CN107792193A - 用于选择性控制风噪声、风扰动、积雪和水分的主动车辆支柱装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种与靠近诸如挡风玻璃的车窗的支柱一起使用的装置。该装置包括靠近支柱定位的成型部，成型部在展开状态下形成通道用于从车辆挡风玻璃接收水分，或在打开单个车窗时用于降低风扰动的影响。致动器可与成型部相关联，用于激活成型部的未展开状态以降低风噪音的影响。

Description

用于选择性控制风噪声、风扰动、积雪和水分的主动车辆支柱 装置

技术领域

本文总的来说涉及机动车辆领域，并且更具体地，涉及一种车辆中的主动支柱，以根据驾驶状况或驾驶员偏好来选择性地提供用于风噪声、风扰动、积雪或水分的控制。

背景技术

用于支撑挡风玻璃的车辆前支柱或“A”柱的设计一般提供用于水分控制的措施。例如，期望能确保由挡风玻璃雨刮器推向支柱的水分可防止聚集起来或回退至挡风玻璃的可视部分或能够以其他方式恰当地导离。这可通过在支柱和挡风玻璃之间的空间中进行策略性设计和覆盖物(比如，成型部)的放置来实现。

虽然关于这方面在之前的方法中可有效地适当控制水分，但这些装置涉及复杂的结构构型，且会导致风噪声的增加，尤其是在高速行驶时。通过试图以永久方式减少轮廓来考虑风噪声，会折衷覆盖物在水分控制方面的有效性。同样，提供用于水分控制的固定通道会由于挡风玻璃雨刮器推向支柱和在固定通道中聚集而不期望地产生积雪，这基本上形成了障碍。当车窗降下时，平行于车辆行进方向的气流还可导致过度的风振动(也称作风扰动)，这在最大程度上是期望被避免的。

因此，需要一种车辆支柱装置，其可在车辆使用期间适应遇到的不同状况，无论是在感测到状况还是在驾驶员偏好的情况下都能够自动适应。例如，支柱应该能够在出现水分时对其进行处理，还可适于当在驾驶期间出现时降低风噪声、风扰动或有助于防止积雪(冰)。该装置能够容易地且相对便宜地在已有车辆设计上实施而没有显著的改变，因此潜在地可实现改造应用。

发明内容

根据本文描述的目的和益处，一种与靠近挡风玻璃的车辆支柱一起使用的装置包括用于沿支柱定位的成型部。成型部在展开状态下形成通道或壁，比如用于接收并导离聚集在其中的来自车辆挡风玻璃的水分。当不需要或不期望水分控制时，柔性致动器与成型部相关联，用于激活成型部的未展开状态以降低风噪音的影响，比如通过隐蔽通道。

在一个实施例中，柔性致动器包括：用于移动成型部以在充气时露出通道并在放气时隐蔽通道的囊体。在另一个实施例中，柔性致动器包括用于定位在通道中的囊体。在另一实施例中，柔性致动器包括与成型部连接的双金属条。

柔性致动器可以适于在与车辆行进方向对齐的方向中移动成型部。成型部可以包括用于至少部分定位在支柱上方的贴花。成型部可以包括用于接合挡风玻璃的悬垂部，悬垂部在成型部的展开状态下形成通道的至少一个侧边。

根据本公开的另一方面，提供了一种与靠近挡风玻璃的车辆支柱连接使用的装置。该装置包括靠近支柱定位的成型部，成型部具有：提供通道用于接收来自挡风玻璃的水分的展开状态、以及用于降低风噪声的影响的未展开状态。可旋转致动器用于使成型部呈现展开状态或未展开状态。

在一个实施例中，可旋转致动器包括：用于在与车辆行进方向对齐的方向中接合和移动成型部的凸轮。成型部可以包括用于至少部分覆盖支柱的贴花。贴花可以包括由可旋转致动器致动用于露出或打开通道的至少一部分。

在该实施例或其他实施例中，贴花的该至少一部分包括：用于将水分引导至通道的开口、以及用于响应于致动器而选择性覆盖开口的第二部分。可旋转致动器可以适于相对于第一部分旋转贴花的第二部分。可旋转致动器还可以布置成相对于支柱旋转成型部。

