CN101386287A - 用于机动车车身的行人安全结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于机动车车身的行人安全结构(1)，该行人安全结构具有为格栅口加强前横梁(3)提供叠加结构的弯鼻形外壳板(2)和发动机罩。格栅口加强前横梁(3)承载多个支架(4)。支架(4)被设计成可承受通过所述叠加结构分布在其上的载荷，可承受的垂直(Z)载荷介于1.0－1.5kN范围内，纵向(X)载荷介于0.4－0.6kN范围内。支架(4)进一步被设计用于，当承受通过叠加结构分布在其上的0.6kN以上的纵向(X)载荷时吸收能量而变形，从而使得当行人与机动车碰撞时，多个支架(4)可提供吸收上腿部(5)碰撞区的能量，以保护行人。
Description
技术领域
本发明涉及用于机动车车身的行人安全结构，该行人安全结构具有根据权利要求1的前序部分中所述的布置在格栅口加强前横梁(grille opening reinforcing front cross member，或车前强化横梁)前面的弯鼻形(soft-nose，或软鼻形)外壳板(outer skin panel)。
背景技术
随着道路上的机动车数目不断增加，行人安全成为一个重要问题。大部分行人碰撞事件都与前行的机动车(诸如，汽车)有关。在这种碰撞过程中，站立或行走的行人被机动车的前部碰撞并加速至机动车速度，然后随着机动车刹车至停止而继续前进。在这种碰撞中，机动车的前部或发动机罩前缘通常撞到行人的上腿部(例如，大腿或骨盆)，可能造成肢体伤害。
在如上所述的行人机动车碰撞情况下，期望行人与机动车的接触尽可能是“轻微的(forgiving)”，以使对行人可能会造成的伤害最小化。然而，同时，机动车的前部在其日常使用中必须承受多种需求，诸如推动机动车以及行人就座于其上。
从制造方面的便利考虑，已知的解决方案是对机动车的前部采用被动式(passive)形状，即所谓的“弯鼻形”结构，该“弯鼻形”结构常由热塑性材料构成，该热塑性材料也将部分地用于减轻与行人的碰撞。“弯鼻形”通常表示在朝后位置处与车辆发动机罩接触的前保险杠盖。然而，通常仍然存在因无法充分吸收碰撞所产生的能量而无法降低伤害范围的主要问题。
JP 10218022号专利文件中示出了解决上述问题的一种早先的尝试，该文件涉及在行人与汽车车身的前部相撞的情况下，用于降低对行人的腿部或相似部位的伤害的一种布置。该布置涉及汽车车身的前部结构。布置在发动机罩板与前板之间的汽车车身外板设置有内板，该内板是填在(line)外板中的能量吸收额控制件。外板在汽车车身的前端部处由多个支柱支撑，这些支柱被布置用于翘曲变形功能，从而通过汽车车身板的塑性变形和支柱翘曲变形的协同作用，可以有效吸收碰撞能量。
尽管在被行人碰撞时这种解决方案可能会提供缓冲作用，但是这一能力通常难以与发动机罩在其日常使用中的需求(如上述举例说明的)相协调。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的用于机动车车身的行人安全结构，该行人安全结构可以消除或者至少减少上述问题。一个具体目的是提供一种改进的用于机动车车身的行人安全结构，当行人与装备有这种行人安全结构的机动车发生碰撞时，该行人安全结构可以至少减小行人上腿部所受的伤害。
根据本发明的第一方面，该目的依照权利要求1来实现，该权利要求详细说明了一种用于机动车车身的行人安全结构，该行人安全结构具有为格栅口加强前横梁提供了叠加结构的弯鼻形外壳板和发动机罩，并且其特征在于，所述格栅口加强前横梁承载朝向所述机动车的前部伸出的多个支架，所述多个支架被设计成承载通过所述叠加结构分布在其上的介于1.0-1.5kN范围内的垂直载荷并支撑通过所述叠加结构分布在其上的介于0.4-0.6kN范围内的纵向载荷，并且所述多个支架进一步被设计用于，当承受通过所述叠加结构分布在其上的0.6kN以上的纵向载荷时吸收能量而变形，从而使得当行人与所述机动车碰撞时，所述多个支架提供吸收上腿部碰撞区的能量，以保护行人。
其他实施例列在从属权利要求中。
应当理解的是，在不背离由所附权利要求限定的本发明的范围的前提下，本发明的特征可被结合在任意组合中。
附图说明
