CN111845968B - 一种减弱开窗轰鸣声的装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种减弱开窗轰鸣声的装置及车辆。该减弱开窗轰鸣声的装置，包括立柱，所述立柱横跨车窗的窗口，且设置成在所述车窗打开时受控地或可操作地移动，以将所述窗口分隔为两个部分。根据本发明的方案，通过移动立柱将窗口分隔为两个部分，即将窗口一分为二，从而在不调整车窗开度的情况下降低车内风噪，减弱开窗轰鸣声。此外，通过将立柱隐藏或暴露在车内的B柱窗框处，从而在不影响窗框的密封性能的前提下达到不影响外车身的美观的目的，即无需改变车身的外观，且对车窗前方的视野基本上没有影响。并且，该装置结构设计简单巧妙。

Description

一种减弱开窗轰鸣声的装置及车辆

技术领域

本发明涉及车辆的降低风噪技术领域，尤其涉及一种减弱开窗轰鸣声的装置及车辆。

背景技术

汽车在高速行驶时，气流与车身摩擦会产生风噪声。车外的风噪声传递到车内，成为车内最主要的噪声源。当打开车窗时，车内和车外相通，车身内部形成一个空腔，这时气流作用到车身上，会在车内形成轰鸣声，即风振噪声。

目前，消费者在选购汽车时会更多的关注汽车的乘坐舒适性与行驶安全性，汽车轰鸣声问题一直是消费者主要抱怨的舒适性问题之一。汽车开窗行驶工况除了增大行驶阻力进而增加油耗外，其产生的轰鸣声损伤听力，严重影响用户体验，极易导致疲劳驾驶，且低速气流诱发结构共振辐射噪声，产生的非定常载荷激发车身振动导致不安全因素的发生。汽车轰鸣声问题广泛存在且始终没有得到有效解决。

