DE102013212878A1 - Cockpit structure of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Bei einer Cockpitstruktur eines Fahrzeugs mit einem Cockpit-Querträger und einem Rohbau-Querträger sowie einem Head-Up-Display-Gehäuse ist mittels des Head-Up-Display-Gehäuses selbst eine Stützstruktur vom Cockpit-Querträger zum Rohbau-Querträger geschaffen.In a cockpit structure of a vehicle with a cockpit cross member and a shell cross member and a head-up display housing a support structure from the cockpit cross member to the shell cross member is created by means of the head-up display housing itself.
Description
Die Erfindung betrifft eine Cockpitstruktur bzw. Cockpittragstruktur eines Fahrzeugs mit einem Cockpit-Querträger und einem Rohbau-Querträger sowie einem Head-Up-Display-Gehäuse. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Head-Up-Display-Gehäuses in einem Fahrzeug.The invention relates to a cockpit structure or cockpit support structure of a vehicle with a cockpit cross member and a shell cross member and a head-up display housing. Furthermore, the invention relates to a use of such a head-up display housing in a vehicle.
Bei Fahrzeugen, wie insbesondere Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, werden seit längerem Head-Up-Displays als Fahrerinformationssystem eingebaut. Die Head-Up-Displays weisen eine Lichtquelle auf, mittels der ein Bild über einen Spiegel an die Innenseite einer zugehörigen Windschutzscheibe projiziert wird. Die Lichtquelle und der Spiegel sind in einem schachtelförmigen bzw. im Wesentlichen quaderförmigen, nach oben hin offenen Head-Up-Display-Gehäuse untergebracht, welches in der Regel an einem Cockpit-Querträger angeschraubt ist. Alternativ sind auch Head-Up-Displays mit einer Projektion mittels Laser bekannt. Der Cockpit-Querträger erstreckt sich insbesondere von einer A-Säule des Rohbaus bzw. der Karosserie des Fahrzeugs zu einer gegenüberliegenden A-Säule der zugehörigen Fahrgastzelle. Dabei stützt der Cockpit-Querträger ein sich über ihm erstreckendes Cockpit mit einer zugehörigen Cockpit-Verkleidung ab. Die Cockpit-Verkleidung erstreckt sich in der Regel sowohl über die Fahrerseite als auch über die Beifahrerseite des Fahrzeugs. Ferner ist der Cockpit-Querträger in der Regel nach unten hin zu einer Bodenplatte bzw. einem Kardantunnel des Rohbaus und nach vorne hin zu einem Rohbau-Querträger abgestützt. Der Rohbau-Querträger ist insbesondere jener Querträger, der sich unmittelbar unter der Windschutzscheibe erstreckt und auch als Scheibenwurzel-Querträger oder Windlauf-Querträger bezeichnet werden kann. Zusätzlich ist oftmals eine Abstützung vom Cockpit-Querträger zu einer Stirnwand des Rohbaus des Fahrzeugs vorgesehen, die sich unter dem Rohbau-Querträger erstreckt.In vehicles, in particular passenger cars or trucks, head-up displays have long been installed as a driver information system. The head-up displays have a light source, by means of which an image is projected via a mirror to the inside of an associated windshield. The light source and the mirror are housed in a box-shaped or substantially cuboid, upwardly open head-up display housing, which is usually screwed to a cockpit cross member. Alternatively, head-up displays with a projection by means of laser are known. The cockpit cross member extends in particular from an A-pillar of the shell or the body of the vehicle to an opposite A-pillar of the associated passenger compartment. The cockpit cross member supports a cockpit extending above it with an associated cockpit fairing. The cockpit fairing usually extends both on the driver side and on the passenger side of the vehicle. Furthermore, the cockpit cross member is usually supported down to a bottom plate or a transmission tunnel of the shell and forward to a shell cross member. The shell cross member is in particular that cross member, which extends directly under the windshield and can also be referred to as a lens root cross member or cowl crossmember. In addition, a support from the cockpit cross member is often provided to an end wall of the shell of the vehicle, which extends under the shell crossmember.