现在，将参照附图仅借助于实例来描述本发明的实施例，附图中：
图1以俯视图的方式示意性地示出了设置有根据本发明的行人安全结构的机动车车身的前部结构。
图2示意性地示出了承载根据本发明的行人安全结构的支架的格栅口加强前横梁。
图3示意性地示出了在与行人的上腿部碰撞期间图1的机动车车身的前部结构。
图4示意性地示出了在与行人的上腿部碰撞期间图2的支架。
具体实施方式
从下面结合附图的详细描述中，本发明的其他目的和特征将变得显而易见。然而，应该理解的是，设计这些附图仅用于说明的目的，而并非用于限定本发明的范围，本发明的范围应当参照所附权利要求来限定。应该进一步理解的是，这些附图并不必然按比例绘制，并且，除非另有说明，否则这些附图仅旨在概念性地示出这里所描述的结构和步骤。相同参考标号用于表示不同附图中的相应的特征。
本发明涉及用于机动车车身的行人安全结构1，该行人安全结构具有布置在格栅口加强前横梁3前面的弯鼻形外壳板2。如这里所使用的，术语“弯鼻形”表示在朝后位置处与发动机罩接触的前保险杠盖，该弯鼻形通常由提供可变形结构的塑性材料或复合材料构成，该可变形结构不但在制造方面是便利的，并且还有助于减轻与行人的碰撞。
如图1所示，行人安全结构1包括弯鼻形外壳板2和发动机罩(未示出)，这为格栅口加强前横梁3提供叠加结构。格栅口加强前横梁3承载多个支架4，这些支架朝向机动车的前部伸出。支架4可焊接或钉在格栅口加强前横梁3上，或者以任何其他适当方式连接于该格栅口加强前横梁。此外，在连接支架4期间，可以容易地沿垂直Z方向或横向Y方向调节定位。支架4可由冲压和焊接钢、模压铝或镁、或者能够吸收变形能量的其他适当合金或材料制成。
所连接的多个支架4被设计成可承受通过叠加结构分布在其上的范围在1.0-1.5kN范围内的垂直的Z方向载荷并承受通过叠加结构分布在其上的范围在0.4-0.6kN范围内的纵向X方向载荷，以便适应坐在叠加结构处(诸如，弯鼻形外壳板2或未示出的机动车发动机罩)的人员以及通过在周围结构处(诸如，弯鼻形外壳板2或未示出的机动车发动机罩)推动的一个或多个人员朝后推动的机动车。支架4被进一步设计用于，当承受通过叠加结构分布在其上的0.6kN以上的纵向X方向载荷(诸如，由与行人上腿部5碰撞而产生的力)时，吸收能量而变形。这种碰撞通常发生在向下与纵向X方向成0至35°角处。在机动车与行人之间发生碰撞的场景中，多个支架4将提供吸收上腿部5碰撞区的能量，以保护受到碰撞的行人。
如图1中的虚线所示，可替换地，可以在弯鼻形外壳板2与多个支架4之间布置加强能量梁6，从而使得当行人与机动车发生碰撞导致弯鼻形外壳板2变形时，该加强能量梁与至少一个支架4接触。因此，在机动车与行人发生碰撞的情况下，能量梁6与上腿部5初步接合。该上腿部5的初步接合使得来自行人上腿部5的碰撞能量能够被有效吸收，且因此缩短所需的侵入距离。
能量梁6可连接于以下部件中的一个或多个：弯鼻形外壳板2；格栅口加强前横梁3(通过弱连接)；一个或多个支架4。为了易于在机动车组装期间进行安装，能量梁6可以局部装配(sub assemble)在弯鼻形外壳板2中。此外，能量梁6可由钢、铝、适当金属合金或塑料或其化合物制成。
如图2所示，每一个支架4均具有从格栅口加强前横梁3伸出且从纵向X方向以某角度倾斜的部分4a。如图4所示，部分4a被布置为在行人与机动车碰撞的情况下，因能量吸收而围绕位于其与格栅口加强前横梁3连接之处的铰链4b旋转导致变形或者折叠。
如图2所示，每一个支架4均还可具有从格栅口加强前横梁3伸出且从纵向X方向以某角度倾斜的部分4c。如图4所示，该部分4c被布置为在行人与机动车碰撞的情况下，因能量吸收而翘曲变形。
如图4所示，每一个支架4的部分4c均可设置有一个或多个切口4d，用于在行人与机动车碰撞的情况下促进能量吸收翘曲变形。
如从图2和图4中清楚地看到的，支架4的部分4a可被设计成通过每个部分4a的横截面来承受比纵向X方向载荷更大的垂直Z方向载荷，该横截面沿垂直Z方向的延伸大于沿横向Y方向延伸。这种横截面使得部分4a能够承受诸如乘坐在叠加结构(诸如，机动车的弯鼻形外壳板2或未示出的发动机罩)处的人员的载荷。
取决于机动车的整体设计，诸如头灯和其他细节的设置，支架4可沿整个格栅口加强前横梁3设置，或者可替换地，支架4可沿例如位于机动车的头灯之间的格栅口加强前横梁3的中央部分设置。
