FR2820689A1

FR2820689A1 - System for reducing rattling of car sun roof consists of device which produces variations in pressure of air flowing through slit in front of it with different frequency to resonant frequency of sun roof

Info

Publication number: FR2820689A1
Application number: FR0101853A
Authority: FR
Inventors: Virginie Maillard; Denis Ricot
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2001-02-12
Filing date: 2001-02-12
Publication date: 2002-08-16
Anticipated expiration: 2021-02-12
Also published as: FR2820689B1

Abstract

The system for reducing rattling of a car sun roof (5) consists of a device which produces variations in the pressure of the air flowing through the slit in front of it with a different frequency to the resonant frequency of the sun roof. The device may be a compressor (7) producing pulses of compressed air, a heater producing fluctuating amounts of heat or a piezoelectric strip.

Description

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

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

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

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, alors que le principe sous-jacent à la plupart des systèmes existants mentionnés plus haut consiste à perturber l'écoulement au niveau de l'ouverture, l'invention est basée sur le principe exactement contraire d'organiser cet écoulement en forçant son oscillation, mais à une fréquence différente de la fréquence de résonance de l'habitacle afin d'éviter le couplage qui se traduit par le phénomène de battement. To this end, while the principle underlying most of the existing systems mentioned above consists in disturbing the flow at the level of the opening, the invention is based on the exactly opposite principle of organizing this flow by forcing its oscillation, but at a frequency different from the resonance frequency of the passenger compartment in order to avoid coupling which results in the beat phenomenon.

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 de forçage pour forcer dans la couche de mélange qui se forme au niveau de l'ouverture de toit ouvrant, l'organisation des instabilités à une. fréquence prédéterminée, choisie différente 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, forcing means for forcing in the layer of mixture that forms at the opening of the sunroof, the organization of instabilities to one. predetermined frequency, chosen different from the resonance frequency of the passenger compartment.

Dans une première forme de réalisation de l'invention, lesdits moyens de forçage 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 dans ladite couche de mélange sous forme de pulsations à ladite fréquence prédéterminée choisie différente de la fréquence de résonance de l'habitacle. En pratique, ladite rampe sera avantageusement alimentée par un générateur d'air comprimé alternatif placé à proximité de celle-ci. In a first embodiment of the invention, said forcing means placed along the upstream edge of the sunroof opening consist of an air injection ramp intended to inject air into said layer of mixture in the form of pulses at said selected predetermined frequency different from the resonance frequency of the passenger compartment. In practice, said ramp will advantageously be supplied by an alternating compressed air generator placed close to the latter.

Dans une seconde forme de réalisation de l'invention, lesdits moyens de forçage placés le long du bord amont de l'ouverture de toit ouvrant consistent en une bande chauffante pouvant être soumise à un échauffement périodique à ladite fréquence prédéterminée choisie différente de la fréquence de résonance de l'habitacle, s'agissant avantageusement d'une bande chauffante électrique alimentée par un générateur d'impulsions de courant. In a second embodiment of the invention, said forcing means placed along the upstream edge of the sunroof opening consist of a heating strip which can be subjected to periodic heating at said selected predetermined frequency different from the frequency of resonance of the passenger compartment, advantageously being an electric heating strip supplied by a current pulse generator.

Dans une troisième forme de réalisation de l'invention, lesdits moyens de forçage placés le long du bord amont de l'ouverture de toit ouvrant consistent en une bande pouvant être soumise à des vibrations mécaniques à ladite fréquence prédéterminée choisie différente de la fréquence de résonance de l'habitacle, s'agissant avantageusement d'une bande piézoélectrique couplée à une source de courant alternatif. In a third embodiment of the invention, said forcing means placed along the upstream edge of the sunroof opening consist of a strip which can be subjected to mechanical vibrations at said chosen predetermined frequency different from the resonant frequency of the passenger compartment, advantageously being a piezoelectric strip coupled to an alternating current source.

Dans les trois cas pareillement, lesdits moyens de forçage sont de mise en oeuvre simple et visuellement très discrets. In the three cases similarly, said forcing means 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 selon une première forme de réalisation ; la Fig. 2 est une vue schématique en coupe selon la ligne II-II de la Fig. 1, à échelle plus grande ; 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 according to a first embodiment; Fig. 2 is a schematic sectional view along line II-II of FIG. 1, on a larger scale; Fig. 3 is a view similar to FIG. 2 showing the sunroof in the closed position;

la Fig. 4 est une vue similaire à la Fig. 1, illustrant un même toit ouvrant équipé de l'une ou l'autre de seconde et troisième formes de réalisation du dispositif selon l'invention ; la Fig. 5 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne V-V de la Fig. 4, à plus grande échelle ; et la Fig. 6 est une vue semblable à la Fig. 5, représentant le toit ouvrant en position de fermeture. Fig. 4 is a view similar to FIG. 1, illustrating the same sunroof equipped with one or the other of second and third embodiments of the device according to the invention; Fig. 5 is a view in longitudinal section along the line V-V of FIG. 4, on a larger scale; and Fig. 6 is a view similar to FIG. 5, representing the sunroof in the closed position.

Dans l'ensemble de ces dessins, les mêmes références ont été utilisées partout pour désigner les mêmes éléments. Throughout these drawings, the same references have been used everywhere to designate the same elements.