根据本公开的再一方面，提供了一种与靠近挡风玻璃的车辆支柱连接使用的装置。该装置包括靠近支柱定位的成型部，成型部具有安装成用于沿第二部分在展开状态和未展开状态之间往复滑动的第一部分，其中在展开状态下，成型部的第一部分包括用于接收并将水分导离支柱的开口，并且在未展开状态下，成型部的第二部分阻挡开口以降低风噪声的影响。致动器设置成相对于第一部分移动成型部的第二部分。致动器可以包括用于相对于第二部分旋转第一部分的可旋转致动器，或者用于相对于第二部分移动第一部分的线性致动器。

在如下的说明书中，示出和描述了主动支柱装置的若干实施例。应当意识到，在不背离以上所述的主动支柱装置以及以下所述的权利要求的情况下，该装置能够是其他不同的实施例并且它的细节能够在各种、明显的方面修改。因此，附图和描述在性质上应该被认为是示例性的而非限制性的。

附图说明

结合于此并且形成为说明书的一部分的附图，示出了主动支柱装置的若干方面并与文字说明一起用于解释其中的特定原理。在附图中：

图1是可从本公开的各方面中获益的客车形式的车辆的侧视图；

图2是车辆的一部分的放大部分剖视图，该车辆包括用于支撑挡风玻璃和相关联的成型部的支柱；

图3是根据本公开的支柱装置的俯视示意图；

图4和图5是根据本公开的一个方面的处于未展开构造和展开构造的主动支柱装置的俯视示意图；

图5a是示出用于致动主动支柱的装置的示意图；

图6和图7是根据本公开的另一方面的处于未展开构造和展开构造的主动支柱装置的俯视示意图；

图7a是示出用于致动主动支柱的装置的示意图；

图8和图9是根据本公开的另一方面的处于展开构造和未展开构造的主动支柱装置的俯视示意图；

图10和图11是根据本公开的另一方面的处于未展开构造和展开构造的主动支柱装置的俯视示意图；

图12和图13是根据本公开的另一方面的处于未展开构造和展开构造的主动支柱装置的俯视示意图；

图14至图14a以及图15至图15a是根据本公开的另一方面的处于未展开构造和展开构造的主动支柱装置的主视示意图和俯视示意图；

图16和图17是根据本公开的另一方面的处于未展开构造和展开构造的主动支柱装置的俯视示意图；

图18和图19是根据本公开的再一方面的主动支柱装置的剖视立体图和沿线B-B截取的截面图；

图20、图21和图21a是根据本公开的另一方面的处于展开构造和未展开构造的主动支柱装置的俯视示意图和侧视图；

图22和图23是根据本公开的另一方面的处于未展开构造和展开构造的主动支柱装置的俯视示意图；

图24和图25是根据本公开的另一方面的处于未展开构造和展开构造的主动支柱装置的俯视示意图；

图26和图27是根据本公开的另一方面的处于未展开构造和展开构造的主动支柱装置的俯视示意图；以及

图28是包括表格的示意图，该表格示出了主动支柱装置可能的操作状态。

现详细地参照附图以描述主动支柱装置的当前优选实施例，其实例在附图中示出。

具体实施方式

现在参考图1、图2和图3，其示出了包括挡风玻璃W的车辆V，挡风玻璃在一侧通过形成车辆一部分的支柱P支撑。在所示实施例中，提供以成型部10为形式的覆盖物来定位在挡风玻璃W和支柱P之间的空隙或空间S中，在其相对侧上是车辆前车门D的框架。如图3所示，其为沿图2中的线A-A截取的截面示意图，其中成型部10可在一端10a连接至支柱P，且可在相对端或自由端10b处在挡风玻璃W的上方延伸(但是应该了解，其可与车辆的其他部分上的车窗连接使用，比如车门D)。

