DE102004045374A1

DE102004045374A1 - Strömungsdach für Cabriolets

Info

Publication number: DE102004045374A1
Application number: DE200410045374
Authority: DE
Inventors: Lorenz Dipl.-Ing. Wohlbold (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Wohlbold Lorenz 71116 Gaertringen De
Priority date: 2004-09-18
Filing date: 2004-09-18
Publication date: 2006-03-23

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches ein versenkbares Fahrzeugdach aufweist. Das Fahrzeug (1) weist in einem Dach-Querholm (3) der Karosserie zumindest eine Luftaustrittsöffnung (5) auf, aus welcher eine Luftströmung (6) austritt, wenn das Fahrzeugdach sich in einer geöffneten Stellung befindet, um strömungstechnisch und/oder klimatechnisch eine Trennschicht zwischen der Fahrgastzelle (2) und der Umgebung (8) auszubilden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugdach, welches zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung überführbar ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren, welches bei einem solchen Fahrzeug zum Einsatz kommt.

Bei Fahrzeugen, die ein Fahrzeugdach aufweisen, welches zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung überführbar ist, sogenannte Cabriolets, ist es oftmals von den Führern des Fahrzeugs gewünscht, das Fahrzeug mit dem Fahrzeugdach in seiner geöffneten Stellung zu fahren, selbst wenn die äußeren Witterungsbedingungen, vor allem hinsichtlich der Umgebungstemperatur und eventuell auftretendem leichten Regen, ein Fahren mit geöffnetem Fahrzeugdach prinzipiell nicht zulassen würden.

Cabriolets gibt es in Ausführungen entweder mit Stoffverdecken oder versenkbaren Harttops. In den Fällen, in welchen das Fahrzeug mit geöffnetem Fahrzeugdach gefahren wird, kommt es oftmals vor, dass Windverwirbelungen, vor allem im hinteren Bereich der Kopfstützen, bei kälterer Umgebungstemperatur, welche sich durch die Fahrtgeschwindigkeit im Allgemeinen erhöht, den Fahrern unangenehm erscheinen, obwohl bei ausreichendem Sonnenschein das Fahren mit geöffnetem Verdeck gewünscht ist.

Darüber kann es oftmals vorkommen, dass bei einem plötzlichen Wetterumschwung Regen einsetzt und das Fahrzeugdach nicht unmittelbar in die geschlossene Stellung überführt werden kann, da das Fahrzeug mit einer sehr hohen Fahrgeschwindigkeit unterwegs ist.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, den Komfort der Fahrzeuginsassen bei den oben genannten Bedingungen zumindest kurzzeitig zu erhöhen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6.

Der Kern der Erfindung liegt demzufolge darin, bei einer geöffneten Stellung des Fahrzeugdachs eine Luftströmung künstlich zu erzeugen, welche mit einem Strömungsprofil, das im Wesentlichen dem Konturverlauf des Fahrzeugdaches in seiner geschlossenen Stellung entspricht, über die Fahrzeuginsassen hinweg ausströmt. Diese Luftströmung soll diesen Konturverlauf zumindest bis hinter die Kopfstützen der Fahrzeugsitze aufrechterhalten.

Hierzu ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, dass in einem Dach-Querholm der Karosserie im Bereich der Windschutzscheibe zumindest eine Luftaustrittsöffnung vorgesehen ist, aus welcher die Luftströmung mit dem gewünschten Strömungsprofil austritt. Hierbei wird die für die Erzeugung dieser Luftströmung erforderliche Luft zumindest über eine A-Säule der Karosserie von einem separat, beispielsweise in dem Motorraum des Fahrzeugs, vorgesehenen Gebläse zugeführt.

Die Luftaustrittsöffnung erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Breite des Dach-Querholms, um zu gewährleisten, dass die Luftströmung in einem Strömungsprofil austritt, welches sich ebenfalls über nahezu die gesamte Breite des Fahrzeugs erstreckt.

Eine derartige Luftströmung, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit aus dem Dach-Querholm ausströmt, erzeugt strömungstechnisch eine Trennschicht zwischen der Fahrgastzelle des Fahrzeugs und der Umgebung.

Dies führt dazu, dass durch das Fahren selbst hervorgerufene Verwirbelungen im Bereich der Kopfstützen sich nicht so bemerkbar machen können, da die zusätzliche Strömung zu der durch das Fahren hervorgerufenen Luftströmung ein Mitführen dieser Verwirbelungen verursacht und diese dadurch abschwächt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Luftaustrittsöffnung in dem Dach-Querholm so ausgebildet, dass die Luftströmung in mehreren parallelen Schichten ausströmt. Dies hat den Vorteil, dass strömungstechnisch eine wesentlich bessere Trennschicht ausgebildet werden kann.