Erfindungsgemäß ist eine Cockpitstruktur eines Fahrzeugs mit einem Cockpit-Querträger und einem Rohbau-Querträger sowie einem Head-Up-Display-Gehäuse geschaffen, bei dem mittels des Head-Up-Display-Gehäuses selbst eine Stützstruktur vom Cockpit-Querträger zum Rohbau-Querträger geschaffen ist. Gemäß der Erfindung ist damit eine neuartige Konstruktion einer Cockpitstruktur geschaffen, bei der das Head-Up-Display-Gehäuse selbst als ein integraler Bestandteil der Stützstruktur wirkt. Das Head-Up-Display-Gehäuse ist dazu als ein tragendes, multifunktionales Element ausgelegt, wodurch in diesem Bereich insbesondere Bauraum eingespart werden kann. So sind insbesondere stützende Bauelemente in das Head-Up-Display-Gehäuse integriert, wodurch bisher notwendige Stützen vor allem zwischen dem Cockpit-Querträger und dem Rohbau-Querträger weggelassen werden können. Dabei ist insbesondere das Head-Up-Display-Gehäuse sowohl mit dem Cockpit-Querträger als auch mit dem Rohbau-Querträger verschraubt.According to the invention a cockpit structure of a vehicle with a cockpit cross member and a shell cross member and a head-up display housing is created in which created by the head-up display housing itself a support structure from the cockpit cross member to the shell cross member is. According to the invention, there is thus provided a novel construction of a cockpit structure in which the head-up display housing itself acts as an integral part of the support structure. The head-up display housing is designed as a load-bearing, multifunctional element, which can be saved in this area, in particular space. Thus, in particular supporting components are integrated into the head-up display housing, which previously necessary supports can be omitted especially between the cockpit cross member and the shell cross member. In particular, the head-up display housing is bolted to both the cockpit cross member and the shell cross member.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist der Bauraum im Bereich des Head-Up-Displays besser ausgenützt, indem das Gehäuse des Displays selbst mit der tragenden Struktur verbunden ist und als solche Wirkung erzielt. Auf diese Weise ist eine erhöhte Steifigkeit der Tragstruktur in diesem Bereich geschaffen. Dies wirkt sich positiv auf das Fahrverhalten und das Crashverhalten des Fahrzeugs aus. Im Bereich der optischen Elemente des Head-Up-Displays werden durch die erhöhte Steifigkeit Schwingungen und damit insbesondere ein Bildzittern vermieden. Ferner kann die Funktionalität des Head-Up-Displays gesteigert werden, weil mehr Bauraum z. B. für Kühlrippen zur besseren Wärmeabfuhr oder dergleichen zur Verfügung steht. Ferner kann mit dem Mehr an Bauraum eine größere Bildgröße, mehr Anzeigefunktionalität und/oder mehr Projektionsabstand realisiert werden. Darüber hinaus können damit auch weitere Funktionselemente in das Head-Up-Display integriert werden. Schließlich ergeben sich mit der Lösung gemäß der Erfindung auch Vorteile hinsichtlich einer reduzierten Teileanzahl, einer vereinfachten Montage und Demontage sowie beim Gewicht der Gesamtanordnung.With the solution according to the invention the space in the area of the head-up display is better utilized by the housing of the display itself is connected to the supporting structure and achieved as such effect. In this way, an increased rigidity of the support structure is created in this area. This has a positive effect on the driving behavior and the crash behavior of the vehicle. In the area of the optical elements of the head-up display, the increased rigidity avoids vibrations and thus, in particular, image shaking. Furthermore, the functionality of the head-up display can be increased because more space z. B. for cooling fins for better heat dissipation or the like is available. Furthermore, a larger image size, more display functionality and / or more projection distance can be realized with the additional space. In addition, other functional elements can also be integrated into the head-up display. Finally, with the solution according to the invention also advantages in terms of a reduced number of parts, a simplified assembly and disassembly and the weight of the overall arrangement.
