CN103381783B - 用于在偏心正面碰撞期间使车辆偏离对象的设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于在偏心正面碰撞期间使车辆偏离对象的设备和系统。一种偏转件附着到车辆上的车架，位于前车轮前方，与前车轮协作以使车辆掠过偏向侧部碰撞的对象。偏转件用作抵住碰撞对象的第一偏转边界，偏转件使前车轮向内转动到向内转动的位置，以用作抵住碰撞对象的第二偏转边界。偏转件和向内转动的前车轮协作以使车辆偏转经过对象，使得对象经过车辆上的门槛梁构件的外侧。

Description

用于在偏心正面碰撞期间使车辆偏离对象的设备和系统

技术领域

本公开涉及一种附着到车辆车架的偏转件，在与碰撞对象的偏向侧部的正面碰撞期间，该偏转件使车辆的前车轮朝着车架向内转动，以将前车轮用作抵住碰撞对象的偏转表面。

背景技术

针对耐撞性，对车辆进行设计并对车辆进行测试。以前，正面碰撞测试集中在与接触两个车架纵梁的对象的碰撞、与正位于车辆的这两个车架纵梁之间的对象的碰撞、或者与仅接触这两个车架纵梁中的一个车架纵梁的对象的碰撞。车辆的保险杠梁通常通过被设计成在正面碰撞测试期间直接吸收碰撞能量的粉碎罐(crush can)或者其他中间结构而固定到车辆车架。

近来，已经提出更加严格的标准，这些标准被设计成测试车辆与位于车辆的横向宽度的外四分之一处的对象(例如，圆角墙(radiused wall))的正面碰撞。在该区域中的碰撞可以在车辆车架纵梁的外侧以及在当前中间结构的外侧，而残存于其他车辆结构元件(例如，门槛梁构件)的内侧。碰撞对象可能会侵入车辆的后翼子板和门槛梁构件，这是因为后翼子板和门槛梁构件本身可能不会提供在与车架纵梁正交叉、正位于两个车架纵梁之间或者与一个车架纵梁碰撞的正面碰撞中车辆车架吸收能量的那种程度的能量吸收。

需要提高车辆在与偏向侧部的对象碰撞时的耐撞性。如下面及参照示出的实施例总结的，本公开解决与车辆设计相关的上述问题和挑战。

发明内容

根据本公开的一方面，公开一种在碰撞对象和车辆之间的偏心正面碰撞期间使前车轮向内转动的设备。车辆具有车架，车架具有保险杠梁和车架纵梁。保险杠梁具有在车辆上横向延伸的跨度，车架纵梁在保险杠梁的跨度内在保险杠梁后方在车辆上纵向延伸。前车轮在车辆上纵向地设置在保险杠梁后方且在横向上设置在车架纵梁的外侧。所述设备包括：偏转件，连接到车架，位于前车轮的纵向前方，偏转件至少具有正常位置和偏转位置。

偏转件具有碰撞力承受段，碰撞力承受段具有连接到车架上的一点的内侧端。在正常位置，碰撞力承受段从车架横向向外且纵向向后延伸到外侧端，所述外侧端位于前车轮的纵向前方且偏离前车轮。当在正常位置时，偏转件还具有反作用力段，反作用力段具有反作用端，反作用端与车架的位于车架上与内侧端连接的所述一点后方的那部分隔开，且基本上与车架的所述那部分在竖直的平面内。在正常位置，反作用力段从车架纵梁横向向外延伸到接触端，所述接触端位于前车轮的纵向前方且偏离前车轮。偏转件具有肘状段，肘状段设置在碰撞力承受段和反作用力段之间。肘状段将碰撞力承受段的外侧端连接到反作用力段的接触端。在正常位置，肘状段的至少一部分横向延伸到前车轮的内边缘的外侧。

