FR2820688A1 - System for reducing rattling of car sun roof when closed comprises grille mounted inside car at edge of opening and connected either to compressor or suction pump - Google Patents

System for reducing rattling of car sun roof when closed comprises grille mounted inside car at edge of opening and connected either to compressor or suction pump Download PDF

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Abstract

The system for reducing rattling of a car sun roof (5) when closed comprises a grille (6) mounted inside the car at the edge of the opening. This is connected either to a compressor (7) or suction pump, so that the variations in pressure of the air flowing through the slit in front of the roof do not reach its resonant frequency.

Description

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SYSTEME DE REDUCTION DU BATTEMENT DE TOIT
OUVRANT DANS UN VEHICULE AUTOMOBILE
La présente invention concerne les toits ouvrants de véhicules automobiles, et plus particulièrement un équipement pour de tels toits ouvrants, destiné à empêcher le phénomène de battement à l'intérieur de l'habitacle. ROOF BEAT REDUCTION SYSTEM
OPENING IN A MOTOR VEHICLE
The present invention relates to sunroofs for motor vehicles, and more particularly to equipment for such sunroofs, intended to prevent the phenomenon of flapping inside the passenger compartment.

En théorie, il est connu que lorsque l'écoulement d'un fluide affleure une cavité, il se développe à l'interface une couche de mélange dans laquelle sont générées des oscillations et des tourbillons venant heurter le bord aval de l'ouverture. De fortes pulsations apparaissent alors dans la cavité lorsque la fréquence des instabilités est proche de sa fréquence de résonance.  In theory, it is known that when the flow of a fluid is flush with a cavity, a layer of mixture develops at the interface in which oscillations and vortices are generated which strike the downstream edge of the opening. Strong pulses then appear in the cavity when the frequency of instabilities is close to its resonant frequency.

Dans un véhicule automobile, ce phénomène se produit à certaines vitesses critiques dans l'habitacle lorsqu'une vitre latérale est ouverte, et de façon plus systématique et plus accentuée en cas d'ouverture d'un toit ouvrant. On appelle communément battement de toit ouvrant ces puissantes pulsations de pression qui sont très gênantes, voire dangereuses, pour le conducteur et les passagers du véhicule.  In a motor vehicle, this phenomenon occurs at certain critical speeds in the passenger compartment when a side window is open, and more systematically and more accentuated when a sunroof is opened. These powerful pressure pulsations which are very annoying, even dangerous, for the driver and the passengers of the vehicle are commonly called opening roof flapping.

En pratique, il convient donc d'équiper les toits ouvrants de moyens pour remédier à ce phénomène de battement.  In practice, it is therefore necessary to equip the sunroofs with means to remedy this fluttering phenomenon.

Les solutions existantes consistent pour la plupart à placer un déflecteur en amont de l'ouverture de toit ouvrant, afin de dévier l'écoulement vers le  Most existing solutions consist in placing a deflector upstream of the sunroof opening, in order to divert the flow towards the

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haut suffisamment pour provoquer son recollement sur le pavillon au-delà du bord aval de l'ouverture, ou bien pour déstructurer l'écoulement au niveau de l'ouverture en vue de réduire ou empêcher la formation d'oscillations cohérentes susceptibles de venir heurter le bord aval de l'ouverture. Plusieurs variantes appartenant à ce type de solutions portent notamment sur différentes formes et positionnements du déflecteur, telles celles décrites dans les brevets US 5671970 au nom de Webasto Sunroofs Inc., DE 3925808 au nom de Bayerische Motoren Werke AG et FR 2774038 au nom de la présente demanderesse.  high enough to cause it to glue together on the roof beyond the downstream edge of the opening, or to destructure the flow at the level of the opening in order to reduce or prevent the formation of coherent oscillations liable to strike the downstream edge of the opening. Several variants belonging to this type of solution relate in particular to different shapes and positions of the deflector, such as those described in US Patents 5,671,970 in the name of Webasto Sunroofs Inc., DE 3,925,808 in the name of Bayerische Motoren Werke AG and FR 2,774,038 in the name of present plaintiff.

