АЭРОДИНАМИЧЕСКИ ОПТИМИЗИРОВАННЫЙ КОРПУС НА ЛОБОВОМ СТЕКЛЕ АВТОМОБИЛЯ

Изобретение касается элемента внутреннего помещения автомобиля, в частности автомобиля промышленного назначения, снабженного корпусом, в котором предусмотрен или интегрирован по меньшей мере один электрический и/или электронный функциональный компонент и который расположен во внутреннем помещении автомобиля, в частности автомобиля промышленного назначения, на внутренней стороне или позади внутренней стороны лобового стекла транспортного средства в области, через которую по меньшей мере периодически по меньшей мере из одного воздушного сопла протекает воздушный поток, по меньшей мере на отдельных участках направленный на внутреннюю сторону лобового стекла транспортного средства.

В области транспортостроения известно множество электрических, а также электронных компонентов, которые крепятся изнутри на лобовом стекле или позади лобового стекла транспортного средства. Компоненты такого рода представляют собой, в зависимости от соответствующего оснащения транспортного средства, например, камеры, сенсоры, устройства для считывания чип-карт, компасные системы, навигационные системы, часы, антенны и/или элементы систем для определения дорожного сбора и прочее. В этой связи, например, в автомобилях промышленного назначения, в частности в тяжелых грузовых автомобилях, а также автобусах, на внутренней стороне или позади внутренней стороны лобового стекла транспортного средства часто располагаются сенсорные элементы для систем автоматического регулирования расстояния (ACC) и/или для систем слежения за дорожной разметкой или, соответственно, держания колеи (Lane Guard System).

Расположение электрических или электронных компонентов на внутренней стороне или позади внутренней стороны лобового стекла транспортного средства обеспечивает, прежде всего, то преимущество, что в значительной степени предотвращаются повреждения компонентов. Кроме того, в частности, для оптических сенсоров и камер, как правило, не требуются никакие дополнительные устройства для очистки поля зрения, так как эти компоненты обычно находятся в зоне протирки стеклоочистителей, предусмотренных с наружной стороны лобового стекла транспортного средства. Даже у грузовых автомобилей часто предусмотренные на внутренней стороне или позади внутренней стороны лобового стекла транспортного средства сенсоры, камеры или трансмиттеры предпочтительно располагаются в области зоны протирки, а в ней - в нижней области лобового стекла транспортного средства.

В этой связи из DE 10 2007 012 993 A1 известна система для монтажа камеры внутри транспортного средства. В описанном техническом решении камера располагается внутри транспортного средства позади специального, вделанного в лобовое стекло транспортного средства, пропускающего инфракрасное излучение окна. Камера закрывается от пассажирского салона посредством корпуса, при этом она располагается между лобовым стеклом транспортного средства и корпусом таким образом, что поле зрения камеры направлено через окно, пропускающее инфракрасное излучение. Применяемый корпус имеет L-образную форму и крепится в верхней области лобового стекла транспортного средства, прилегая к лобовому стеклу транспортного средства, у потолка. Здесь также поле зрения камеры находится в зоне протирки стеклоочистителей, так что оно всегда может оставаться чистым.

Кроме того, из DE 10 2005 002 686 A1 известен корпус, расположенный позади стекла транспортного средства, который может вмещать в себя камеру, сенсоры для чип-карт или другие системы. Описанный корпус отличается, прежде всего, тем, что у него имеется крышка, которая простым способом обеспечивает доступ к внутреннему пространству корпуса, чтобы, например, очищать стекло транспортного средства позади корпуса или ремонтировать или заменять расположенные внутри корпуса компоненты. Корпус расположен непосредственно на внутренней стороне лобового стекла транспортного средства, при этом площадь поперечного сечения в направлении потолка сильно увеличивается.