在对象与车辆偏心正面碰撞期间，当对象碰撞车辆时，偏转件变形到偏转位置。在偏转位置，反作用力段的接触端和肘状段协作以接触前车轮的一部分，使前车轮朝着车架向内转动。

根据本公开的另一方面，公开一种用于使车辆掠过偏向侧部碰撞的对象的设备。偏转件附着到车辆的车架，位于前车轮的纵向前方。在与对象偏向侧部碰撞期间偏转件变形，使前车轮向内转动，以将前车轮的外表面设置为抵住对象的偏转表面。

根据本公开的另一方面，公开了一种用于在与对象偏向侧部碰撞期间使车辆偏转离开对象的系统。所述系统包括：偏转件，具有正常位置和滑动位置。在正常位置，偏转件连接到车辆，从车辆延伸到前车轮前方且与前车轮隔开。当车辆与偏向侧部的对象碰撞时，来自碰撞的力使偏转件运动到滑动位置。在滑动位置，偏转件从车辆延伸到前车轮前方且接触前车轮，使前车轮朝着车辆向内转动到向内转动的位置。位于滑动位置的偏转件使车辆的第一部分偏转经过对象。位于向内转动的位置的前车轮使车辆的第二部分偏转经过对象。

考虑附图及下面对于示出的实施例的详细描述，本领域的普通技术人员将清楚本公开的上述方面和其他方面。

附图说明

图1是与偏向车辆的横向宽度的外侧部的对象接触的车辆的局部俯视图；

图2是与偏向侧部的立柱接触的车辆的主视图；

图3是与偏向侧部的立柱接触的车辆的前角的概略仰视图；

图4是与偏向侧部的立柱接触的车辆的前角的概略仰视图，其中，对象推入车辆的前饰板中并开始接触偏转件；

图5是与对象接触的车辆的前角的概略仰视图，其中，对象使偏转件变形进入车轮舱车身板件中并开始接触前车轮的轮胎；

图6是与对象接触的车辆的前角的概略仰视图，其中，对象使偏转件变形进入前车轮的内缘并接触该内缘，使得前车轮朝着车辆的内侧转动；

图7是与对象接触的车辆的前角的概略仰视图，其中，对象接触向内转动的前车轮并将前车轮纵向地推入门槛梁构件中；

图8是具有偏转件和前车轮的车辆的前角的概略仰视图，其中，偏转件和前车轮协作以允许车辆掠过对象。

具体实施方式

下面提供对于公开的构思的示出的实施例的详细描述。公开的实施例是可以以各种和可选的形式实施的示例。附图未必按照比例绘制。可夸大或最小化一些特征，以示出具体部件的细节。在本申请中公开的具体结构和功能性细节不被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员如何实施本发明的代表性基础。

参照图1和图2，车辆10被示出为与位于车辆10的横向宽度的外部的对象12接触。对象12被示出为与车辆10的前端车身板件14或饰板接触，且基本上在前车轮16的前方。偏向侧部的正面碰撞基本上可定义为车辆的前端与位于车辆横向宽度的外四分之一处的对象迎面碰撞的事件。对象12可以是刚性障碍物，例如，如在一些测试过程中使用的圆角墙，如在两辆车的正交碰撞中的另一辆车，立柱，或者具有在车辆与对象碰撞期间可侵入车辆的质量或刚度的任何物品。

图3至图8是示出当对象12运动经过与对象12发生偏向侧部的正面碰撞的车辆10的拐角时，对象12行进的一系列概略视图。这些概略视图基本上是从图2的经过前车轮16的中心的3-3部分截取的剖视图。为了获得更好的可视度，没有示出与本公开无关的许多车辆部件。附图是概略性的，这是因为示出的其余部件与通过前车轮16的中心截取的部分可能不在同一平面内。

车辆10可具有车架20，车架20至少包括保险杠梁22和车架纵梁24。保险杠梁22可在车辆10的位于前端车身板件14后方的那部分上横向延伸。保险杠梁22可在车辆10上横向居中布置，并可具有延伸跨越车辆10的大致一半的长度或跨度。在一些车辆中，保险杠梁22的端部26延伸到车辆10的横向宽度的外四分之一处，在其他车辆中，保险杠梁22的端部26不向外延伸到车辆10的横向宽度的外四分之一处。