因此，在行人与机动车碰撞的情况下，通过所提出的布置在叠加结构与格栅口加强前横梁3之间的多个支架4，使得能够产生局部变形，该局部变形使得所涉及的区域最小化并且因此还使得上腿部5的反作用力减小。行人安全结构1的设计是如下这样的，借助于经受变形的支架4来吸收碰撞(诸如由与行人上腿部5碰撞而造成的)期间所产生的能量，以吸收碰撞能量，即，主要由于通过多个支架4的结构所控制的局部塑性变形而发生能量吸收。
此外，根据本发明还构思出一种机动车，该机动车包括如上所述的用于机动车车身的行人安全结构1。
在不背离由所附权利要求限定的本发明的范围的前提下，可以对前述的本发明实施例进行修改。
用于描述并要求保护的本发明的诸如“包括”、“包含”、“结合”、“由......组成”、“具有”、“是”的表述旨在以非排他的方式解释，即，还允许存在未明确描述的细节、部件或元件。所提及的单数还应当解释为涉及复数，反之亦然。
包含在所附权利要中的括号内的数字旨在帮助理解权利要求，且不应以任何方式理解成限制由这些权利要求所要求保护的主题。
因此，尽管已经示出并描述且指出了适用于本发明优选实施例的基本的新颖性特征，但是应该理解的是，本领域技术人员可以对所示装置的形式和细节以及它们的操作进行各种省略和替换以及改变。例如，显然地，基本上以相同方式执行基本相同功能以实现相同结果的这些元件和/或方法步骤的所有组合都在本发明的范围之内。此外，应该意识到的是，作为一般设计选择问题，结合本发明的任何公开形式或实施例所示出和/或描述的结构和/或元件和/或方法步骤可以结合到任何其他公开或描述或启示的形式或实施例中。因此，其意图应当仅限于说明这里所附权利要求的范围。
Claims (7)
1.一种用于机动车车身的行人安全结构(1)，所述行人安全结构具有为格栅口加强前横梁(3)提供叠加结构的弯鼻形外壳板(2)和发动机罩，其特征在于，所述格栅口加强前横梁(3)承载朝向所述机动车的前部伸出的多个支架(4)，所述多个支架(4)被设计成可承受通过所述叠加结构分布在其上的介于1.0-1.5kN范围内的垂直(Z)载荷并可承受通过所述叠加结构分布在其上的介于0.4-0.6kN范围内的纵向(X)载荷，并且所述多个支架(4)进一步被设计用于，当承受通过所述叠加结构分布在其上的0.6kN以上的纵向(X)载荷时吸收能量而变形，从而使得当行人与所述机动车碰撞时，所述多个支架(4)提供吸收上腿部(5)碰撞区的能量，以保护行人。
2.根据权利要求1所述的行人安全结构(1)，其特征在于，在所述弯鼻形外壳板(2)与所述多个支架(4)之间布置有加强能量梁(6)，从而使得当行人与所述机动车碰撞导致所述弯鼻形外壳板(2)变形时，所述加强能量梁与所述多个支架(4)中的至少一个接触。
3.根据权利要求1至2中的任意一项所述的行人安全结构(1)，其特征在于，每一个所述支架(4)均具有从所述格栅口加强前横梁(3)伸出且从纵向(X)方向以一角度倾斜的部分(4a)，所述部分(4a)被布置成当行人与所述机动车碰撞时，因能量吸收而沿铰链(4b)转动变形。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的行人安全结构(1)，其特征在于，每一个所述支架(4)均具有从所述格栅口加强前横梁(3)伸出且从纵向(X)方向以一角度倾斜的部分(4c)，所述部分(4c)被布置成当行人与所述机动车碰撞时，因能量吸收而翘曲变形。
5.根据权利要求4所述的行人安全结构，其特征在于，所述支架(4)的每一个所述部分(4c)均设置有一个或多个切口(4d)，以便当行人与所述机动车碰撞时，促进所述能量吸收导致的翘曲变形。
6.根据权利要求3所述的行人安全结构，其特征在于，所述支架(4)的每一个所述部分(4a)被设计成通过每一个所述部分(4a)的横截面承载比纵向(X)方向载荷更高的垂直(Z)方向载荷，所述横截面沿垂直(Z)方向的延伸大于沿横向(Y)方向的延伸。
7.一种机动车，其特征在于，所述机动车包括根据权利要求1至6中任意一项所述的用于机动车车身的行人安全结构(1)。
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