Проблематичным в креплении электрических или электронных компонентов или, соответственно, их корпусов в области внутренней стороны лобовых стекол транспортных средств является не только то, что они ограничивают поле зрения водителя, но и то, что они расположены непосредственно в области течения воздушных сопел, которые направляют свежий воздух на внутреннюю сторону лобового стекла транспортного средства. Свежий воздух, направляемый на внутреннюю сторону лобового стекла транспортного средства, обычно кондиционирован в отношении параметров своего состояния таким образом, чтобы на внутренней стороне стекла не было свободной воды, соответственно, предотвращалось образование льда, в частности, на наружной стороне стекла. При этом предохранение лобового стекла от замерзания обычно осуществляется посредством кондиционированного воздушного потока, который выходит из воздушных сопел или, соответственно, воздуховыпускных отверстий, расположенных в непосредственной близости от лобового стекла на приборной панели или примыкающем к ней козырьке, и течет вверх по лобовому стеклу. Компоненты или, соответственно, их корпус, которые находятся в непосредственном воздушном потоке, протекающем по внутренней стороне лобового стекла, иногда существенно влияют на этот воздушный поток негативным образом.

Из-за геометрии корпуса, обычно рассчитанной только в отношении возможности размещения электрических и/или электронных компонентов, а также на минимальное ограничение поля зрения водителя транспортного средства, часто возникают проблемы при предохранении стекла от замерзания, оттаивании стекла или также при обогреве стекла. Эти проблемы могут приводить к тому, что по меньшей мере в определенных областях лобового стекла транспортного средства при соответствующих условиях происходит нежелательное образование слоя льда с наружной стороны лобового стекла.

Исходя из уровня техники известных технических решений, а также проблем известных систем, в основу изобретения положена задача предоставить элемент внутреннего помещения с электрическими и/или электронными компонентами, которые не влияют или по меньшей мере только минимально влияют на течение воздуха вдоль внутренней стороны лобового стекла транспортного средства. Решение, которое должно быть предоставлено, должно, в частности, гарантировать, чтобы, с одной стороны, воздушное течение вдоль внутренней стороны лобового стекла транспортного средства нарушалось в наименьшей возможной степени, а с другой стороны, чтобы области, которые не обтекаются воздушным потоком, были наименьшими. Таким образом должно гарантироваться, чтобы в любое время, несмотря на предусмотренные часто обязательные электрические или электронные компоненты на внутренней стороне лобового стекла транспортного средства, обеспечивалось надежное предохранение от замерзания, оттаивание, а также обогрев лобового стекла транспортного средства.

Изложенная выше задача решается с помощью элемента внутреннего помещения по п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения и поясняются подробнее в последующем описании с частичной ссылкой на фигуры.

В соответствии с изобретением элемент внутреннего помещения автомобиля или для автомобиля, снабженный корпусом, в котором предусмотрен по меньшей мере один электрический и/или электронный функциональный компонент и который расположен во внутреннем помещении автомобиля на внутренней стороне или позади внутренней стороны лобового стекла транспортного средства в области, через которую по меньшей мере время от времени по меньшей мере из одного воздушного сопла протекает воздушный поток, по меньшей мере на отдельных участках направленный на внутреннюю сторону лобового стекла транспортного средства, усовершенствован таким образом, что корпус имеет аэродинамически оптимизированный в отношении обтекания направленным на внутреннюю сторону лобового стекла транспортного средства воздушным потоком и/или закругленный наружный контур, площадь поперечного сечения которого, на которую осуществляется приток протекающей вдоль лобового стекла транспортного средства или по меньшей мере практически параллельно ему части воздушного потока, больше, чем площадь поперечного сечения, находящаяся в области оттока от корпуса.

Предпочтительно оптимизация корпуса в отношении аэродинамического расчета осуществляется таким образом, что протяженность наружного контура поперек части воздушного потока, протекающего вдоль лобового стекла транспортного средства или по меньшей мере практически параллельно ему, меньше, чем в направлении течения. В этом случае предлагаемый изобретением элемент внутреннего помещения, снабженный корпусом, в котором предусмотрен электронный и/или электрический функциональный компонент, отличается тем, что наружный контур в продольном направлении воздушного течения имеет относительно длинную протяженность по сравнению с его площадью поперечного сечения. Ориентированная поперек воздушного потока или, соответственно, воздушного течения поверхность притока имеет сравнительно тонкий наружный контур.