车架纵梁24基本上可在保险杠梁22后方且在保险杠梁22的跨度内纵向延伸。在多种车辆中，粉碎罐28设置在保险杠梁22和车架纵梁24之间。粉碎罐28可以是螺栓连接到车架纵梁24、保险杠梁22、车架纵梁24和保险杠梁22两者的单独的单元，或者可以是不与车架纵梁24和保险杠梁22两者螺栓连接的单独的单元，或者粉碎罐可直接集成到车架纵梁或保险杠梁中，使得车架纵梁或保险杠梁的一部分用作粉碎罐。粉碎罐28可用于在碰撞期间吸收能量。粉碎罐28还可允许保险杠梁22在碰撞期间在车辆10上纵向向后运动，从而减小保险杠梁22和车架纵梁24之间的距离。

前车轮16通过前端悬挂系统30连接到车辆10。前车轮设置在车辆10上，沿着纵向位于保险杠梁22后方，且沿着横向位于车架纵梁24外侧。前端悬挂系统30可具有允许前车轮16在车辆上径向旋转的轮毂和轴承组件32。前车轮16的面向前方的径向部分34提供引导表面，而不管前车轮16是否旋转。

轮毂和轴承组件32可附着到转向节，转向节还连接到转向系统，转向系统允许前车轮使车辆10直行或者允许前车轮向内或向外转动。在附图中，转向节、转向系统、向内和向外转动的能力由前车轮转向轴36表示。在图3至图5中，前车轮16被示出为位于笔直位置，在图6至图8中，前车轮16被示出为位于向内转动的位置。

前车轮16可具有限定内边缘42的内缘40。内边缘42可以是当前车轮16位于笔直位置时，前车轮16的相对于车辆10横向最向内的那个表面。前车轮16还可具有限定外表面46的外缘44。外表面46可以是当前车轮16位于笔直位置时，前车轮16的相对于车辆10横向最向外的那个表面。前车轮16还可具有安装到轮毂和轴承组件32的盘48。外表面46位于外缘44上，但是在其他车轮构造中，外表面46可由前车轮16的盘48限定。在碰撞期间，外缘44可发生变形，从而将外表面46从外缘44改变到盘48，或者改变到外缘44和盘48二者的组合。外表面46可以是前车轮16的在偏心碰撞期间接触对象12的任何表面，以提供抵住对象12的掠过表面或偏转边界。

前车轮16还可包括轮胎50。在附图中示出的轮胎50是安装在内缘40和外缘44的轮辋底座上的充气轮胎。虽然附图示出了前车轮16通过内缘40和外缘44支撑充气轮胎50，但是可使用其他车轮构造，所述其他车轮构造使用不同类型的轮胎、不同类型的安装构造或者根本就不使用轮胎。

车辆10可具有车轮舱车身板件52，车轮舱车身板件52基本上围绕前车轮16而限定车轮舱54，在车轮舱54中，前车轮16自由旋转、转动并与前端悬挂系统30铰接。在车辆10的正常使用期间，基本上避免轮胎50与车轮舱车身板件52的接触。车辆还可具有门槛梁构件56，门槛梁构件56在车轮舱车身板件52后方基本上纵向延伸到前车轮16后方。门槛梁构件设置在车架20的横向外侧，且可以基本上平行于车架纵梁24。

偏转件60可附着到车辆10的车架20，位于前车轮16的纵向前方，以减小偏向侧部的碰撞对象侵入的程度。偏转件60具有含内侧端64和外侧端66的碰撞力承受段62、含反作用端70和接触端72的反作用力段68、设置在碰撞力承受段62的外侧端66和反作用力段68的接触端72之间的肘状段74。肘状段74可呈圆弧形，而在相邻的段之间无明显地开始或结束过渡。偏转件60可以是单个整体构件，或者可由连接在一起的多个构件构成。偏转件60可由金属(例如钢，优选地，其强度特性与车架20的强度特性相似的钢)制成，然而可使用其他材料。偏转件60还可包括将碰撞力承受段62和反作用力段68连接的其他结构元件或织物。