在一些情况下，如图3所示，该相对端10b可与挡风玻璃W隔开一定的距离Z，考虑到一般配置的支柱P和挡风玻璃的倾斜、弯曲或呈角度性质，该距离可沿挡风玻璃的高度变化。在该情况下，成型部10可包括与挡风玻璃W形成密封的悬垂部分10c或唇缘，其与自由端10b一起可在某些条件下作为主动控制形成通道C，用于接收和引导(或导引)在其中收集的远离挡风玻璃W的暴露表面的流体(比如，在车辆V行驶期间遭遇的倾斜和风力产生)。

根据本公开的一个方面，成型部10可用来使相关联的支柱P主动作用，从而提供改善的水分控制的级别并依据遇到的情况来降低风噪声的影响。在图4所示示例中，其示意性示出了沿图2中线A-A截取的截面，可通过致动器12(也参见图5a)来提供激活作用，致动器是柔性的并且设置成用于使成型部10在展开和未展开状态之间移动。在图4中，柔性致动器12采用可充气囊体14的形式，其位于成型部10和支柱P之间的空隙或空间中。因此，如图所示，当囊体14收缩时，成型部10由于自身材料特性的作用可呈现折叠或松弛的状态，沿其前表面呈现出圆形或其他空气动力学形状。这倾向于降低遇到风时产生的噪声，并允许积累在相邻的挡风玻璃W上的积雪或冰的释放。

当存在相当量或过多的水分使得需要控制时，相关联的泵17可使得囊体14充气(气动或液压)，如图5所示。作用在成型部10上产生的力使其改变形状和/或位置以使其对降低来自风的噪声级别具有较低的便利性，但是更好地适于处理水分的存在(比如通过使成型部10移动远离挡风玻璃W并露出通道C用于接收和传递水分)。在该构造中，成型部10还可在车窗打开时能够更好地降低风扰动(wind throb)的发生率。

如图5a所示，水分的存在可通过使用与用于控制泵17的致动器12相关联的传感器16来自动检测。传感器16可适于感测水分、提供温度的指示(区分下雨还是下雪)、感测车辆状况(比如车速或车窗是否下降)、前述任何的组合、其他有关是否激活支柱改变构造的决定的参数。例如，囊体14的控制还可作为激活挡风玻璃雨刮器的结果(因而指示存在雨水)或以其他方式基于遇到或所需状况而通过车辆操作者来指示。

参考图6和图7，致动器12还可采用可旋转结构的形式，比如凸轮20，其可设置成选择性地接合成型部10以产生如上所述相同的移动。具体地，凸轮20可适于在一个位置(图7)处接合成型部10，且在第二位置(图6)处与其分离。在所示实施例中，凸轮20的截面为椭圆形或卵形结构(但可采用其他形式)。凸轮20可与动力设备连接，比如旋转电机18，用于使其在成型部10、支柱P和挡风玻璃W之间的空间内移动或旋转。

在凸轮20的一个定向上，如图6所示，成型部10是松弛的以呈现第一亲风或减噪构造。当以任一方向旋转时，凸轮20’使得成型部10’呈现第二构造，从而更好地导离水分。另外，可根据需要或根据驾驶状况或驾驶员偏好重复操作。如图7a所示，如上所述的传感器16可用来检测周围状况并控制电机18以使凸轮20移动露出通道C，从而使成型部10运作或激活。

图8和图9的实施例在一些方面上类似于图3和图4中的实施例，其中其包括柔性致动器12，比如可充气囊体14。然而，在该实施例中，囊体14设置成在第一展开构造中基本上填充成型部10和挡风玻璃W之间的空隙或通道C，如图9所示，其将倾向于不透水并减少产生的风噪声量。当存在或检测到水分时或前车窗打开时，囊体14’失效(未充气，如图8所示)以呈现成型部10的第二未展开构造。这会露出通道C用于接收任何水分并有助于将其导离挡风玻璃W，并还可有助于降低风扰动的影响。如上所述，可根据需要或必要来重复该操作，以实现控制水分、风噪声、风扰动(当车窗降下时)或积雪的特定结果。另外，应了解，可修改所示装置(例如通过使成型部10或囊体14的引导面锥化)以进一步协助降低任何构造中的整体风噪声。