В особом варианте осуществления изобретения корпус имеет по меньшей мере частично или по меньшей мере на отдельных участках каплеобразный наружный контур. При этом выполненный в соответствии с изобретением элемент внутреннего помещения или, соответственно, его корпус имеет каплеобразную форму, площадь поперечного сечения которой вдоль направления течения воздушного потока постоянно изменяется и, в частности, сильно уменьшается в области оттока от корпуса. Предпочтительно в верхнем, обращенном к потолку конце корпуса предусмотрена закругленная кромка, которая расположена практически перпендикулярно к ветровому стеклу и в которой сходятся поверхности боковых стенок корпуса. Альтернативно можно также предусмотреть в области оттока от корпуса поверхность срыва или поверхность срыва с надлежащим образом выполненными закруглениями или, соответственно, формами. В качестве возможных форм допустимы, например, известные из кузовостроения гребенчатые контуры или контуры Ярая (Jaray), которые, в частности, применяются для задней части транспортного средства. Кроме того, на выбор, отдельные поверхности, в частности обе наружные поверхности лобового стекла транспортного средства или, соответственно, боковые поверхности, обращенные к стойкам A, корпуса или же весь корпус могут иметь каплеобразный контур. В каждом случае существенно, чтобы сужение наружного контура корпуса осуществлялось в направлении течения текущего по стеклу воздушного потока, так чтобы обтекающие корпус отдельные воздушные потоки в области оттока от корпуса сходились таким образом, чтобы здесь не происходил срыв течения с сопутствующим ему образованием завихрений. Поэтому верхняя замыкающая кромка корпуса, которая образует кромку срыва, выполнена таким образом, чтобы по меньшей мере два обтекающих корпус отдельных воздушных потока сходились с подветренной стороны этой кромки под как можно более острым углом.

Геометрия наружного контура корпуса может быть также выполнена с радиусами, оптимизированными в отношении обтекания воздушным потоком, текущим практически параллельно лобовому стеклу транспортного средства. Под частично каплеобразной формой, которая реализуется в соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления изобретения, следует понимать, что корпус имеет каплеобразную форму не по всему объему, потому что он, например, в своей области, обращенной к воздуховыпускным соплам, граничит с приборной панелью или примыкающим к ней конструктивным элементом, в частности конструктивным элементом интерьера. В этом случае корпус может быть также закреплен предпочтительно непосредственно на приборной панели или граничащем с ней конструктивном элементе, в частности конструктивном элементе интерьера, так чтобы поверхность приборной панели непосредственно переходила в наружную стенку корпуса.

В другом варианте осуществления корпус может быть закреплен на лобовом стекле транспортного средства, например, посредством клеевого соединения или, соответственно, адгезионного соединения.

Альтернативно, разумеется, возможно также, чтобы корпус элемента внутреннего помещения был закреплен на приборной панели или, соответственно, граничащем с ней конструктивном элементе, в частности конструктивном элементе интерьера, с помощью выполненного надлежащим образом держателя, цоколя и/или опоры компонента.

В одном из такого рода вариантов осуществления или, соответственно, креплений элемента внутреннего помещения особенно предпочтительно, если держатель, цоколь и/или опора компонента также оптимизированы в отношении аэродинамического расчета или снабжены надлежащим образом аэродинамически оптимизированными элементами облицовки.

Другой предпочтительный вариант осуществления предусматривает, что корпус элемента внутреннего помещения снабжен подводом провода, который подключен к корпусу и снабжает энергией электрические и/или электронные компоненты и/или служит для передачи данных.

Надлежащим образом подвод провода такого рода аэродинамически оптимизируется в отношении воздушного потока, протекающего по меньшей мере практически параллельно внутренней стороне лобового стекла транспортного средства, или окружается аэродинамически оптимизированным элементом облицовки.

