CN110271396A - 用于车辆的车顶系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的车顶系统，该车辆在其车顶部分(2)中具有位于车辆内部上方的车顶开口(1)。车顶系统包括位于车顶开口中的透明面板(3)，以及用于将空气移入和/或移出车辆内部的通风系统(4)。通风系统包括空气引导通道(5)，其通过至少一个通风口(15、8)在车辆内部和周围环境之间引导空气。空气引导通道居中地装配在透明面板(3)下方，并且在车辆的纵向方向上延伸，基本上完全沿着面板(3)延伸，并且通过孔(22)至少沿着面板的大部分长度与内部连通。

Description

用于车辆的车顶系统

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的车顶系统，所述车顶系统在车顶部件中具有开口，所述车顶系统包括至少一个面板，所述至少一个面板是至少部分透明的。

背景技术

在某些车辆中，没有足够的空间用于可打开的天窗。不能实现用于机构的包装。示例是多种电动车辆(EV)的设计，其通常具有双门线条以降低Cw值，从而减少能量消耗并因此最大化车辆的行程。重量轻和最小的包装是实现这一目标的关键。在此种车顶概念中，可能的解决方案是将固定面板功能与智能玻璃(如可切换玻璃、IRR涂层、太阳能电池等)集成，并避免使用遮阳卷帘(rollo blinds)和玻璃机构。如果使用此种固定面板，则会丧失天窗的通风功能，因此需要找到解决方案以再次集成通风功能。

在EP 1 732 775中示出其一个示例，其示出了一种车辆，所述车辆具有带太阳能电池的车顶以及一种内置在车辆车顶的后部处的用于对机动车辆乘客舱进行通风和冷却的装置。

发明内容

本文提供的发明内容和说明书摘要是为了以简化的形式介绍一些概念，其在下面的具体实施方式中将进一步描述。发明内容和说明书摘要不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决背景技术中所述的任何或所有缺点的实现。

本发明的一个方面包括一种用于车辆的车顶系统，所述车辆在其车顶部分中具有位于车顶内部上方的车顶开口，车顶系统包括：

位于车顶开口中的至少一个面板，所述至少一个面板是至少部分透明的，

通风系统，其用于将空气移入和/或移出车辆内部，所述通风系统包括空气引导通道，该空气引导通道通过至少一个通风口在车辆内部和周围环境之间引导空气，

其中，空气引导通道居中地装配在透明面板下方，并且在车辆的纵向方向上延伸，优选地基本上完全沿着面板延伸，并且至少沿着面板的大部分长度与车辆内部连通。

由于该空气引导通道居中地装配在透明面板下方，因此通常偏离车辆内部的中心乘坐的车辆乘客不会感受到净空减少，同时可以允许空气引导通道沿着车辆内部的更大长度与车辆内部连通，特别是如果空气引导通道基本上沿着面板的整个长度延伸并且沿着该长度的大部分与车辆内部连通。

空气引导通道可以包括朝向车辆内部的多个孔，其中空气引导通道的孔例如沿着空气引导通道的长度分布，其中优选地，孔的尺寸和分布密度在远离至少一个通风口的方向上增加，孔优选地在空气引导通道的纵向方向上伸长，孔的长度可以沿着空气引导通道的长度在长度上变化以改变尺寸。

由于这些孔，空气沿着车辆内部的大部分长度被分配或排出，并且孔可以设计成使得空气流在车辆内部均匀地分布。

在一个实施例中，至少一个面板限定了空气引导通道的上边界。

允许面板形成通道的一部分最小化了系统和构建的包装的重量。

在另一个实施例中，空气引导通道独立于面板形成。

这提供了更大的设计自由度。例如，可以使面板可打开或可移除而不影响空气引导通道。

通风系统可以包括在通风口附近的位于空气引导通道中的鼓风机，但作为替代或附加，通风系统能够可连接到车辆的鼓风机。

通风口优选地位于车顶表面的平面内或平面下方，即不会干扰车辆车顶的流线型和外观。通风口可以位于至少一个面板的后方，并且是位于中央的通风口或基本上延伸至少一个面板的整个宽度的通风口。