Considérant d'abord les Figs. 1 à 3, elle représentent 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. First considering Figs. 1 to 3, they 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 selectively closed by sliding forward a 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.

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 pluralité de buses 60, orientées vers le haut et vers l'arrière, 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 plurality of nozzles 60, oriented upwards and backwards,

selon un angle qui peut être d'environ 450 par exemple, comme représenté à la Fig. 2. La rampe 6 est alimentée de façon alternative par un générateur d'air comprimé 7, à une fréquence F choisie différente de la fréquence de résonance f de l'habitacle 2. Le générateur d'air comprimé 7 est mis en marche ou arrêté, comme illustré très schématiquement par le circuit de commande avec son interrupteur 11 respectivement fermé et ouvert aux Figs. 2 et 3, au moyen d'un capteur 10 détectant la position de fermeture complète du panneau 4.

at an angle which can be around 450 for example, as shown in FIG. 2. The ramp 6 is supplied alternatively by a compressed air generator 7, at a frequency F chosen different from the resonance frequency f of the passenger compartment 2. The compressed air generator 7 is started or stopped , as illustrated very schematically by the control circuit with its switch 11 respectively closed and open in FIGS. 2 and 3, by means of a sensor 10 detecting the completely closed position of the panel 4.

Les Figs. 4 à 6 illustrent exactement de la même façon que les Figs. 1 à 3 une autre forme de dispositif selon l'invention. Ici, le dispositif comprend une bande mince 8 de largeur L, fixée sur le pavillon 1 à une courte distance d en avant du bord amont 5a de l'ouverture 5. Figs. 4 to 6 illustrate exactly the same way as Figs. 1 to 3 another form of device according to the invention. Here, the device comprises a thin strip 8 of width L, fixed to the roof 1 a short distance d in front of the upstream edge 5a of the opening 5.

Dans une première version de ce dispositif, la bande 8 est une bande électrique chauffante destinée à induire des impulsions thermiques dans la couche de mélange au niveau de l'ouverture 5 selon une fréquence F choisie différente de la fréquence de résonance f de l'habitacle 2. A cet effet, la bande 8 est alimentée par un générateur de courant 9 lui fournissant des impulsions de courant à ladite fréquence F. Le générateur de courant 9 est mis en marche ou arrêté au moyen d'un même capteur 10 qu'aux Figs. 1 à 3 détectant la position de fermeture complète du panneau 4. In a first version of this device, the strip 8 is an electric heating strip intended to induce thermal pulses in the mixing layer at the opening 5 at a frequency F chosen different from the resonance frequency f of the passenger compartment 2. To this end, the strip 8 is supplied by a current generator 9 supplying it with current pulses at said frequency F. The current generator 9 is started or stopped by means of the same sensor 10 as in Figs. 1 to 3 detecting the fully closed position of the panel 4.

Dans une seconde version du dispositif des Figs. 4 à 6, la bande 8 est une bande piézoélectrique destinée à induire des vibrations mécaniques dans la couche de mélange au niveau de l'ouverture 5 selon une fréquence In a second version of the device of Figs. 4 to 6, the strip 8 is a piezoelectric strip intended to induce mechanical vibrations in the mixture layer at the opening 5 at a frequency

F choisie différente de la fréquence de résonance f de l'habitacle 2. Elle est alimentée à cet effet par un générateur de courant alternatif 9 dont le fonctionnement est commandé comme dans les exemples précédents au moyen du même capteur 10. F chosen different from the resonance frequency f of the passenger compartment 2. It is supplied for this purpose by an alternating current generator 9 whose operation is controlled as in the previous examples by means of the same sensor 10.

Claims

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), forcing means for forcing in the mixture layer which forms at the opening of the sunroof (5), the organization of the instabilities at a predetermined frequency (F), chosen different from the resonance frequency (f) of the passenger compartment (2 ).

2) Device according to claim 1, characterized in that said forcing means placed along the upstream edge (5a) of the sunroof opening (5) consist of an air injection ramp (6) intended to injecting air into said mixture layer in the form of pulses at said predetermined frequency (F) different from the resonance frequency (f) of the passenger compartment (2).

3) Device according to claim 2, characterized in that said air injection ramp (6) is supplied by an alternating compressed air generator (7) placed close to the latter.

4) Device according to claim 2 or 3, characterized in that said air injection ramp (6) comprises a plurality of nozzles (60) oriented upwards and backwards.

5) Device according to claim 1, characterized in that said forcing means placed along the upstream edge (5a) of the roof opening

opening (5) consist of a heating strip (8) intended to be subjected to periodic heating at said predetermined frequency (F) chosen different from the resonance frequency (f) of the passenger compartment (2).

6) Device according to claim 5, characterized in that the heating strip (8) is an electric heating strip supplied by a current pulse generator (9).

7) Device according to claim 1, characterized in that said forcing means placed along the upstream edge (5a) of the sunroof opening (5) consist of a strip (8) intended to be subjected to mechanical vibrations at said predetermined frequency (F) chosen different from the resonant frequency (f) of the passenger compartment (2).

8) Device according to claim 7, characterized in that said strip (8) is a piezoelectric strip coupled to an alternating current source (9).

9) Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that said strip (8) is fixed to the roof (1) of the vehicle, at a distance (d) slightly in front of said upstream edge (Sa) of the sunroof opening (5).

10) Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that said forcing means are controlled by means of a sensor (10) detecting the completely closed position of the sunroof panel (4).