В корпусе, предлагаемом изобретением, могут быть предусмотрены, на выбор, один или несколько электрических и/или электронных компонентов. По одному из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления в этой связи предусмотрено, что корпус со стороны, обращенной к внутренней стороне лобового стекла транспортного средства, снабжен по меньшей мере одним отверстием для сенсорного элемента по меньшей мере одного электрического или электронного функционального элемента. Предусмотренное отверстие служит, например, для оптических сенсоров полем зрения, которое направлено через стекло транспортного средства на дорогу перед транспортным средством. Если внутри аэродинамически оптимизированного корпуса предусмотрено несколько компонентов, эти компоненты предпочтительно расположены друг над другом, чтобы таким образом получить контур корпуса, выполненный тонким поперек направления притока воздушного потока, а также удлиненным в направлении течения.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения у корпуса в области оттока имеется поверхность срыва, на которой по меньшей мере периодически может практически без завихрений осуществляться срыв воздушного потока.

Ниже изобретение поясняется подробнее без ограничения общей идеи изобретения на примерах осуществления со ссылкой на фигуры. Показано:

фиг.1: приборная панель с граничащим конструктивным элементом и расположенным на нем функциональным компонентом, снабженным оптическим сенсором из уровня техники, а также

фиг.2: приборная панель с граничащим конструктивным элементом и расположенным на нем корпусом, в котором расположены два электронных функциональных компонента.

На фиг.1 показан элемент 1 внутреннего помещения автомобиля промышленного назначения (на фиг.1 не изображен), известный из уровня техники. Изображен вид в направлении взгляда спереди через лобовое стекло 4 автомобиля промышленного назначения на приборную панель 5 с граничащим с ней конструктивным элементом, соответственно, конструктивным элементом 6 интерьера. Приборная панель 5 с граничащим с ней конструктивным элементом 6 интерьера в передней области снабжена воздушными соплами, соответственно, надлежащим образом выполненными воздуховыпускными отверстиями 7, которые расположены практически параллельно внутренней стороне лобового стекла 4 транспортного средства. В средней части конструктивного элемента 6 интерьера предусмотрен функциональный компонент 8, снабженный сенсорным элементом 9, в частности оптическим сенсором 9, который расположен в корпусе 2. Изображенный электронный компонент 8 представляет собой, например, камеру системы распознавания колеи.

С помощью такого рода камеры 8 регистрируются отметки, ограничивающие дорожное полотно, чтобы на основании соответствующих данных с помощью оценочного и/или регулировочного устройства соответствующей системы осуществлять автоматическое распознавание колеи и/или удержание колеи.

В нижней области корпуса 2 предусмотрена опора 3 компонента, посредством которой камера 8 со своим корпусом прикреплена к конструктивному элементу 6 интерьера автомобиля промышленного назначения. При этом отчетливо видно, что корпус 2 имеет сравнительно угловатый наружный контур (сравнительно, например, боковую поверхность 11), и опора 3 компонента также включает в себя области, в которых воздушное течение не направляется, а, более того, могут происходить завихрения воздушного течения.

Выходящий из воздушных сопел и/или из надлежащих воздуховыпускных отверстий 7 воздушный поток по меньшей мере частично направляется на внутреннюю сторону лобового стекла 4 транспортного средства. Воздушный поток или по меньшей мере часть этого воздушного потока течет, таким образом, начинаясь от воздушных сопел, соответственно, воздуховыпускных отверстий 7 вдоль внутренней стороны лобового стекла 4 транспортного средства и/или по меньшей мере практически параллельно ей вверх в направлении X верхней боковой кромки лобового стекла 4 транспортного средства. Боковой кромкой лобовое стекло 4 транспортного средства обычно граничит с поперечиной окна (не изображено на фиг.1).