Tous ces systèmes basés sur l'implantation d'un déflecteur en amont de l'ouverture de toit ouvrant ont en commun un certain nombre d'inconvénients de caractère relativement rédhibitoire. L'un d'eux est la difficulté de mise au point, sachant que le phénomène de battement est très sensible aux moindres variations dans la position du déflecteur, tandis que celles-ci sont en pratique inévitables de par les écarts de fabrication. Par ailleurs, intégrer un déflecteur dans le dispositif de toit ouvrant nécessite de concevoir pour lui une cinématique de rangement. Il en résulte inévitablement un plus grand encombrement du dispositif qui affecte directement l'architecture du véhicule et l'ergonomie de son habitacle, s'agissant de la garde du toit. Un autre inconvénient réside dans l'accroissement du nombre des pièces composant le dispositif de toit ouvrant, ainsi donc que dans sa plus grande complexité technique, ce qui augmente en premier lieu son coût, mais également les risques de défaillance. Enfin, la  All these systems based on the installation of a deflector upstream of the opening sunroof have in common a certain number of drawbacks of a relatively unacceptable nature. One of them is the difficulty of focusing, knowing that the fluttering phenomenon is very sensitive to the slightest variations in the position of the deflector, while these are in practice inevitable due to manufacturing differences. In addition, integrating a deflector into the sunroof device requires designing for it a storage kinematics. This inevitably results in a larger size of the device which directly affects the architecture of the vehicle and the ergonomics of its passenger compartment, with regard to the roof guard. Another drawback lies in the increase in the number of parts making up the sunroof device, as well as in its greater technical complexity, which increases first of all its cost, but also the risks of failure. Finally, the

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présence du déflecteur, d'un point de vue esthétique, peut également faire apparaître une difficulté supplémentaire dans la définition de la forme ou de la ligne d'un nouveau véhicule, cette présence étant en effet visuellement proéminente.  the presence of the deflector, from an aesthetic point of view, can also reveal an additional difficulty in defining the shape or the line of a new vehicle, this presence being in fact visually prominent.

Des solutions autres que ces systèmes à déflecteur sont divulguées dans les brevets DE 19706673 au nom de Daimler Benz AG, US 5734727 au nom de ASC Inc. et DE 19742741 au nom de Audi NSU Auto Union AG.  Solutions other than these deflector systems are disclosed in patents DE 19706673 in the name of Daimler Benz AG, US 5734727 in the name of ASC Inc. and DE 19742741 in the name of Audi NSU Auto Union AG.

DE 19706673 fait état d'un panneau venant couvrir un coin arrière de l'ouverture de toit ouvrant pour perturber l'impact des tourbillons sur le bord aval. DE 19706673 mentions a panel covering a rear corner of the sunroof opening to disturb the impact of the eddies on the downstream edge.

US 5734727 divulgue quant à lui un système électronique actif qui commande des déplacements du toit ouvrant en fermeture ou en ouverture en fonction des données provenant de microphones placés dans l'habitacle. De par leur principe même qui consiste à modifier la forme de l'ouverture et à la réduire, ces deux systèmes contrecarrent une fonction essentielle du toit ouvrant qui est la circulation d'air dans l'habitacle. US 5734727 discloses an active electronic system which controls movements of the sunroof in closing or opening depending on data from microphones placed in the passenger compartment. By their very principle which consists in modifying the shape of the opening and in reducing it, these two systems counteract an essential function of the sunroof which is the circulation of air in the passenger compartment.

Le système proposé dans le troisième document précité, DE 19742741, consiste en un moyen de contrôle des pulsations par un haut-parleur émettant en opposition de phase, en fonction des données provenant d'un microphone placé dans l'habitacle. Il s'agit là d'une solution coûteuse et techniquement complexe.  The system proposed in the aforementioned third document, DE 19742741, consists of a means of controlling the pulsations by a loudspeaker emitting in phase opposition, according to the data coming from a microphone placed in the passenger compartment. This is an expensive and technically complex solution.

La présente invention résulte de la recherche d'une nouvelle solution pour neutraliser le phénomène de battement de toit ouvrant d'un véhicule, qui soit globalement plus satisfaisante que les systèmes précités, du fait d'allier à son efficacité les  The present invention results from the search for a new solution for neutralizing the phenomenon of the sunroof of a vehicle, which is generally more satisfactory than the aforementioned systems, due to the fact of combining with its efficiency the

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qualités d'être notamment techniquement simple et fiable, d'implantation aisée et visuellement discrète.  qualities of being technically simple and reliable, easy to install and visually discreet.

A cet effet, l'invention est basée sur le fait que l'épaisseur de la couche limite d'un écoulement en amont d'une cavité a une répercussion directe sur la plage de fréquence des instabilités dans la couche de mélange au niveau de l'ouverture de la cavité.  To this end, the invention is based on the fact that the thickness of the boundary layer of a flow upstream of a cavity has a direct impact on the frequency range of the instabilities in the mixing layer at the level of l opening of the cavity.