Die Stützstruktur der erfindungsgemäßen Cockpitstruktur ist vorteilhaft vom Cockpit-Querträger zum Rohbau-Querträger hin mit mindestens einem einstückig mit dem Head-Up-Display-Gehäuse ausgebildeten Stützstab gestaltet. Der Stützstab bildet am Gehäuse eine Strebe bzw. Knickversteifung, mit der im Wesentlichen in Längsrichtung bzw. Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs der Cockpit-Querträger zum Rohbau hin abgestützt ist. Diese Abstützung ist für die gesamte Cockpitanordnung wirksam und vorteilhaft.The support structure of the cockpit structure according to the invention is advantageously designed from the cockpit cross member to the shell cross member with at least one integrally formed with the head-up display housing support rod. The support rod forms a strut or buckling reinforcement on the housing, with which the cockpit cross member is supported toward the shell in the longitudinal direction or main direction of travel of the vehicle. This support is effective and advantageous for the entire cockpit assembly.
Die Abstützung ist besonders wirksam und zugleich auf kleinstem Bauraum zu realisieren, indem bezogen auf die Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs an zwei Seitenflächen des Head-Up-Display-Gehäuses jeweils ein solcher Stützstab ausgebildet ist. Alternativ kann auch ein zentraler bzw. mittiger Stützstab an der Unterseite des Head-Up-Display-Gehäuses ausgebildet sein.The support is particularly effective and at the same time to realize in the smallest space by based on the main direction of travel of the vehicle on two side surfaces of the head-up display housing each such a support rod is formed. Alternatively, a central or central support rod may be formed on the underside of the head-up display housing.
Besonders hilfreich ist die erfindungsgemäße Abstützung auch für eine Lagestabilisierung einer Lenksäule am Fahrzeug. An der Lenksäule und am zugehörigen Lenkrad sind die Ansprüche hinsichtlich Stabilität, Schwingungsverhalten und Crashverhalten bekanntlich besonders hoch. Diese hohen Anforderungen können mit der erfindungsgemäßen Lösung bei zugleich geringem Bauraumbedarf vorteilhaft erfüllt werden. Dazu ist besonders bevorzugt mittels des Head-Up-Display-Gehäuses zugleich eine Stützstruktur vom Cockpit-Querträger zu einer Lenksäule des Fahrzeugs geschaffen. Die Lenksäule ist bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung also ebenfalls am Head-Up-Display-Gehäuse befestigt, welches seinerseits am Cockpit-Querträger und am Rohbau-Querträger ortsfest angebracht ist. Auch dabei ergeben sich Synergie- und Bauraumpotentiale an den beteiligten Bauteilen, die vorteilhaft zu nutzen sind.Particularly helpful is the support according to the invention also for a position stabilization of a steering column on the vehicle. At the steering column and the associated steering wheel, the claims regarding stability, vibration behavior and crash behavior are known to be particularly high. These high requirements can be advantageously met with the solution according to the invention with at the same time low space requirement. This is particularly preferably by means of the head-up display housing at the same time created a support structure from the cockpit cross member to a steering column of the vehicle. The steering column is thus also attached to the head-up display housing in this embodiment of the invention, which in turn is fixedly mounted on the cockpit cross member and the shell cross member. This also results in synergy and space potentials on the components involved, which are advantageous to use.