然而，现在优选的是，通风口位于至少一个面板的前部处或前部附近，并且优选地是位于中央的通风口。

如果通风口位于前部处，则鼓风机通常也位于前部，并且这是有利的，因为面板前部中央处通常具有足够的空间。

空气引导通道可以包括在至少一个通风口中或其附近的阀，阀优选地是通风口中的可移动活瓣，所述可移动活瓣是例如通过车辆中的温度传感器或通过控制按钮而由致动器驱动和电子控制的，所述致动器例如为电动机。

在车辆被驱动并且车辆的空调或气温单元的内部气流被引导通过车辆的抽气机时，在此种情况下可能需要关闭阀。在由于外部温度低而没有冷气流准入内部的情况下，也可以关闭阀。可以在在行驶中或车辆静止状态下手动或自动接通通风系统的情况下打开阀。阀在鼓风机排出空气的方向上被操作到打开位置。

通风口可以基本上完全形成在面板中和其下方，然后可移动活瓣在其关闭位置中关闭面板中的开口，关闭的可移动活瓣的上表面与面板的上表面共面，使得可移动活瓣几乎不影响车顶的外观，特别是如果可移动活瓣的材料与面板的材料相同或看起来与面板的材料相同。

以这种方式，通风口可以容易地集成在车顶系统中，从而不需要车辆本身的变化来容纳通风口。

可移动活瓣优选地设置有以受控方式移动可移动活瓣的机构，并且所述机构一方面与可移动活瓣连接，并且另一方面与致动器连接，致动器、机构和鼓风机可以组合在模块中。

该模块还可以包括将鼓风机与通风口相连接和与空气引导通道相连接的空气管道。

在一个特定实施例中，通风系统包括两个鼓风机，每个鼓风机与其自身的空气引导通道连通，并且一个鼓风机将空气引入车辆内部，并且另一个鼓风机从车辆内部抽出空气。

以这种方式，可以在车辆内部实现强制循环。

在特定实施例中，空气引导通道具有设置有环境照明系统的外部，优选地包括直接照亮车辆内部的一个或多个光源，例如LED照明的光导条，和/或间接照亮内部的一个或多个光源。