L'invention est donc un dispositif de réduction du battement de toit ouvrant d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend, placés le long du bord amont de l'ouverture de toit ouvrant, des moyens pour modifier l'épaisseur de la couche limite de l'écoulement d'air incidente d'une manière telle que la plage de fréquence des instabilités dans la couche de mélange qui se forme au niveau de l'ouverture de toit ouvrant soit écartée de la fréquence de résonance de l'habitacle.  The invention is therefore a device for reducing the sunroof flapping of a motor vehicle, characterized in that it comprises, placed along the upstream edge of the sunroof opening, means for modifying the thickness of the boundary layer of the incident air flow in such a way that the frequency range of instabilities in the mixture layer which forms at the opening of the sunroof is deviated from the resonant frequency of the cockpit.

Dans une première forme de réalisation de l'invention, lesdits moyens placés le long du bord amont de l'ouverture de toit ouvrant consistent en une rampe d'injection d'air destinée à injecter de l'air continûment dans la couche limite incidente afin d'en augmenter l'épaisseur. En pratique, ladite rampe sera avantageusement alimentée par un générateur d'air comprimé placé à proximité de celle-ci.  In a first embodiment of the invention, said means placed along the upstream edge of the sunroof opening consist of an air injection ramp intended to inject air continuously into the incident boundary layer in order to to increase the thickness. In practice, said ramp will advantageously be supplied by a compressed air generator placed close to the latter.

Dans une seconde forme de réalisation de l'invention, lesdits moyens placés le long du bord amont de l'ouverture de toit ouvrant consistent en une rampe d'aspiration d'air destinée à aspirer de l'air continûment dans la couche limite afin d'en réduire  In a second embodiment of the invention, said means placed along the upstream edge of the sunroof opening consist of an air suction ramp intended to suck air continuously into the boundary layer in order to '' reduce

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l'épaisseur. En pratique, ladite rampe sera avantageusement couplée à une pompe placée à proximité.  thickness. In practice, said ramp will advantageously be coupled to a pump placed nearby.

Dans les deux cas pareillement, lesdits moyens pour modifier l'épaisseur de la couche limite incidente sont de mise en oeuvre simple et visuellement très discrets.  In both cases similarly, said means for modifying the thickness of the incident boundary layer are simple to use and visually very discreet.

Les caractéristiques et avantages de l'invention mentionnés ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement dans la description suivante et les dessins joints, dans lesquels : la Fig. 1 est une vue schématique de dessus d'un toit ouvrant équipé d'un dispositif selon l'invention ; la Fig. 2 est une vue schématique en coupe selon la ligne II-II de la Fig. 1, à échelle plus grande ; et la Fig. 3 est une vue semblable à la Fig. 2 représentant le toit ouvrant en position de fermeture.  The features and advantages of the invention mentioned above, as well as others, will appear more clearly in the following description and the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic top view of a sunroof equipped with a device according to the invention; Fig. 2 is a schematic sectional view along line II-II of FIG. 1, on a larger scale; and Fig. 3 is a view similar to FIG. 2 showing the sunroof in the closed position.

Les dessins représentent donc très schématiquement la partie d'un pavillon de véhicule automobile 1 comprenant un ensemble de toit ouvrant, soit une ouverture 5 entre l'intérieur de l'habitacle 2 et l'environnement extérieur 3, que vient fermer sélectivement par coulissement vers l'avant un panneau 4.  The drawings therefore very schematically represent the part of a motor vehicle roof 1 comprising a sunroof assembly, ie an opening 5 between the interior of the passenger compartment 2 and the external environment 3, which is closed selectively by sliding towards front panel 4.

Lorsque le véhicule est en condition normale de roulage avec son toit ouvert, l'air de l'environnement extérieur se déplace par rapport au pavillon 1 de l'avant vers l'arrière, selon la flèche F, en formant une couche de mélange au niveau de l'ouverture 5 dans laquelle les perturbations sont susceptibles de faire apparaître dans l'habitacle le phénomène de battement explicité précédemment.  When the vehicle is in normal driving condition with its roof open, the air in the external environment moves relative to roof 1 from front to rear, according to arrow F, forming a layer of mixture at the level of the opening 5 in which the disturbances are liable to cause the flapping phenomenon explained above to appear in the passenger compartment.

