构，其中，所述扩散器本体包括后表面，所述后表面从所述扩散器本体的后边缘延伸，并且所述后表面构造成在使用中当所述扩散器本体处于所述部署位置时在所述车辆的车身与所述扩散器本体的所述后边缘之间延伸。

13.根据权利要求12所述的主动扩散器组件，其中，所述扩散器本体包括侧表面，所述侧表面从所述扩散器本体的侧边缘延伸，并且所述侧表面构造成在使用中当所述扩散器本体处于所述部署位置时在所述车辆的车身与所述扩散器本体的所述侧边缘之间延伸。

14.根据权利要求12或权利要求13所述的主动扩散器组件，其中，所述后表面和/或所述侧表面能够折叠，使得当所述扩散器本体移动到所述收起位置中时，所述后表面和/或所述侧表面折叠。

15.一种主动扩散器系统，包括：

根据权利要求1至11中的任一项所述的主动扩散器机构；

控制器，所述控制器连接至所述致动器并配置成控制所述致动器的操作；以及

至少一个传感器，所述至少一个传感器配置成检测所述车辆的至少一个操作参数并向所述控制器提供指示检测到的参数的信号；

其中，所述控制器配置成根据接收到的信号控制所述致动器的操作。

16.根据权利要求15所述的主动扩散器系统，其中，所述至少一个传感器包括速度传感器，并且所述控制器配置成当接收到指示车辆速度超过第一阈值的信号时操作所述致动器以将所述扩散器本体移动到所述部署位置中，可选地，其中，所述至少一个传感器包括速度传感器，并且所述控制器配置成当接收到指示车辆速度小于第二阈值的信号时操作所述致动器以将所述扩散器本体移动到所述收起位置中。

17.一种车辆，包括：

车身；以及

根据权利要求1至11中的任一项所述的主动扩散器机构、根据权利要求12至14中的任一项所述的主动扩散器组件和/或根据权利要求15或16中的任一项所述的主动扩散器系统。

18.根据权利要求17所述的车辆，包括底架，并且其中，在所述部署位置中，所述扩散器本体的前边缘在所述车辆的纵向方向上距所述底架的相邻后边缘小于10mm。

19.根据权利要求17或权利要求18所述的车辆，包括底架，并且其中，在所述部署位置中，所述扩散器本体的前边缘在竖向方向上与所述底架的相邻后边缘的高度齐平或者设置在所述底架的相邻后边缘的高度上方，可选地，其中，

在所述部署位置中，所述扩散器本体的前边缘与所述底架的相邻后边缘共面，或者在平面角度上相差小于2度，并且/或者

所述扩散器本体的最低部分位于从车辆后轮沿切向向后延伸而与所述车辆的车身的后部的最低点相交的线上或上方。

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