面板可以包括向通风系统提供电力的太阳能电池，但是另外地或作为替代，通风系统可以使用来自车辆电池的电力。

车顶系统的面板可以包括以下层中的至少三层：

一层或两层玻璃层；

一层或多层透明或有色PVB层；

半透明PV层，其包含太阳能电池；

可变透光箔层。

面板还可以包括红外反射(IRR)涂层和/或低辐射(low-e)涂层。

附图说明

在下文中，将在参考附图的同时说明本发明的各方面，其中：

图1是车辆车顶的透视图，其具有根据本发明的车顶系统。

图2是从车辆内部的放大透视图，其示出了图1的车顶系统的通风系统，其中盖示出为处于移除位置。

图3是从前方看到的图2的面板和通风系统的分解透视图。

图4是从后方看到的通风系统的放大分解透视图。

图5是图4的通风系统的局部分解的放大透视图。

图6是类似于图5的透视图的透视图，但其处于完全组装状态并且其中阀关闭。

图7是沿图1中的线VII-VII的更大比例的以及根据图9a中的线VII的剖视图。

图8是沿图1中的线VIII-VIII的更大比例的以及根据图9b中的线VIII-VIII的剖视图。

图9a、图9b是分别沿图1中的线IXa-IXa、IXb-IXb的更大比例的剖视图。

图10是图3的通风系统和面板的更大比例的侧视图。

图11是根据本发明的车顶系统的另一个实施例的非常简化的侧视图。

图12是根据本发明的车顶系统的面板的替代实施例的透视图。

图13至图16以侧视图示出了面板，其具有四种不同的开口阀瓣以及相应的鼓风机和空气管道位置。

图17是面板的简化透视图，其具有两个阀瓣、鼓风机和空气引导通道。

图18是车辆车顶的透视图，其具有根据本发明的车顶系统以示出其排水结构。

图19示出了用于车顶系统的面板的单独层的剖视图。

图20是类似于图2的透视图的车顶系统的透视图，以示出在通风系统中使用的环境照明系统。

具体实施方式

图1、图2和图11示出了两种类型的车辆，其包括根据本发明的车顶系统。图1、图2的车辆是掀背式或轿车式乘用车，其包括相对平坦的车顶，车辆在其车顶2具有开口1以容纳车顶系统的面板3。图11的车辆是更流线型的双门型车辆，其包括根据本发明的车顶系统的更大类型的面板3。车辆可以是通常由内燃机驱动的车辆，但是本发明在电动车辆(EV)方面也特别有用，其中流线型和重量对于在给定电池容量下最减少能量使用和大化行程具有更大的重要性。这种流线型减少了用于车辆乘客的净空，并且因此车顶系统应该几乎不占用任何净空，以避免影响这些乘客的舒适度。

图2至图5示出了车顶系统的主要部分，其提供了改善的通风而无需使面板3可打开。车顶系统包括通风系统4，所述通风系统包括空气引导管道或通道5、风扇或鼓风机6和阀，这里所述阀的形式为可枢转的刚性活瓣(flap)7。空气引导通道5成形为使得其装配到面板3的下侧。至少部分透明的(玻璃和/或塑料)面板3可以在中央纵向部分中具有遮光层(black-out layer)，其中空气引导通道5附接到遮光层(未示出)，使得从车辆的外部不能看到空气引导通道。空气引导通道5基本上延伸面板3或至少开口1的整个长度。空气引导通道5的上侧可以是打开的，使得面板3形成空气引导通道5的上壁，或者空气引导通道5可以具有其自己的上壁，使得其可以独立于面板3起作用。

如在附图中清楚地示出的，形成通风系统4的阀的活瓣7在此结合到固定面板3中并且定位在面板3的前部部分中，这里为恰好定位在车顶开口1的前侧后方，或者也可能与车顶开口的前侧重叠。面板3中的开口8形成并定位成使得其至少基本上被面板3包围，但是在这里完全被面板3包围。该开口在活瓣关闭位置收纳活瓣7，使得活瓣7在处于其关闭位置时与面板3齐平或共面。提供操作系统9以便使活瓣7在其关闭位置和打开位置之间移动，这里通过枢转移动来升高或降低活瓣7的后侧。

操作机构9包括安装元件10、液压致动器11(也可以是电动机)，液压致动器的一个端部附接到安装元件，并且另一个端部附接到销-槽机构，销-槽机构包括在滑动件13中的弯曲槽12和在活瓣7下方的销14。图3至图5示出了该操作机构9的部件。

图3至图5还示出了鼓风机6，所述鼓风机设置在可枢转活瓣7下方的空气引导通道5的前端处。这里，风扇形式的鼓风机6适于将空气排出到周围环境和/或从周围环境吸入空气。在图3至图5中，鼓风机6用于从车辆内部排出空气。鼓风机6可以是任何类型，其通常是电驱动的，将通过车辆的电池和/或车辆的车顶2上(特别是在面板3中)的太阳能电池输送电力。电力可以直接输送到鼓风机6或通过电池输送。在EV中，太阳能电池的电力可以被输送到用于驱动一个或多个电动机的车辆的主电池中。

如果通风系统4用于在车辆停放时对车辆进行通风，则通风系统将配备有包括温度传感器的控制系统，该温度传感器将在超过温度极限时产生信号。然后，控制系统将对活瓣7的电动机10通电以打开鼓风机6上方的通风口15，同时鼓风机6的电动机也将被通电以将热空气从车辆内部排出到周围环境，从而降低内部的温度，使得当乘客进入车辆时，内部的气候是舒适的。