发明内容

本申请的发明人发现，风振的强度与车窗的开度或车窗的大小直接相关，一般车窗开度越大，风振轰鸣声越严重。

本发明的一个目的要降低开窗产生的轰鸣声。

本发明的另一个目的是要设计一种结构简单的减弱开窗轰鸣声的装置。

特别地，本发明提供了一种减弱开窗轰鸣声的装置，包括立柱，所述立柱横跨车窗的窗口，且设置成在所述车窗打开时受控地或可操作地移动，以将所述窗口分隔为两个部分。

可选地，所述装置还包括：

两个导向机构，分别设置在所述车辆的窗框的相对的两侧，且与所述立柱的两个端部相连，用于限制所述立柱的移动路径。

可选地，所述装置还包括：

第一驱动电机，其上具有涡轮；

第一软轴，其外表面具有第一齿轮，所述第一软轴的一端与所述立柱的一端连接，另一端通过所述第一齿轮与所述第一驱动电机的所述涡轮啮合；

第二软轴，其外表面具有第二齿轮，所述第二软轴的一端与所述立柱的另一端连接，另一端通过所述第二齿轮与所述第一驱动电机的所述涡轮啮合；

所述第一软轴和所述第二软轴相互独立，且在所述第一驱动电机转动时沿相反方向转动，从而推动所述立柱在所述导向机构限定的移动路径上往复移动。

可选地，所述第一驱动电机设置在所述窗框的与所述导向机构所在侧的相邻的一侧；

所述第一软轴设置成由所述第一驱动电机所在侧延伸至所述两个导向机构中其中一个导向机构所在侧；

所述第二软轴设置成由所述第一驱动电机所在侧延伸至所述两个导向机构中另一个导向机构所在侧。

可选地，所述导向机构为导轨。

可选地，所述第一驱动电机设置成，在所述车内的风噪值降低至预设的最小风噪值时停止输出驱动力，以使得所述立柱在所述车内的风噪值降低至所述最小风噪值时停住；

可选地，所述第一驱动电机设置成，在车内的风噪值降低至预设的最小风噪值时将所述立柱移动至将所述窗口平分为两个窗口时停止输出驱动力。

可选地，所述导向机构为滚珠丝杠。

可选地，所述装置还包括第二驱动电机，与所述两个导向机构中的其中一个导向机构相连；

第三驱动电机，与所述两个导向机构中的另一个导向机构相连；

所述第二驱动电机和所述第三驱动电机同步转动，以带动所述两个导向机构同步旋转，从而驱动所述立柱往复移动。

可选地，所述第二驱动电机和所述第三驱动电机均设置成，在所述车内的风噪值降低至预设的最小风噪值时停止输出驱动力，以使得所述立柱在所述车内的风噪值降低至所述最小风噪值时停住；

可选地，所述第二驱动电机和所述第三驱动电机均设置成，在车内的风噪值降低至预设的最小风噪值时将所述立柱移动至将所述窗口平分为两个窗口时停止输出驱动力。

特别地，本发明还提供了一种车辆，包括如前述的装置。

根据本发明的方案，通过移动立柱将窗口分隔为两个部分，即将窗口一分为二，从而在不调整车窗开度的情况下降低车内风噪，减弱开窗轰鸣声。

此外，通过将立柱隐藏或暴露在车内的B柱窗框处，从而在不影响窗框的密封性能的前提下达到不影响外车身的美观的目的，即无需改变车身的外观，且对车窗前方的视野基本上没有影响。并且，该装置结构设计简单巧妙。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1示出了车辆的开窗风噪产生的简化模型的示意性原理图；

图2示出了根据本发明一个实施例的开窗之后风噪简化模型的示意性原理图；

图3示出了根据本发明一个实施例的减弱开窗轰鸣声的装置的示意性结构图，其中窗口未被立柱分隔开；

图4示出了根据本发明一个实施例的减弱开窗轰鸣声的装置的另一示意性结构图，其中窗口被立柱分隔开；

图5示出了根据本发明一个实施例的立柱的示意性结构图；

图6示出了根据本发明另一个实施例的立柱的示意性结构图；

图7示出了根据本发明又一个实施例的立柱的示意性结构图；

图8示出了根据本发明再一个实施例的立柱的示意性结构图；

图9示出了根据本发明再一个实施例的立柱的示意性结构图；

图10示出了根据本发明再一个实施例的立柱的示意性结构图；

图11示出了根据本发明另一个实施例的减弱开窗轰鸣声的装置的示意性结构图，其中窗口未被立柱分隔开；

图12示出了根据本发明另一个实施例的减弱开窗轰鸣声的装置的另一示意性结构图，其中窗口被立柱分隔开；

图13示出了根据本发明又一个实施例的减弱开窗轰鸣声的装置的示意性结构图，其中窗口未被立柱分隔开；

图14示出了根据本发明又一个实施例的减弱开窗轰鸣声的装置的另一示意性结构图，其中窗口被立柱分隔开；

图中：1-立柱，2-窗口，3-导向机构，31-第一导向机构，32-第二导向机构，4-B柱窗框，5-第一驱动电机，6-第一软轴，7-第二软轴，8-第二驱动电机，9-第三驱动电机。

具体实施方式

图1示出了车辆的开窗风噪产生的简化模型的示意性原理图。如图1所示，在高速开窗工况时，车辆窗户前缘的切向流由于缺少继续附着的表面而脱落，产生涡旋，涡旋进一步向后移动并扩大，冲击车内空腔及窗户后缘。车内空腔受到涡旋的冲击，因无法及时泄压而发生10-20Hz的有规律的膨胀与收缩(简称压力波动)。冲击到窗户后缘的涡旋被后缘壁面反射，对前涡形成正激励，导致窗户前缘脱落的涡旋进一步加剧。正是由于涡旋对于车内空腔的剧烈冲击、挤压，空腔发生相应频率的共振，共振频率一般分布在10-20Hz，幅值一般超过120dB，从而产生风噪。

实践证明风振的强度与车窗的开度或车窗的大小直接相关，一般车窗开度越大，风振轰鸣越严重。本发明实施例从开窗产生风噪的原理出发提供了一种装置，如图2所示，该装置可以将车窗的窗口一分为二，被分成的两个车窗开度明显减小，进而降低风振轰鸣的强度。