在图10和图11中，成型部10与致动器12相关联或被包括作为致动器的一部分，其不但是柔性的而且还能够基于应用条件的改变来呈现不同的构造。例如，致动器12可包括与成型部10相关联的双金属条26，当对其施加(比如来自电流源24)电流时双金属条会改变形状。在松弛构造中，如图10所示，装置是风阻的；但是当施加电流时，成型部10呈现主动构造以提供通道C用于水分控制并在车窗降下时改良风扰动性能。还可使用温度来改变作为致动器12的金属条26的形状，包括通过使用记忆型材料(比如镍钛诺)的方式。

图12和图13示出的成型部10可设置成以横向于挡风玻璃W的平面的方向来致动。具体地，致动器12以行进方向T来移动成型部10，以便延伸超过支柱P的外表面E或周界并且从外表面或周界突出。应了解，成型部10’以该方式的延伸有助于防止挡风玻璃W上的水分通过支柱P，且因此有助于形成延伸通道C用于在水分聚集时将其导离，并且还用于协助在车窗打开时降低风扰动。在图12的收缩构造10中，成型部10撤回至基本上与支柱P的表面平齐的位置。因而，提高了雪通过支柱P的引导面的能力，因此，有助于避免不期望的积雪，并从而可降低风噪声的影响。

该实施例中的致动器12可为上述公开的实施例中的任何一个或可采用其他形式。例如，致动器12可以为弹簧，其可加热伸展以引起成型部10的移动。致动器12还可包括可伸展材料，比如在湿润时增加尺寸并在干燥时减少尺寸的材料。还可使用电磁铁和螺线管来提供给所需致动。这些致动装置还可与成型部10的其他公开实施例连接使用，或以各种组合形式作为实现特定实施例的必要或所需。

本公开还可涉及贴花100形式的覆盖物或成型部，其可沿着或靠近支柱P来提供，用于有助于提供主动水分控制和风噪声的降低。在一个实施例中，如图14和图15所示，贴花100可包括第一和第二部分102、104用于至少部分覆盖支柱P，这些部分中的至少一个能够沿另一个(比如图14a中的覆盖部102)滑动。内部104包括一个或多个开口或通道，其采用狭槽106的形式。

应当了解，部分102、104的相对移动可通过致动器112来完成，比如通过旋转电机。该致动器112可安装在贴花100的顶部或底部或以其他方式沿着其安装，以引起相对移动而露出开口或狭槽106。狭槽106可因此接收流体并将其导离挡风玻璃W，比如通过内部通道C(参见图15a并注意贴花100’的位置)。除了旋转致动器，还可使用线性致动器以便部分102、104可沿彼此滑动(比如以大体垂直方向上下移动，但也可能在与挡风玻璃大体平行的平面中移动)，以露出开口用于使水分可在需要时抵达通道C，或阻挡该流动。

形成成型部10的贴花100还可提供为适于一起移动(比如在主动构造和折叠构造之间的旋转移动)或一者沿另一者(或二者)滑动的两个连接部件。因此，如图16和图17所示，贴花100可包括第一部分102，其适于至少部分覆盖支柱P并提供噪声降低或允许积雪通过挡风玻璃W。比如可通过致动器112来致动与第一部分102相关联或连接的第二部分104，以使得第一部分102旋转远离挡风玻璃W(注意箭头A)并从而形成通道C，用于接收挡风玻璃上的水分且有助于将其导离侧车窗(以允许部分车窗打开而不被弄湿)，并还可提供风噪声的降低。致动器112可再次沿贴花100安装以引起任一部件102、104的相对移动来在需要时激活改变的构造，或者因感测到的状况而自动激活。

现在一起参考图1、图18和图19，示出了具有主动水分控制的车辆支柱装置的进一步的实施例。在该实施例中，成型部10设有一个或多个开口，用于将气流传输至靠近挡风玻璃W的位置以有助于水分控制。具体地，成型部10可包括内部通道或通路10d，用于将气流传输至喷嘴10e形式的一个或多个出口，这些喷嘴可沿成型部从靠近发动机罩H的位置到挡风玻璃W的上部间隔开。