Водитель транспортного средства может, в зависимости от условий окружающей среды, а также личной потребности в комфорте, регулировать как температуру, так и расход воздушного потока. Часто в дополнение к ручному регулированию бывают предусмотрены также системы автоматического регулирования, которые в зависимости от условий окружающей среды планомерно регулируют параметры воздуха, вытекающего из воздушных сопел, соответственно, воздуховыпускных отверстий 7. Так, например, предохранение от замерзания лобового стекла осуществляется с помощью воздушного потока, надлежащим образом кондиционированного в отношении параметров своего состояния с помощью установки кондиционирования транспортного средства. Под кондиционированием воздушного потока в этой связи понимается, что воздушный поток не только может по-разному темперироваться, но и возможно частичное планомерное регулирование содержания в нем влаги.

Предусмотренный блок камеры, соответственно, камера 8 в проточной области воздуха, вытекающего из воздуховыпускных отверстий 7, создает нарушение воздушного потока, направляемого по внутренней стороне лобового стекла 4 транспортного средства или по меньшей мере параллельно ей. Это может приводить к тому, что предохранение от замерзания, соответственно, отопление, оттаивание и/или обогрев лобового стекла 4 транспортного средства не будут осуществляться в необходимой мере. В частности, могут либо возникать задержки во времени при предохранении от замерзания или оттаивании лобового стекла 4 транспортного средства, либо в отдельные области лобового стекла 4 транспортного средства вообще не будет подаваться соответственно кондиционированный воздушный поток. Нарушение воздушного течения из-за компонентов 3, 8, расположенных в области внутренней стороны лобового стекла 4 транспортного средства, может приводить к тому, что обогрев лобового стекла 4 транспортного средства, в частности, при низких наружных температурах, не будет осуществляться в необходимой мере, и будет происходить образование слоя льда с наружной стороны лобового стекла 4 транспортного средства. Это приводит к ограничению видимости для водителя транспортного средства и в итоге к опасности при эксплуатации транспортного средства, прежде всего вскоре после холодного пуска транспортного средства.

На фиг.2 предлагаемый изобретением элемент 1 внутреннего помещения изображен в одном из вариантов осуществления. Элемент 1 внутреннего помещения имеет корпус 2 и две расположенные в нем камеры 8 в качестве функциональных элементов 8. Каждая из камер 8 снабжена по меньшей мере одним сенсорным элементом 9. В противоположность техническим решениям, известным из уровня техники, корпус 2 аэродинамически оптимизирован в отношении воздушного течения, которое протекает вдоль внутренней стороны лобового стекла 4 транспортного средства. Изображенный на фиг.2 корпус 2 отличается, прежде всего, тем, что наружный контур является сравнительно продолговатым в направлении течения воздушного потока, и корпус 2 в области 12 оттока от него выполнен тонким.

Изображенный корпус 2 выполнен в каплеобразной форме, при этом поперечные сечения и/или участки контура были выбраны с оптимизированными радиусами. Корпус 2 может быть также по меньшей мере на отдельных участках выполнен каплеобразным или по меньшей мере на отдельных участках коническим или по меньшей мере на отдельных участках шарообразным. В частности, боковые поверхности 11 корпуса 2 на фиг.2 воспроизводят контур капли таким образом, что они сходятся в закругленной замыкающей кромке в области 12 оттока. Благодаря сужению поперечного сечения корпуса в направлении области 12 оттока и в равной степени закругленной форме замыкающей кромки обеспечивается, что, в частности, обтекающие боковые поверхности 11 корпуса 2 отдельные воздушные потоки сходятся позади замыкающей кромки, с подветренной стороны корпуса 2, с образованием острого угла. Область 12 оттока от корпуса 2 представляет собой наиболее узкую область, то есть область с наименьшей площадью поперечного сечения корпуса 2.

Как область 10 притока, так и замыкающая кромка в области 12 оттока от корпуса 2 выполнены закругленными. При этом существенно, что радиус контура корпуса в области 10 притока выбран больше, чем радиус наружного контура в области 12 оттока. Таким образом одновременно достигается надлежащее обтекание корпуса 2, а также сокращение до минимума потерь в потоке в области 12 оттока, в частности, благодаря значительному предотвращению образованию завихрений позади закругленной замыкающей кромки.