图3示出了根据本发明一个实施例的减弱开窗轰鸣声的装置的示意性结构图，其中窗口未被立柱分隔开。图4示出了根据本发明一个实施例的减弱开窗轰鸣声的装置的另一示意性结构图，其中窗口被立柱分隔开。如图3和图4所示，该装置包括立柱1，该立柱1横跨车窗的窗口2，且设置成在车窗打开时受控地或可操作地移动，以将窗口2分隔为两个部分。

根据本发明的方案，通过移动立柱1将窗口2分隔为两个部分，即将窗口2一分为二，从而在不调整车窗开度的情况下降低车内风噪，减弱开窗轰鸣声。

参见图3和图4，该装置还包括两个导向机构3，分别设置在车辆的窗框的相对的两侧，且与立柱1的两个端部相连，用于限制立柱1的移动路径。车辆的窗框具有四个边，该两个导向机构3分别设置在四个边中相对的两个边，且与该两个边上用于导向玻璃窗的玻璃导槽(图中未示出)交错开，以避免影响玻璃窗的开启与关闭。通过设置该两个导向机构3，可以限制立柱1的移动路径。

其中，该车辆的车窗例如可以为前侧窗、后侧窗或天窗。在一个实施例中，可以是在车辆的所有车窗旁安装该装置，也可以是在其中一个或几个车窗旁安装该装置。在车窗为前侧窗和后侧窗时，该立柱1可以沿车辆上下方向延伸，也可以沿车辆前后方向延伸。在立柱1沿车辆上下方向延伸时，两个导向机构3分别设置在窗框的上下两侧，在立柱1沿车辆前后方向延伸时，两个导向机构3分别设置在窗框的前后两侧。在车窗为天窗时，该立柱1可以沿车辆左右方向延伸，也可以沿车辆前后方向延伸。在立柱1沿车辆左右方向延伸时，两个导向机构3分别设置在窗框的左右两侧，在立柱1沿车辆前后方向延伸时，两个导向机构3分别设置在窗框的前后两侧。其中，此处，车辆前后方向即为车辆长度方向，车辆上下方向即为车辆高度方向，车辆左右方向即为车辆宽度方向。以下实施例均以后侧窗且立柱1沿车辆的上下方向延伸为例进行说明。

在图3和图4所示的实施例中，该导向机构3为导轨或滑槽，两个导向机构3设置在窗框的上下两侧，例如可以通过焊接的方式固定在侧窗的上下两侧。该两个导向机构3分别为第一导向机构31和第二导向机构32，该第一导向机构31位于窗框的上侧，该第二导向机构32位于窗框的下侧。该立柱1两端与该导轨或滑槽相配合，以能够在该导轨或滑槽限定的方向移动。该装置还包括第一驱动电机5、第一软轴6和第二软轴7。

该第一驱动电机5设置在窗框的与导向机构3所在侧的相邻的一侧，在该实施例中，该第一驱动电机5设置在B柱窗框4内，且可以是通过螺栓固定在该B柱窗框4内。该第一驱动电机5上具有涡轮。

该第一软轴6设置成由第一驱动电机5所在侧延伸至第一导向机构31所在侧，也就是说，该第一软轴6的一端位于B柱窗框4内，另一端位于窗框的上侧，即窗框四个边中的上边。该第一软轴6外表面具有第一齿轮，该第一软轴6的位于窗框的上侧的一端与立柱1的一端连接，另一端通过该第一齿轮与第一驱动电机5的涡轮啮合。