图2至图5清楚地示出了通风系统4，所述通风系统包括：基部部分16，所述基部部分包括空气引导通道5；管道构件17，所述管道构件保持鼓风机6(具有直立的旋转轴线)并且包括将鼓风机6与空气引导通道5连接的一个或多个管道18。如这里所示，管道构件17包括两个管道18，所述两个管道在其中管道构件分为两个部分的位置处连接到通道5，这两个部分通道5的后部的位置处结合在一起。盖19在底部覆盖通风系统4并且可以包括配件，例如环境照明等。图5示出了管道构件17是包括鼓风机6、活瓣7的模块的基部，所述模块具有框架，所述框架包括通风口15和用于活瓣7的操作机构9。模块可以预先组装，然后安装在基部部分16中，如图6所示。

图7示出了活瓣7下方的通风系统4的细节。可以看到，活瓣7具有向下的壁20，所述向下的壁包括接合在滑动件13的槽12中的销14。鼓风机6附接到管道构件17。通风口15形成在环形框架中，该环形框架附接到基部部分16并且设置有密封件21A，从而允许活瓣7以液密方式关闭通风口15。排水系统可以设置在密封件21A的向外侧以及在密封件21B的向内侧，以排出密封件21A和21B之间的任何水。

空气引导通道5几乎沿着面板3的整个纵向长度延伸，例如，沿着超过其75％的长度延伸，并且空气引导通道设置有孔22，所述孔沿着通道5的长度在其相对侧上分布。孔22的尺寸和分布密度可以沿着通道5的长度而变化，特别是可以在远离鼓风机6的方向上增加，以便从面板3正下方的区域的整个长度上均匀地吸入空气。为了增加孔22的尺寸，可以改变它们的长度，即它们的伸长度，如本文所示的。孔22在纵向方向上至少沿着面板3的大部分长度分布，例如，在超过四分之一长度或甚至超过一半长度上分布。

图7和图8示出了在两个不同位置上的面板3和通风系统4的剖视图，所述通风系统包括基部部分16以及盖19，所述基部部分包括空气引导通道5和孔22。在该实施例中，空气引导通道5的上壁由面板3的下侧形成。粘附层(例如胶水或胶带)用于将基部部分16的侧壁23的上部端部附接到面板3的下侧。另一种可能性是将安装支架粘附到面板3以及例如通过螺钉或螺栓将通风系统4附接到安装支架，以便能够容易地卸下通风系统，例如用于维修目的或更换目的。

如图所示，空气引导通道5的高度相对较小(例如15至25mm，对于整个模块，其为30至60mm)，并且仅存在于车辆的纵向中心，使得其将不影响乘坐在车辆中的乘客的净空，其中大部分乘客偏离车辆的中心乘坐。结果，车辆可以获得低流线型轮廓并且仍然提供足够的净空。通常，鼓风机6的位置将位于前排乘客的前部。通风系统4的宽度朝向其中布置有鼓风机6的前部增加，并且这也是有利的，因为在前部处存在比在后部处更多的可用空间。

图9a示出了具有悬挂的通风系统4的面板3的前部的剖视图，所述通风系统包括鼓风机6、具有管道17的管道构件16、安装元件10、致动器11等。还可以认识到，车顶系统可以容易地从上方安装(顶部装载器)，而除了移除或省略车顶蒙皮2A的一部分和固定车顶2的车顶加强件2A之外无需对车辆进行特殊措施。通常，面板3将通过胶合等附接到加强件2A。

图9b示出了面板3和通风系统4的后部。

图10是通风系统4的侧视图，其通过箭头示出了穿过孔22从车辆内部到空气引导通道5的空气流动。可以清楚地看到，在后部处的孔22大于在前部处的孔22。还清楚的是，盖19的前端具有向下的部分24，其中盖可以通过该向下的部分连接到车辆的前车顶控制台，在所述前车顶控制台处可以提供用于车辆和/或通风系统的操作控制。当然，盖19的形状将适合于其中结合有通风系统的车辆。

图11示出了通风系统4的另一个实施例。上面已经解释过，在图11的实施例中，玻璃面板3几乎占据了车辆的整个车顶和后窗。在这种情况下，通风口15位于车辆的后部处，正好在行李厢上方。当然，也可以将后部通风口与较小的面板3组合使用。鼓风机6定位在通风口15的下方/前方。