喷嘴10e可定向成以策略性路径(strategic path)(比如，以相对于成型部10的纵向轴线的向上角度)来喷射气流，用于以引导或导引挡风玻璃W上的流体，比如水分。这样的引导将远离成型部10并因此也远离支柱P。如流动箭头F所示，离开的气流可从以隐蔽的方式(比如在发动机罩H或翼子板R下方)沿车辆V的前部延伸的导管或风道L传输至通道10d，并可与和格栅G相关联的入口I连通。该情况下的致动器可为用于控制穿过成型部10的流动的阀(未示出)，其中气流对应于成型部10的展开构造且无气流对应于未展开构造。应了解，该装置还可以被动方式进行运作，从而气流可以总是穿过成型部10，使得支柱装置可因而持续保持活动。

另外，但可选地，通道或通路10d可靠近支柱或穿过支柱P延伸以将气流引导至与车辆侧边相关联的成型部10，比如沿车门D。该通道10d允许气流如箭头F所示离开通过一个或多个喷嘴10f，其设置成以大体垂直于车辆行进方向T的方向引导气流。该气流可破坏平行于行进方向T的流体流，比如风流，并因此有助于在只有一个车窗降下(可通过相关联的阀控制用于调节与车窗打开和关闭相呼应的气流或可持续活动)时降低风扰动的发生率。虽然所示成型部10为条带材料的形式，但是应了解，车门侧喷嘴10f可位于其他类型的成型部中，比如与侧面安装的后视镜相关联的安装件或“翼板”。

主动支柱装置可采用又一个形式。例如，在20和图21中，成型部10包括突起部10c，其在展开构造(10’)中时升起至横向于挡风玻璃W的平面的定向。成型部10因此从支柱P的表面或周界E伸出，并以所需方式形成通道C用于水分控制。在未展开构造中，如图21所示，突起10c可收缩至比如与挡风玻璃W的平面对齐并基本与支柱P平齐的方向，因而降低风噪声影响并促进积雪的流动。可通过旋转成型部10(注意箭头A)来实现激活，成型部10可被安装成用于旋转并且由致动器12(诸如步进电机等)致动，其进而可定位在成型部的顶部或底部(图21a)。

图22和图23示出的成型部10的形状可简单设定成在未展开定向中促进气流通过支柱P的上方，并随后被移动以露出通道C用于从挡风玻璃W接收水分。成型部10的形状还可根据需要来调整，比如具有C形截面的成型部，如图24和图25所示，或为不规则立体形状，如图22和图23所示，或为任何其他合适形式。此外，成型部10的移动可通过任何合适的致动器来控制，比如旋转电机(参见图21a)。

图26和图27示出的成型部10可以在第一未展开构造中凹入支柱P内，且可被致动来以主动构造(10’)从支柱的表面E伸出。该主动构造形成通道C用于将水分带走。该实施例中的致动可以本文所述的任何方式来实现，包括通过使用可充气囊体、选择性控制的气流、电机等。

应当了解，可根据驾驶员设置(即，一方面是否未展开或“平齐”，或者另一方面为是否展开)来实现支柱装置的激活或可自动完成该操作。如图28的表格所示，自动激活可涉及控制器200的使用，其通过比如调整成型部10的位置来用于控制支柱装置，以基于现存状况来实现所需结果。如图所示，该状况可包括例如环境温度的确定、挡风玻璃雨刮器是否打开、是否只有一个车窗打开、车辆何时以大于特定速度的速度行驶、或任何这些的组合。随后可基于选定状况来控制是否展开成型部10或贴花100，如图所示以努力提供有效的水分控制，同时降低风噪声并也考虑积雪问题(如果存在或进入考虑范围)。同样，如果自动展开且需要降低噪声(比如用于在乘客舱室中交谈或倾听)，随后则可相应地通过覆盖自动设置来调整成型部10。应当了解，图28的表中的指示只提供用于说明目的，且如需要的话，可变化或改变来实现特定结果。