该第二软轴7设置成由第一驱动电机5所在侧延伸至第二导向机构32所在侧，也就是说，该第二软轴7的一端位于B柱窗框4内，另一端位于窗框的下侧，即窗框四个边中的下边。该第二软轴7外表面具有第二齿轮，该第二软轴7的位于窗框下侧的一端与立柱1的另一端连接，另一端通过第二齿轮与第一驱动电机5的涡轮啮合。该第一软轴6和第二软轴7相互独立，且在第一驱动电机5转动时沿相反方向转动，从而推动立柱1在导向机构3限定的移动路径上往复移动。其中，该第一软轴6上的第一齿轮或该第二软轴7上的第二齿轮在与第一驱动电机5的涡轮啮合时形成蜗轮蜗杆结构。

该装置还可以增设风噪检测单元，用来实时检测车内的风噪值。在图3和图4所示的实施例中，该第一驱动电机5设置成，在车内的风噪值降低至预设的最小风噪值时停止输出驱动力，以使得立柱1在车内的风噪值降低至最小风噪值时停住。当然，该方案也可以替换为，该第一驱动电机5设置成，在车内的风噪值降低至预设的最小风噪值时将立柱1移动至将窗口2平分为两个窗口2时停止输出驱动力。

在汽车行驶过程中，后侧窗玻璃降下时，在安装在车内的风噪检测单元检测到需要降低车内风振或减弱车内轰鸣声时，驱动电机顺时针旋转，从而驱动第一软轴6和第二软轴7移动，第一软轴6和第二软轴7推动立柱1沿着导向机构3前后移动，在风振最小的位置停住或在车窗的窗口2的中间位置停住，从而降低风振轰鸣强度，提高车辆在30-110km/h范围内舒适性。其中，该窗口2的含义为没有被后侧窗玻璃遮挡的通过其向车内进风的窗口2，并不是指整个窗框围绕限定出的窗口2大小。当立柱1停靠在窗口2的中间位置时，被立柱1分隔开的后侧窗的两个部分面积相同。

在立柱1沿着导向机构3前后移动，直至在风振最小的位置停住或在车窗的窗口2的中间位置停住之后，车窗开度变化时，可以根据风振强度来判断是否将立柱1移回初始位置。在初始位置时，立柱1是隐藏或暴露在车内的B柱窗框4处的。

根据本发明实施例的方案，通过将立柱1隐藏或暴露在车内的B柱窗框4处，从而在不影响窗框的密封性能的前提下达到不影响外车身的美观的目的，即无需改变车身的外观，且对车窗前方的视野基本上没有影响。并且，本发明实施例的方案结构设计简单巧妙。

图5示出了根据本发明一个实施例的立柱的示意性结构图。图6示出了根据本发明另一个实施例的立柱的示意性结构图。图7示出了根据本发明又一个实施例的立柱的示意性结构图。图8示出了根据本发明再一个实施例的立柱的示意性结构图。图9示出了根据本发明再一个实施例的立柱的示意性结构图。图10示出了根据本发明再一个实施例的立柱的示意性结构图。如图5至图10所示，该立柱1的结构形式例如可以为图5所示的圆柱体，为图6所示的长方体，为图7所示的蛇形结构，如图8至图10所示的开孔结构等任何结构形式。

图11示出了根据本发明另一个实施例的减弱开窗轰鸣声的装置的示意性结构图，其中窗口未被立柱分隔开。图12示出了根据本发明另一个实施例的减弱开窗轰鸣声的装置的另一示意性结构图，其中窗口被立柱分隔开。如图11和图12所示，该实施例与图3和图4所示的实施例的区别在于，该导向机构3为滚珠丝杠，且该装置具有两个驱动电机，分别为第二驱动电机8和第三驱动电机9，该第二驱动电机8与第一导向机构31相连，该第三驱动电机9与第二导向机构32相连。该第二驱动电机8和第三驱动电机9同步转动，以带动两个导向机构3同步旋转，从而驱动立柱1往复移动。其中，该立柱1是通过丝杠螺母固定在滚珠丝杠上的，滚珠丝杠的端部通过丝杠固定底座固定在后侧窗的上边，且与后侧窗玻璃的玻璃导槽错开。