图12示出了具有主后部部件3A和前部部件3B的双部件面板3，使得开口8邻近面板后部部件3A的前侧，并且前部部件3B的后侧限定开口8的前部。这个孔8或远离面板3的前部的孔8都可以例如通过水射流切割制成，或以任何其它可用方式制成。在面板3的边缘进行这种切割比在距所有边缘一定距离处进行这种切割更容易，因此，面板3在这里被切割成两个部件3A、3B。因此，同样在该实施例中，面板3中的开口8完全被面板3包围，但是由其两个不同的部件3A、3B包围。

图13至图16示出了通风活瓣7在打开位置和关闭位置之间移动的方式的变化，以及鼓风机6的位置的变化。图13示出了图1至图10的实施例，其具有向上枢转的活瓣7、具有竖向气体流动的鼓风机以及连接到鼓风机6的下侧的管道18。

图14示出了具有向下枢转的活瓣7的实施例(其在前部处具有枢转轴线)，使得鼓风机6可以具有水平气流，并且管道18连接到鼓风机6的后侧，从而使得管道相对短且简单。

图15的实施例还具有向下枢转的活瓣7，但当前在后侧处具有枢转轴线，使得管道18连接到鼓风机6的前侧并且在鼓风机下方和向下枢转的活瓣7下方延伸到后部。

图16示出了最后一种变型，其中活瓣7是向下的滑动件，其中活瓣7从其关闭位置向下和向后移动到面板3下方。鼓风机6的位置可以与图13中的相同，但是管道18应该为处于打开位置的活瓣7留出空间。

图17示出了一个实施例，其中通风系统4包括前部鼓风机6A和后部鼓风机6B。每个鼓风机都连接到其自己的空气引导通道5A和5B，使得后部鼓风机6B通过由活瓣7B打开的开口8B将热空气从车辆内部排出，而前部鼓风机6A通过由活瓣7A打开的开口8A将冷空气吹入内部，从而完成空气循环(参见虚线箭头)。

图18示出了使用排水系统将由密封件21B和密封件25之间的水通道捕获的水排放到前部通道26，从而将水排放到车辆的侧面，在车辆的侧面处水可以通过车辆的A立柱排出(内部水管理)或直接排出到车顶2的外部(外部水管理)。

图19以极为示意性的方式示出了形成面板3的层。在该特定的非限制性实施例中使用以下层(从上到下)：

27：2.10mm超透明半钢化玻璃，带有遮光涂层；

28：0.38mm浅蓝色聚乙烯醇缩丁醛(PVB)：0.40半透明a-Si光伏(PV)电池(此处未示出)

29：0.05可选的红外反射(IRR)PET涂层

30：0.76mm声学PVB(透明度约18％)

31：1.60mm透明半钢化玻璃

32：可切换膜

该面板3具有优异的性能。如果它可选地设置有PV电池，则它可以提供足够的电力以驱动鼓风机6。可切换膜可以是例如液晶，其中二色性染料溶解在具有透明导电氧化物(TCO)层的两个柔性基板之间。通过向电极施加电压，它通过利用液晶的电光特性来控制器件的透射率和色调。该膜可以在透明和几乎全黑之间切换。

图20示出了将环境照明结合在通风系统4的基部部分16和盖19中的可能性。该照明设备可以包括安装在基部部分16中的相应凹槽34(参见图6和图7)中的两个光条33以间接地照亮车辆内部，这是因为用于传导光的开口35定位在光条33的上侧。它还可以包括安装在盖19中的底部凹槽37中的一个光条36(参见图6和图7)，以直接照亮车辆的内部。光条33、36可以是LED发光的，但是当然可设想任何其它形式的照明。