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Le dispositif selon l'invention prévu ici pour neutraliser ce phénomène de battement comprend une rampe d'injection d'air 6 agencée le long du bord amont 5a de l'ouverture sous la forme d'une grille de largeur L dirigée vers le haut. La rampe 6 est alimentée continûment par un générateur d'air comprimé 7, selon un débit déterminé de telle manière que l'augmentation de l'épaisseur de la couche limite qui en résulte décale suffisamment de la fréquence de résonance f de l'habitacle 2, la plage de fréquence des instabilités dans la couche de mélange au niveau de l'ouverture 5. Le générateur d'air comprimé 7 est mis en marche ou arrêté, comme illustré très schématiquement par le circuit de commande avec son interrupteur 9 respectivement fermé et ouvert aux Figs. 2 et 3, au moyen d'un capteur 8 détectant la position de fermeture complète du panneau 4. The device according to the invention provided here to neutralize this fluttering phenomenon comprises an air injection ramp 6 arranged along the upstream edge 5a of the opening in the form of a grid of width L directed upwards. The ramp 6 is continuously supplied by a compressed air generator 7, at a determined flow rate such that the increase in the thickness of the resulting boundary layer sufficiently shifts the resonance frequency f of the passenger compartment 2 , the frequency range of instabilities in the mixing layer at the opening 5. The compressed air generator 7 is started or stopped, as illustrated very schematically by the control circuit with its switch 9 closed respectively and open to Figs. 2 and 3, by means of a sensor 8 detecting the completely closed position of the panel 4.

En variante, la même grille 6 peut fonctionner par aspiration pour non plus augmenter l'épaisseur de la couche limite incidente, mais au contraire la réduire.  As a variant, the same grid 6 can operate by suction to no longer increase the thickness of the incident boundary layer, but on the contrary reduce it.

Dans ce cas, le générateur d'air comprimé 7 est remplacé par une pompe assurant un débit d'aspiration régulier.In this case, the compressed air generator 7 is replaced by a pump ensuring a regular suction flow.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1) Dispositif de réduction du battement de toit ouvrant d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend, placés le long du bord amont (5a) de l'ouverture de toit ouvrant (5), des moyens pour modifier l'épaisseur de la couche limite de l'écoulement d'air incidente d'une manière telle que la plage de fréquence des instabilités dans la couche de mélange qui se forme au niveau de l'ouverture de toit ouvrant (5) soit écartée de la fréquence de résonance (f) de l'habitacle (2).  1) Device for reducing the sunroof flapping of a motor vehicle, characterized in that it comprises, placed along the upstream edge (5a) of the sunroof opening (5), means for modifying the thickness of the boundary layer of the incident air flow in such a way that the frequency range of instabilities in the mixture layer which forms at the opening of the sunroof (5) is deviated from the frequency of resonance (f) of the passenger compartment (2). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens placés le long du bord amont (5a) de l'ouverture de toit ouvrant (5) consistent en une rampe d'injection d'air (6) destinée à injecter continûment de l'air dans la couche limite incidente afin d'en augmenter l'épaisseur.  2) Device according to claim 1, characterized in that said means placed along the upstream edge (5a) of the sunroof opening (5) consist of an air injection ramp (6) intended to inject continuously air in the incident boundary layer to increase its thickness. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite rampe d'injection d'air (6) est alimentée par un générateur d'air comprimé (7) placé à proximité de celle-ci.  3) Device according to claim 2, characterized in that said air injection ramp (6) is supplied by a compressed air generator (7) placed close to it. 4) Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite rampe d'injection d'air (6) est une grille orientée vers le haut.  4) Device according to claim 2 or 3, characterized in that said air injection ramp (6) is a grid oriented upwards. 5) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens placés le long du bord amont (5a) de l'ouverture de toit ouvrant (5) consistent en une rampe d'aspiration d'air destinée à  5) Device according to claim 1, characterized in that said means placed along the upstream edge (5a) of the sunroof opening (5) consist of an air suction ramp intended for <Desc/Clms Page number 8><Desc / Clms Page number 8> aspirer de l'air continûment dans la couche limite incidente afin d'en réduire l'épaisseur.  continuously draw air into the incident boundary layer to reduce its thickness. 6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite rampe d'aspiration (6) est reliée à une pompe placée à proximité.  6) Device according to claim 5, characterized in that said suction ramp (6) is connected to a pump placed nearby. 7) Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite rampe d'aspiration est une grille dirigée vers le haut.  7) Device according to claim 5 or 6, characterized in that said suction ramp is a grid directed upwards. 8) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens pour modifier l'épaisseur de la couche limite incidente sont commandés au moyen d'un capteur (8) détectant la position de fermeture complète du panneau de toit ouvrant (4). 8) Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that said means for modifying the thickness of the incident boundary layer are controlled by means of a sensor (8) detecting the completely closed position of the roof panel opening (4).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0916536A2 (en) * 1997-11-13 1999-05-19 DORNIER GmbH Method for reducing the periodical pressure variations of an external stream flowing around the opening of a cavity

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