在汽车行驶过程中，把后侧窗玻璃降下，在速度增加的过程中，装在车内的风噪检测单元识别到风振达到一定程度时，第二驱动电机8和第三驱动电机9同步带动滚珠丝杠旋转，从而驱动立柱1移动，立柱1前后移动，根据风噪检测单元反馈信号在风振最小的位置停住，或者在车窗的窗口2中间位置处停住，从而车窗一分为二，从而降低风振轰鸣强度，提高车辆在30-110km/h范围内舒适性。

图13示出了根据本发明又一个实施例的减弱开窗轰鸣声的装置的示意性结构图，其中窗口未被立柱分隔开。图14示出了根据本发明又一个实施例的减弱开窗轰鸣声的装置的另一示意性结构图，其中窗口被立柱分隔开。该实施例与前两个实施例的区别在于，取消了用于输出驱动力的驱动电机，可以手动拉动立柱1移动。当然，也可以保留前两个实施例中的驱动电机，但是可以通过操作设置在车内的按钮来取消自驱动的功能。

该实施例中，在汽车行驶过程中，把后侧窗玻璃降下，在速度增加的过程中，当乘客对风振现象难以忍受时，用手拉动立柱1沿着导向机构3前后移动，将立柱1停在自己感到最舒适的位置，从而车窗一分为二，从而降低风振轰鸣强度，提高车辆在30-110km/h范围内舒适性。

特别地，本发明还提供了一种车辆，包括前述的减弱开窗轰鸣声的装置。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种减弱开窗轰鸣声的装置，其特征在于，包括：

立柱，所述立柱横跨车窗的窗口，且设置成在所述车窗打开时受控地或可操作地移动，以将所述窗口分隔为两个部分；

两个导向机构，分别设置在车辆的窗框的相对的两侧，且与所述立柱的两个端部相连，用于限制所述立柱的移动路径；

还包括：

第二驱动电机，与所述两个导向机构中的其中一个导向机构相连；

第三驱动电机，与所述两个导向机构中的另一个导向机构相连；

所述第二驱动电机和所述第三驱动电机同步转动，以带动所述两个导向机构同步旋转，从而驱动所述立柱往复移动；

所述第二驱动电机和所述第三驱动电机均设置成，在车内的风噪值降低至预设的最小风噪值时停止输出驱动力，以使得所述立柱在所述车内的风噪值降低至所述最小风噪值时停住。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导向机构为滚珠丝杠。

3.一种减弱开窗轰鸣声的装置，其特征在于，包括立柱，所述立柱横跨车窗的窗口，且设置成在所述车窗打开时受控地或可操作地移动，以将所述窗口分隔为两个部分；

还包括第一驱动电机，所述第一驱动电机设置成，在车内的风噪值降低至预设的最小风噪值时停止输出驱动力，以使得所述立柱在所述车内的风噪值降低至所述最小风噪值时停住;

所述装置还包括：

两个导向机构，分别设置在车辆的窗框的相对的两侧，且与所述立柱的两个端部相连，用于限制所述立柱的移动路径；

所述立柱在所述导向机构限定的移动路径上往复移动。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：

所述第一驱动电机，其上具有涡轮；

第一软轴，其外表面具有第一齿轮，所述第一软轴的一端与所述立柱的一端连接，另一端通过所述第一齿轮与所述第一驱动电机的所述涡轮啮合；

第二软轴，其外表面具有第二齿轮，所述第二软轴的一端与所述立柱的另一端连接，另一端通过所述第二齿轮与所述第一驱动电机的所述涡轮啮合；

所述第一软轴和所述第二软轴相互独立，且在所述第一驱动电机转动时沿相反方向转动，从而推动所述立柱在所述导向机构限定的移动路径上往复移动。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一驱动电机设置在所述窗框的与所述导向机构所在侧的相邻的一侧；

所述第一软轴设置成由所述第一驱动电机所在侧延伸至所述两个导向机构中其中一个导向机构所在侧；

所述第二软轴设置成由所述第一驱动电机所在侧延伸至所述两个导向机构中另一个导向机构所在侧。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述导向机构为导轨。

7.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的装置。

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