Mit anderen Worten, die so hervorgerufene Luftströmung bildet ein "virtuelles" Fahrzeugdach aus, welches im Bereich gewisser Fahrzeuggeschwindigkeiten effektiven Schutz vor Verwirbelungen bietet.

Darüber hinaus ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Temperatur dieser Luftströmung in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur eingestellt wird.

Hierfür ist eine Sensorik im Fahrzeug vorgesehen, welche mehrere Parameter ermittelt, beispielsweise die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, die aktuelle Umgebungstemperatur sowie den Zustand, ob es regnet und in welcher Dichte es regnet und letztendlich bei einem Fahrzeugstopp die jeweilige Stellung des Fahrzeugdaches.

Grundgedanke hinter einer solchen Sensorik, die mit einer entsprechenden Steuereinheit für das Gebläse kooperiert, liegt darin, dass die Geschwindigkeit, die Temperatur und/oder die Art der Luftströmung in Abhängigkeit der vorgenannten Parameter einstellbar ist.

So kann gemäß der Erfindung zwischen unterschiedlichen Betriebsmodi unterschieden werden.

Zum einen soll die erfindungsgemäß erzeugte Luftströmung als Verwirbelungsschutz dienen. Daher ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Geschwindigkeit der austretenden Luftströmung und gegebenenfalls die Art dieser Luftströmung in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird. Um einen effektiven Schutz zu bieten, steigt die Geschwindigkeit der Luftströmung proportional mit der Fahrzeuggeschwindigkeit an.

Zum anderen wird in einem weiteren Betriebsmodus die Temperatur dieser Luftströmung gezielt eingestellt, um eine Temperaturtrennschicht zwischen der Fahrgastzelle des Fahrzeugs und der Umgebung auszubilden.

Sinn dieser Temperaturtrennschicht ist es, in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur den Komfort der Insassen, was das Temperaturempfinden angeht, welches insbesondere bei Verwirbelungen beim Fahren mit geöffnetem Fahrzeugdach von diesen intensiver empfunden wird, abzuschwächen.

So ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, die Temperatur der austretenden Luftströmung mittels einer Warmluft zu erzeugen, wenn eine kalte, beziehungsweise kühlere, Umgebungstemperatur vorherrscht. Im Gegenzug ist es dann vorgesehen, die Luftströmung mit Hilfe einer klimatisierten, vorzugsweise trockenen, Luft zu erzeugen, wenn eine erheblich wärmere Umgebungstemperatur vorherrscht.

Es ist bekannt, dass eine künstlich erzeugte Luftströmung ab einer bestimmten Geschwindigkeit Regentropfen davon abhalten kann, diese Luftströmung zu durchqueren, da die Regentropfen schlichtweg von der Luftströmung mitgetragen werden.

Auf Basis dieses Vorgangs ist ein dritter Betriebsmodus gemäß der Erfindung vorgesehen, wenn einsetzender Regen mit einer gewissen Stärke durch einen Regendetektionssensor detektiert wird. Hierfür ist es vorgesehen, dass die Geschwindigkeit der austretenden Luftströmung im umgekehrten Verhältnis zu einer sinkenden Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt. Das heißt, wenn der Fahrzeugführer bei einsetzendem Regen das Fahrzeug verlangsamt, um letztendlich das Fahrzeugdach in seine geschlossene Stellung überführen zu können, wird aus der Luftaustrittsöffnung im Dach-Querholm eine Luftströmung mit einer solchen Geschwindigkeit ausgeströmt, die in Abhängigkeit der Dichte des eintretenden Regens ein Eindringen von Regentropfen in die Fahrgastzelle so lange verhindert, indem diese mit der Luftströmung mitgeführt werden, bis das Fahrzeugdach letztendlich in die geschlossene Stellung überführt wurde. So lässt sich ein ausreichender Insassenschutz vor Nässe bewerkstelligen.

Darüber hinaus ist jedoch eine solche künstlich erzeugte Luftströmung auch bis zu einer gewissen Fahrgeschwindigkeit in der Lage, leichten Nieselregen vollständig von der Fahrgastzelle abzuhalten, selbst wenn das Fahrzeugdach nicht geschlossen wird und die Fahrzeuginsassen wünschen, trotz der Witterungsverhältnisse weiter bei geöffnetem Fahrzeugdach zu fahren.