偏转件60具有正常位置，该正常位置的一个实施例可在图3中看到。偏转件60可变形到多个其他位置，例如偏转和滑动位置，偏转和滑动位置的实施例可在图6和图7中看到。

图3示出了位于正常位置的偏转件60，此时，偏转件60的内侧端64在保险杠梁22的端部26连接到车架20。偏转件60可连接到车架20上的其他位置，然而，如果车架使用粉碎罐28，则优选的是使偏转件在粉碎罐28的纵向前方连接到车架20。在连接到保险杠梁22的正常位置，碰撞力承受段62从车架20横向向外且纵向向后延伸到外侧端66，外侧端66位于前车轮16的纵向前方且偏离前车轮16。在示出的实施例中，碰撞力承受段62在整个段长度上基本上是笔直的，然而，会想到可使用其他形状，只要所述其他形状提供相似的偏转、滑动及车轮转动能力即可。

在正常位置，反作用力段68的反作用端70与车架20的一部分隔开且基本上与车架20的该部分在竖直的平面内。反作用端70可与车架纵梁24上的承受点76对齐。承受点76位于车架上的与碰撞力承受段62的内侧端64连接的那一点后方。反作用力段68的反作用端70偏离车架20且不连接到车架20，以使粉碎罐28可在不被偏转件60干扰的情况下起作用。反作用端70基本上与车架20的一部分在竖直的平面内，以使反作用端70与承受点76对齐并在与对象偏心碰撞期间接触车架20。车架20提供在碰撞期间由于偏转件60变形而与偏转件60接触且反作用于偏转件60的边界条件。会想到反作用端70可附着到车架纵梁24，只要偏转件60不干扰粉碎罐28的功能即可。这样的一种可选形式在于在偏转件60中靠近肘状段74的位置提供铰链。

在图3中，反作用力段68被示出为从车架纵梁24横向向外延伸到与其接触端72。反作用力段68位于前车轮16的纵向前方且偏离前车轮16。

肘状段74设置在碰撞力承受段62的外侧端66和反作用力段68的接触端72之间并连接碰撞力承受段62的外侧端66和反作用力段68的接触端72。在正常位置，肘状段74的至少一部分横向延伸到当前车轮16位于笔直位置时前车轮16的内边缘42的外侧。肘状段74可设置在当前车轮16位于笔直位置时前车轮16的内边缘42和外表面46之间。在本实施例中，肘状段74没有横向向外延伸超过前车轮16的外表面46。在正常位置，碰撞力承受段62和反作用力段68均可以是笔直段，二者在肘状段74处形成锐角。在其他实施例中，碰撞力承受段62、反作用力段68或肘状段74可在每个段的过渡部分之间通过各个段的一部分提供不同的角度或者弯曲而具有曲率。

参照图4，车辆10被示出为由于对象12推入前端车身板件14中而与对象12碰撞。对象12与偏转件60的碰撞力承受段62接触，导致偏转件60变形。在变形期间，反作用力段68的反作用端70可接触车架20。反作用力段68的接触端72或者肘状段74的一部分可接触车轮舱车身板件52。

参照图5，车辆10被示出为与对象碰撞，对象12进一步运动到前端车身板件14。与对象12碰撞的力可朝着车辆10后方纵向推动保险杠梁22的端部26。与对象12碰撞的力还可挤压粉碎罐28，从而吸收一些碰撞能量，并使偏转件60纵向向后运动而更接近前车轮16。在偏向侧部的碰撞中，对象12可直接接触保险杠梁22的一部分，或者对象12可横向向外经过保险杠梁22的端部26。在任何一种情况下，碰撞力均可影响保险杠梁22和粉碎罐28。