Mittels des erfindungsgemäßen Head-Up-Display-Gehäuses ist ferner vorteilhaft eine Stützstruktur vom Cockpit-Querträger zu einer Stirnwand des Fahrzeugs gestaltet. Auf diese Weise ist das Head-Up-Display-Gehäuse vorteilhaft zusätzlich zu den beiden oben genannten, mit den beiden Stützstäben geschaffenen Stützbereichen am Rohbau-Querträger an einem dritten, insbesondere weiter unten liegenden Stützbereich am Rohbau abgestützt. Auf diese Weise ist sowohl im Längsschnitt als auch im Querschnitt des Fahrzeugs betrachtet eine Dreipunktabstützung für das Head-Up-Display-Gehäuse geschaffen. Insbesondere ist eine Abstützung unterhalb und oberhalb des Masseschwerpunkts des Head-Up-Displays geschaffen, wodurch dessen Kippmomente ideal aufgenommen werden können. Eine solche Abstützung erzeugt ferner eine besonders steife Stützstruktur zwischen dem Cockpit-Querträger und dem Rohbau. Zugleich werden für die derartige Stabilisierung die ohnehin beim Head-Up-Display-Gehäuse vorzusehenden Gehäuseflächen vorteilhaft und mit nur geringem Bauraumverbrauch genutzt. Die Stützstruktur vom Cockpit-Querträger zur Stirnwand ist vorzugsweise als ein einstückig bzw. einteilig mit dem Head-Up-Display-Gehäuse ausgebildeter (dritter) Stützstab gestaltet. Dieser Stützstab ist vorzugsweise mit der Stirnwand verschraubt.By means of the head-up display housing according to the invention, a support structure is also advantageously designed by the cockpit cross member to an end wall of the vehicle. In this way, the head-up display housing is advantageously supported in addition to the two above, provided with the two support rods support areas on the shell crossmember on a third, in particular lower lying support area on the shell. In this way, viewed both in longitudinal section and in the cross-section of the vehicle, a three-point support for the head-up display housing created. In particular, a support is provided below and above the center of mass of the head-up display, whereby its tilting moments can be ideally absorbed. Such a support also creates a particularly rigid support structure between the cockpit cross member and the shell. At the same time, the housing surfaces to be provided anyway in the head-up display housing are advantageously used for such stabilization and with only a small space requirement. The support structure of the cockpit cross member to the end wall is preferably designed as a (third) support rod formed in one piece or in one piece with the head-up display housing. This support rod is preferably screwed to the end wall.
Ferner ist mittels des erfindungsgemäßen Head-Up-Display-Gehäuses vorteilhaft eine Stützstruktur vom Cockpit-Querträger zu einem Steuergerät und/oder einem Kabelbaum des Fahrzeugs geschaffen. Das Head-Up-Display-Gehäuse dient dann zugleich als Stützelement für weitere Bauteile, welche ansonsten durch speziell vorzusehende Halterungen am Cockpit-Querträger oder am Rohbau zu befestigen wären.Furthermore, by means of the head-up display housing according to the invention advantageously provides a support structure from the cockpit cross member to a control unit and / or a wiring harness of the vehicle. The head-up display housing then also serves as a support element for other components, which would otherwise be secured by specially provided brackets on the cockpit cross member or the shell.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Head-Up-Display-Gehäuse vorteilhaft in seinem Inneren unmittelbar einen Spiegel, ein Prisma, eine Linse und/oder eine Lichtquelle des zugehörigen Head-Up-Displays stützen. Die derartige unmittelbare Abstützung verbessert insbesondere das Schwingungsverhalten und verringert damit die Verwacklungsgefahr des projizierten Bildes.In addition, the head-up display housing according to the invention can advantageously support in its interior directly a mirror, a prism, a lens and / or a light source of the associated head-up display. The direct support of this kind improves, in particular, the oscillation behavior and thus reduces the blurring risk of the projected image.