Die Erfindung wird mit einem Verfahren realisiert, welches die vorhergehend genannten Bedingungen umsetzt.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsform verdeutlicht werden.
Dabei zeigen:
1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des Fahrzeugs mit einer Fahrgastzelle; und
2 das Fahrzeug mit geöffnetem Fahrzeugdach und schematisch angedeuteter Luftströmung.
In 1 ist schematisch ein Fahrzeug 1 in perspektivischer Ansicht gezeigt, wobei ausschnittsweise die Fahrgastzelle 2 gezeigt ist.
Das Fahrzeug 1 ist ein Cabriolet und das hier nicht gezeigte Fahrzeugdach befindet sich in seiner geöffneten Stellung, welches im Heckbereich des Fahrzeugs 1 versenkt ist.
Das Fahrzeugdach wird in seiner geschlossenen Stellung an einem Dach-Querholm 3 der Karosserie verankert, welches die Windschutzscheibe mit den beiden A-Säulen 4 einschließt. In dem Dach-Querholm 3 ist über dessen gesamte Breite eine Luftaustrittsöffnung 5 vorgesehen.
Aus dieser Luftaustrittsöffnung 5 strömt im Wesentlichen über die gesamte Breite des Fahrzeugs 1 eine Luftströmung 6 aus.
Wie in 2 zu erkennen ist, weist die aus der Luftaustrittsöffnung 5 austretende Luftströmung 6 ein Strömungsprofil auf, welches sich an den Verlauf der Kontur des Fahrzeugsdachs in seiner geschlossenen Stellung anlehnt.
Hierzu strömt die Luftströmung 6 mit einer solchen Geschwindigkeit aus, dass sie in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit die Ausbildung einer solchen strömungstechnischen Trennschicht mit einem derartigen Strömungsprofil ausbildet.
Dies wird mit einem separaten Gebläse 7 in dem Motorraum bewerkstelligt, welches die Luft über die A-Säulen 4 zu der Luftaustrittsöffnung 5 zuführt.
Mit Hilfe einer hier nicht gezeigten Sensorik, welche mit einer Steuereinheit zusammenwirkt, lässt sich die Temperatur, die Geschwindigkeit und gegebenenfalls die Art der Luftströmung 6 in Abhängigkeit von mehreren Parametern einstellen, wie beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Umgebungstemperatur, der Stellung des Fahrzeugdachs, wenn dieses sich im Schließprozess befindet und gegebenenfalls der Zustand, ob es beginnt, zu regnen.
Es lässt sich gemäß der Erfindung auch die Temperatur dieser Luftströmung 6 einstellen, um in Abhängigkeit der Temperatur der Umgebung 8 zusätzlich zu einer strömungstechnischen Trennschicht auch eine klimatische Temperaturtrennschicht auszubilden, welche den Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Fahrgastzelle 2 minimiert.
In der 2 lässt sich erkennen, dass eine entsprechende strömungstechnische Trennschicht als "virtuelles" Fahrzeugdach mit einer gewissen Strömungsgeschwindigkeit das Eindringen von Regentropfen in die Fahrgastzelle 2 einerseits und das Auftreten von Verwirbelungen im Kopfstützenbereich andererseits, welche durch die Fahrzeuggeschwindigkeit hervorgerufene Luftströmung entstehen, verhindert werden können.

Claims

Fahrzeug (1) mit einem an einem Dach-Querholm (3) der Windschutzscheibe verankerbaren Fahrzeugdach, welches zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Luftaustrittsöffnung (5) in dem Dach-Querholm (3) vorgesehen ist, welche so ausgebildet ist, dass bei geöffneter Stellung des Fahrzeugdachs eine Luftströmung mit einem Strömungsprofil (6) austritt, welches im Wesentlichen dem Konturverlauf des Fahrzeugdaches in seiner geschlossenen Stellung entspricht.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftaustrittsöffnung (5) so ausgebildet ist, dass die Luftströmung (6) in mehreren parallelen Schichten ausströmt.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft von einem Gebläse (7) über beide A-Säulen (4) der Karosserie zu der Luftaustrittsöffnung (5) im Dach-Querholm (3) zugeführt wird.
Fahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, die mit einer Sensorik zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit, zur Ermittlung der Umgebungstemperatur, zur Bestimmung der Stellung des Fahrzeugdaches und/oder zur Detektion von Regen zusammenwirkt.
Fahrzeug (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit die Geschwindigkeit, die Temperatur und/oder die Art der Luftströmung in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Stellung des Fahrzeugdaches und/oder in Abhängigkeit davon regelt, ob es regnet.
Verfahren zur Erzeugung einer Luftströmung bei einem Fahrzeug (1), mit einem Fahrzeugdach, welches zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffnetem Fahrzeugdach die Luftströmung mit einem Strömungsprofil (6) ausströmt, welches im Wesentlichen dem Konturverlauf des Fahrzeugdaches in seiner geschlossenen Stellung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet; dass die Temperatur der Luftströmung (6) in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet; dass unter Ausbildung einer Temperaturtrennschicht zwischen einer Fahrgastzelle (2) des Fahrzeugs (1) und der Umgebung (8) bei kalter Umgebungstemperatur Warmluft und bei warmer Umgebungstemperatur klimatisierte, trockene Luft ausströmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Luftströmung (6) proportional zu einer steigenden Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, das die Geschwindigkeit der Luftströmung (6) umgekehrt proportional zu einer sinkenden Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, wenn Regen detektiert wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit und/oder die Art der Luftströmung (6) in Abhängigkeit der Regendichte geregelt wird.