对象12继续接触偏转件60的碰撞力承受段62，使偏转件进一步朝着前车轮16变形。如图5所示，肘状段74的一部分或者反作用力段68的接触端72通过车轮舱车身板件52接触前车轮16。在本实施例中，偏转件60通过车轮舱车身板件52接触前车轮16的轮胎50。

参照图6，对象12已经使偏转件60变形到偏转位置。偏转位置还可被称为滑动位置。在偏转位置，偏转件60变形到前车轮16中，使前车轮16朝着车辆10向内转动。前车轮16被示出为在前车轮转向轴36上向内转动。

肘状段74和反作用力段68的接触端72协作以通过车轮舱车身板件52和轮胎50接触前车轮16的内缘40。当肘状段74和接触端72撞击内缘40时，在偏转件60上与对象12碰撞的力以及偏转件60的变形使前车轮16朝着车辆10的中心线向内转动。偏转件60接触前车轮16的面向前方的径向部分34。前车轮16的径向性质可允许偏转件60与面向前方的径向部分34连续接触。

位于偏转位置的偏转件60用于使前车轮16向内转动，且还提供第一偏转边界，以使车辆10的第一部分80偏转经过或滑过对象12。

参照图7，对象12被示出为接触前车轮16的外表面46。在偏心正面碰撞期间，位于偏转位置的偏转件60保持前车轮16朝着车架20向内转动。当车辆10继续向前运动时，对象12从偏转件60过渡到前车轮16。前车轮16提供第二偏转边界，以使车辆10的第二部分82偏转经过或滑过对象12。

前车轮16可被碰撞对象12纵向向后推动。当车辆10偏转经过对象12而使对象12离开前车轮16时，前车轮16还可被横向向内推动。当对象12碰撞前车轮16时，前端悬挂系统30可变形或断裂，从而允许前车轮16在车辆10上纵向向后运动或横向向内运动。

如果前车轮16在车辆10上横向向内运动，则当车辆10掠过而离开对象12时，车架纵梁24提供支撑前车轮16的横向边界。如果前车轮16在车辆10上纵向向后运动，则当车辆10掠过而离开对象12时，门槛梁构件56提供支撑前车轮16的纵向边界。在前车轮16与对象12碰撞期间，当车辆10掠过而离开对象12时，前端悬挂系统30还可提供支撑前车轮16的边界。前端悬挂系统30可与车架纵梁24和门槛梁构件56中的一个或两者协作。

在图7中，前车轮16提供基本上在车架纵梁24和门槛梁构件56之间延伸的掠过表面。该掠过表面可相对于车辆10的纵向以锐角调整方向。

参照图8，车辆10的第一部分80和第二部分82被示出为已经掠过对象12，而对象12被示出为设置在门槛梁构件56的外侧。如果车辆10继续具有向前的动量，则对象12不再限制向前的动量和车辆10。偏转件60提供第一偏转边界，向内转动的前车轮16提供第二偏转边界，二者协作以偏转车辆10而使碰撞对象12离开车辆10到门槛梁构件56的外侧。虽然附图示出了门槛梁构件56不受碰撞影响，但是当车辆10过渡经过对象12时，对象12可接触门槛梁构件56的一部分。

虽然在上面描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能形式。相反，在说明书中使用的词语是描述性词语而非限定性词语，而且应该理解到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可进行各种改变。另外，各个实施的实施例的特征可被组合以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (20)

1.一种用于在碰撞对象和车辆之间的偏心正面碰撞期间使前车轮向内转动的设备，车辆具有车架，车架具有保险杠梁和车架纵梁，保险杠梁具有在车辆上横向延伸的跨度，车架纵梁在保险杠梁的跨度内在车辆上纵向延伸，前车轮在车辆上纵向地设置在保险杠梁后方且在横向上设置在车架纵梁的外侧，所述设备包括：