Корпус 2 в своей области 10 притока снабжен небольшим цоколем 3, который соединяет элемент 1 внутреннего помещения с конструктивным элементом 6 интерьера автомобиля промышленного назначения (на фиг.2 не изображен). Наружный контур цоколя 3 согласован с наружным контуром корпуса 2, так что наружная оболочка цоколя 3 переходит непосредственно в поверхность корпуса 2. Переходная область между конструктивным элементом 6 интерьера и корпусом 2 также выполнена таким образом, что воздушное течение может протекать по обтекаемым поверхностям по меньшей мере практически без нарушений или, соответственно, завихрений.

На стороне корпуса 2, обращенной к лобовому стеклу 4 транспортного средства, предусмотрены два расположенных друг над другом отверстия 13. Непосредственно позади этих отверстий 13 расположены оптические приборы или, соответственно, оптические сенсоры 9 камеры 8 системы слежения за дорожной разметкой или, соответственно, удержания колеи (Lane Guard System), а также камера 8 системы автоматического регулирования расстояния (ACC). Отверстия 13 образуют при этом исходную точку для поля зрения обеих камер 8 на дороге, находящейся перед транспортным средством (на фиг.2 не изображено), здесь автомобилем промышленного назначения. Камеры 8, предусмотренные в выполненном в соответствии с изобретением корпусе 2, расположены друг над другом. Благодаря этому расположению, в свою очередь, обеспечивается, что корпус 2 имеет тонкий и продолговатый наружный контур. При этом протяженность корпуса 2 в направлении течения больше, чем поперек воздушного течения.

Элемент 1 внутреннего помещения, снабженный корпусом 2 и двумя расположенными внутри него камерами 8, также расположен позади лобового стекла 4 транспортного средства таким образом, что воздушный поток, выходящий из воздушных сопел, соответственно, воздуховыпускных отверстий 7 и протекающий по внутренней стороне лобового стекла 4 транспортного средства, практически не испытывает негативных воздействий. Для этого расположение воздуховыпускных отверстий 7 предпочтительным образом согласовано с расположением элемента 1 внутреннего помещения. Обращенная к лобовому стеклу 4 транспортного средства поверхность корпуса 2 проходит по меньшей мере практически параллельно внутренней стороне лобового стекла 4 транспортного средства. Корпус 2 примыкает к лобовому стеклу 4 транспортного средства, при этом между лобовым стеклом 4 транспортного средства и корпусом предусмотрено уплотнение (на фиг.2 не изображено). Альтернативно можно приклеить корпус 2 к стеклу по всей поверхности. На поверхностях, не обращенных к лобовому стеклу 4 транспортного средства, в частности, боковой поверхности 11, корпус 2 обтекается выходящим из воздуховыпускных отверстий 7 воздушным потоком, при этом одновременно обеспечивается надежное обтекание внутренней стороны лобового стекла 4 транспортного средства.

Предлагаемое изобретением техническое решение особым образом предоставляет элемент 1 внутреннего помещения, снабженный корпусом 2, который позволяет расположить электрические и/или электронные компоненты 8 позади лобового стекла 4 транспортного средства без заметного нарушения за счет этого воздушного потока, протекающего вдоль внутренней стороны лобового стекла 4 транспортного средства. Тем самым надежно обеспечивается достаточный при каждом рабочем состоянии обдув лобового стекла 4 транспортного средства, в частности, с целью оттаивания, предохранения от замерзания или, соответственно, отепления и/или обогрева.

Список ссылочных позиций

1. Элемент внутреннего помещения.

2. Корпус.

3. Опора компонента.

4. Лобовое стекло транспортного средства.

5. Приборная панель.

6. Конструктивный элемент интерьера.

7. Воздуховыпускное отверстие.

8. Функциональный элемент, камера.

9. Сенсорный элемент, в частности оптический сенсор.

10. Область притока.

11. Боковая поверхность/поверхности.

12. Область оттока, соответственно, замыкающая кромка.

13. Отверстие.