本文描述的车顶系统的特征可以提供改善的车辆内部通风，同时避免减少乘客的净空。车顶系统包括所有部件(具有通风口)，使得车顶系统可以容易地集成在车辆中并且至少在不处于关闭位置时不会干扰车辆的外观。尽管已经以结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题，但应理解的是，所附权利要求书中定义的主题不必限于上述具体特征或动作，因为其已经由法院所确定的。相反，公开了上述具体特征和动作作为实现权利要求的示例形式。

Claims (15)

1.一种用于车辆的车顶系统，所述车辆在其车顶部分中具有位于车顶内部上方的车顶开口，所述车顶系统包括：

位于所述车顶开口中的至少一个面板，所述至少一个面板是至少部分透明的，

通风系统，其用于将空气移入和/或移出车辆内部，所述通风系统包括空气引导通道，所述空气引导通道通过至少一个通风口在车辆内部和周围环境之间引导空气，

其中所述空气引导通道居中地装配在透明的面板下方，并且在车辆的纵向方向上延伸，并且至少沿着所述面板的大部分长度与车辆内部连通。

2.根据权利要求1所述的车顶系统，其中所述空气引导通道包括朝向车辆内部的多个孔。

3.根据权利要求2所述的车顶系统，其中所述空气引导通道的孔沿着其长度分布，其中所述孔的尺寸和分布密度优选地在远离所述至少一个通风口的方向上增加，所述孔优选地在所述空气引导通道的纵向方向上伸长，所述孔的长度能够沿着所述空气引导通道的长度在长度上变化从而改变所述孔的尺寸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车顶系统，其中所述至少一个面板限定所述空气引导通道的上壁，并且其中优选地，所述空气引导通道的宽度在所述通风口的方向上增加。

5.根据前述权利要求中任一项所述的车顶系统，其中所述通风系统包括靠近所述至少一个通风口的位于所述空气引导通道中的至少一个鼓风机。

6.根据前述权利要求中任一项所述的车顶系统，其中所述通风口位于所述至少一个面板的前部处或所述前部附近，并且优选地是位于中央的通风口。

7.根据前述权利要求中任一项所述的车顶系统，其包括两个鼓风机，每个鼓风机与其自身的空气引导通道连通，一个鼓风机将空气引入车辆内部，另一个鼓风机从车辆内部抽出空气。

8.根据前述权利要求中任一项所述的车顶系统，其中所述空气引导通道包括位于所述至少一个通风口中或其附近的阀，所述阀优选地是通风口中的可移动活瓣，所述可移动活瓣是例如通过车辆中的温度传感器而由致动器驱动和电子控制的，所述致动器例如为电动机。

9.根据权利要求8所述的车顶系统，其中所述通风口基本上完全形成在所述面板中，并且其中所述可移动活瓣在其关闭位置中关闭位于所述面板中的通风口，关闭的所述可移动活瓣的上表面与所述面板的上表面共面。

10.根据权利要求8或9所述的车顶系统，其中所述可移动活瓣设置有以受控方式移动所述可移动活瓣的机构，所述机构一方面与所述可移动活瓣连接，并且另一方面与所述致动器连接，所述电动机、所述机构和所述鼓风机能够组合在模块中。

11.根据权利要求10所述的车顶系统，其中所述模块还包括空气管道，所述空气管道将所述鼓风机与所述通风口以及与所述空气引导通道相连接。

12.根据前述权利要求中任一项所述的车顶系统，其中所述空气引导通道具有设置有环境照明系统的外部，所述环境照明系统优选地包括直接照亮车辆内部的一个或多个光源，例如LED照明的光导条，和/或间接照亮车辆内部的一个或多个光源。

13.根据前述权利要求中任一项所述的车顶系统，其中所述面板包括向所述通风系统提供电力的太阳能电池。

14.根据前述权利要求中任一项所述的车顶系统，其中所述面板包括以下层中的至少三个：

一层或两层玻璃层；

一层或多层透明或有色PVB层；

半透明PV层，其包含太阳能电池；

可变透光箔层。

15.根据权利要求14所述的车顶系统，其中所述面板还包括红外反射(IRR)涂层和/或低辐射(low-e)涂层。