偏转件，连接到车架，位于前车轮的纵向前方，偏转件具有正常位置和偏转位置，

其中，位于正常位置的偏转件具有碰撞力承受段、反作用力段和肘状段，碰撞力承受段具有连接到车架上的一点的内侧端，碰撞力承受段从车架横向向外且纵向向后延伸到外侧端，所述外侧端位于前车轮的纵向前方且偏离前车轮，反作用力段具有反作用端，反作用端与车架的位于车架上与所述内侧端连接的所述一点后方的那部分隔开且基本上与车架的所述那部分在竖直的平面内，反作用力段从车架纵梁横向向外延伸到接触端，所述接触端位于前车轮的纵向前方且偏离前车轮，肘状段设置在碰撞力承受段和反作用力段之间，将碰撞力承受段的外侧端连接到反作用力段的接触端，其中，肘状段的至少一部分横向延伸到前车轮的内边缘的外侧，

其中，在对象与车辆的偏心正面碰撞期间，当对象碰撞车辆时，偏转件变形到偏转位置，其中，反作用力段的接触端和肘状段协作接触前车轮的一部分，使前车轮朝着车架向内转动。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，车辆具有门槛梁构件，门槛梁构件在前车轮后方且在车架纵梁的外侧纵向延伸，

位于偏转位置的偏转件在偏心正面碰撞期间提供第一偏转边界并保持前车轮朝着车架向内转动，使得前车轮提供第二偏转边界，其中，第一偏转边界和第二偏转边界协作以偏转车辆而使车辆在门槛梁构件的外侧离开碰撞对象。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，车架具有设置在车架纵梁和保险杠梁之间的粉碎罐，偏转件连接到位于粉碎罐前方的车架。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，偏转件连接到保险杠梁。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，碰撞力承受段在整个段长度上基本上是笔直的。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，当前车轮位于笔直位置时，肘状段在前车轮的外表面的横向内侧。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，碰撞力承受段和反作用力段在肘状段处形成锐角。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，前车轮能够旋转同时保持径向部分在车辆上面向前方，位于偏转位置的偏转件接触前车轮的面向前方的径向部分。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，位于偏转位置的偏转件通过轮胎接触前车轮。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，前车轮具有内缘和外缘，轮胎在内缘和外缘之间围绕前车轮设置，位于偏转位置的偏转件接触轮胎且撞击在前车轮的内缘上。

11.根据权利要求1所述的设备，其中，位于偏转位置的偏转件通过车轮舱车身板件接触前车轮。

12.一种用于使车辆掠过偏向侧部碰撞的对象的设备，所述设备包括：

偏转件，在前车轮的前方连接到车辆的车架并从车辆的车架向外延伸到肘状段，并且持续向内延伸到未连接的反作用端，其中，在与对象偏向侧部碰撞期间偏转件变形，从而反作用端接触车架、偏转件进一步变形、偏转件接触前车轮并使前车轮向内转动。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，前车轮提供第一偏转表面，而偏转件提供抵住对象的第二偏转表面。

14.根据权利要求12所述的设备，其中，当车辆掠过对象时，车架纵梁提供横向边界，以支撑向内转动的前车轮。

15.根据权利要求12所述的设备，其中，当车辆掠过对象时，门槛梁构件提供纵向边界，以支撑向内转动的前车轮。

16.根据权利要求12所述的设备，其中，当车辆掠过对象时，前端悬挂系统提供横向边界和纵向边界，以支撑向内转动的前车轮。

17.根据权利要求12所述的设备，其中，向内转动的前车轮提供基本上在车架纵梁和门槛梁构件之间延伸的掠过表面。

18.根据权利要求17所述的设备，其中，掠过表面相对于车辆的纵向以锐角调整方向。

19.一种用于在与对象偏向侧部碰撞期间使车辆偏转离开对象的系统，所述系统包括：

单个整体构件的偏转件，在前车轮前方具有设置在内侧端和反作用端之间的肘状段，内侧端连接到车辆并从车辆延伸，反作用端从肘状段朝着车辆延伸回来，其中，当被接触车前轮并使车前轮朝着车辆向内转动的对象碰撞时，偏转件变形。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，前车轮在向内转动的位置使车辆偏转离开对象，使得对象经过车辆到达车辆的门槛梁构件的外侧。