Die Erfindung ist gemäß den oben genannten Vorteilen und Weiterbildungen auch speziell auf eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Head-Up-Display-Gehäuses in einem Fahrzeug zum Ausbilden einer Stützstruktur von einem Cockpit-Querträger des Fahrzeugs zu einem Rohbau-Querträger des Fahrzeugs gerichtet.The invention is also directed, in accordance with the above-mentioned advantages and further developments, to use of a head-up display housing according to the invention in a vehicle for forming a support structure from a cockpit cross member of the vehicle to a shell cross member of the vehicle.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:An exemplary embodiment of the solution according to the invention will be explained in more detail below with reference to the attached schematic drawings. It shows:
In den
Der Cockpit-Querträger
Die Fahrgastzelle ist an ihrer bezogen auf die Hauptfahrtrichtung vorderen Seite mit einer ebenfalls zum Rohbau gehörenden Stirnwand
Dabei weist der Cockpit-Querträger
Der Cockpit-Querträger
Zwischen den drei Stützstäben
Der Cockpit-Querträger
Ferner befindet sich an dem dritten Stützstab
In den
An dem Head-Up-Display-Gehäuse
Das Head-Up-Display-Gehäuse
Darüber hinaus befindet sich an dem als Stützstruktur wirkendem Head-Up-Display-Gehäuse
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Cockpitstrukturcockpit structure
- 1212
- Cockpit-QuerträgerCockpit cross-member
- 1414
- Rohbau-QuerträgerCarcass crossmember
- 1616
- Längsrichtung des zugehörigen FahrzeugsLongitudinal direction of the associated vehicle
- 1818
- erste A-Säulefirst A-pillar
- 2020
- zweite A-Säulesecond A-pillar
- 2222
- Stirnwandbulkhead
- 2424
- WindschutzscheibeWindshield
- 2626
- erster Stützarmfirst support arm
- 2828
- erster Stützfußfirst support foot
- 3030
- Kardantunneltransmission tunnel
- 3232
- erster Stützstab gemäß dem Stand der Technikfirst support rod according to the prior art
- 3434
- zweiter Stützstab gemäß dem Stand der Techniksecond support rod according to the prior art
- 3636
- dritter Stützstab gemäß dem Stand der Technikthird support rod according to the prior art
- 3838
- Head-Up-Display-Gehäuse gemäß dem Stand der TechnikHead-up display housing according to the prior art
- 4040
- Lenksäulesteering column
- 4242
- Verschraubung zur Lenksäule gemäß dem Stand der TechnikScrew connection to the steering column according to the prior art
- 4444
- Verschraubung zum Rohbau-Querträger gemäß dem Stand der TechnikScrewing to the shell cross member according to the prior art
- 4646
- Verschraubung zur Stirnwand gemäß dem Stand der TechnikScrewing to the front wall according to the prior art
- 4848
- Befestigung für ein Steuergerät gemäß dem Stand der TechnikAttachment for a control unit according to the prior art
- 5050
- Befestigung für einen Kabelbaum gemäß dem Stand der TechnikAttachment for a wiring harness according to the prior art
- 5252
- Cockpitstruktur gemäß der ErfindungCockpit structure according to the invention
- 5454
- Cockpit-QuerträgerCockpit cross-member
- 5656
- Head-Up-Display-Gehäuse gemäß der ErfindungHead-up display housing according to the invention
- 5858
- erster Stützstab gemäß der Erfindungfirst support rod according to the invention
- 6060
- zweiter Stützstab gemäß der Erfindungsecond support rod according to the invention
- 6262
- dritter Stützstab gemäß der Erfindungthird support rod according to the invention
- 6464
- Verschraubung zum Rohbau-Querträger gemäß der ErfindungScrew connection to the shell cross member according to the invention
- 6666
- Verschraubung zur Stirnwand gemäß der ErfindungScrew connection to the end wall according to the invention
- 6868
- Verschraubung zur Lenksäule gemäß der ErfindungScrew connection to the steering column according to the invention
- 7070
- Befestigung für ein Steuergerät gemäß der ErfindungAttachment for a control device according to the invention
- 7272
- Befestigung für einen Kabelbaum gemäß der ErfindungAttachment for a wiring harness according to the invention
- 7474
- Spiegelmirror
- 7676
- Lichtquellelight source
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