成型部10可由柔性、弹性材料形成，其在相关联车辆V的特别操作状况下可提供较长使用寿命。例如，其可由弹性体(例如橡胶)形成。替代地，成型部10可由复合材料(例如由弹性体覆盖的金属)形成。在成型部为贴花100形式的情况下，由于柔性的重要性可能较低，所以其可由更加刚性的材料制成，比如金属、塑料或其组合。

综上所述，根据本公开各种方面所述的主动支柱装置提供了多种益处。可使成型部10或贴花100呈现展开或未展开(平齐)状态，以如需要提供用于水分控制、或来降低风噪声、积雪或风扰动的影响。本文描述了各种形式的致动器12，包括可充气囊体14、双金属条26，甚至用于控制流向成型部10的气流的阀，但应当注意，其可采用任何合适的形式来实现所需主动控制。该装置还可自动或手动展开来满足车辆操作者的要求或需要。

提供上述内容的目的在于说明和描述。其意不在于穷尽说明或将实施方式限制在已公开的确定形式上。在上述教导下的多种修改和变型都是可能的。当根据权利要求的公平的、合法的、公正的宽度解释时，所有这些修改和变型落在所附权利要求的范围内。

Claims (17)

1.一种与靠近车辆挡风玻璃或车门框架的支柱一起使用的装置，包括：

靠近所述支柱定位的成型部，所述成型部在展开状态下形成通道或壁用于将水分导离所述支柱或者降低风扰动的影响；以及

与所述成型部相关联的柔性致动器，所述柔性致动器用于激活所述成型部的未展开状态用于降低风噪音的影响。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述柔性致动器包括：用于移动所述成型部以在充气时露出所述通道并在放气时隐蔽所述通道的囊体。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述柔性致动器包括用于定位在所述通道中的囊体。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述柔性致动器包括与所述成型部连接的双金属条。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述柔性致动器适于在与车辆行进方向对齐的方向中移动所述成型部。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述成型部包括用于至少部分定位在所述支柱上方的贴花。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述成型部包括用于接合所述挡风玻璃的悬垂部，所述悬垂部在所述展开状态下形成所述通道的至少一个侧边。

8.一种车辆，包括根据权利要求1所述的装置。

9.一种与靠近挡风玻璃的车辆支柱连接使用的装置，包括：

靠近所述支柱定位的成型部，所述成型部具有：提供通道用于将水分导离所述支柱的展开状态、以及用于降低风噪声的影响的未展开状态；以及

可旋转致动器，所述可旋转致动器用于使所述成型部呈现所述展开状态或所述未展开状态。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述可旋转致动器包括：用于在与车辆行进方向对齐的方向中接合和移动所述成型部的凸轮。

11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述成型部包括用于至少部分覆盖所述支柱的贴花，所述贴花包括由所述可旋转致动器致动用于打开所述通道的至少一部分。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述至少一部分包括：用于将水分引导至所述通道的开口、以及用于响应于所述可旋转致动器而选择性覆盖所述开口的第二部分。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述可旋转致动器适于相对于第一部分旋转所述贴花的所述第二部分。

14.根据权利要求9所述的装置，其中，所述可旋转致动器适于相对于所述支柱旋转所述成型部。

15.一种与靠近挡风玻璃的车辆支柱连接使用的装置，包括：

靠近所述支柱定位的成型部，所述成型部具有安装成用于沿第二部分在展开状态和未展开状态之间往复滑动的第一部分，其中在所述展开状态下，所述成型部的所述第一部分包括用于接收并将水分导离所述支柱的开口，并且在所述未展开状态下，所述成型部的所述第二部分阻挡所述开口以降低风噪声的影响；以及

致动器，所述致动器相对于所述第一部分移动所述成型部的所述第二部分。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述致动器包括用于相对于所述第二部分旋转所述第一部分的可旋转致动器。

17.根据权利要求15所述的装置，其中，所述致动器包括用于相对于所述第二部分移动所述第一部分的线性致动器。