CN105307926B - 包括侧碰撞支撑装置的车辆车身结构系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆车身结构系统，其包括侧碰撞支撑物，与纵梁(14)和底板加固结构(16)连接的中支柱(12)，所述底板加固结构可以在所述结构的内部固定地接收车座舱内的座椅。所述中支柱(12)在座椅框架(18)对面的其基部，在纵梁(14)和底板加固结构(16)上方支承碰撞支撑装置(20)，所述装置横向地朝向座舱定向且可以在车辆受到侧碰撞使中支柱基部横向变形时与座椅框架(18)接触。具有固定地接收座椅的底板加固结构的车辆，该车辆包括这种系统，所述系统中的支撑装置对着座椅框架(18)。

Description

包括侧碰撞支撑装置的车辆车身结构系统

技术领域

本发明涉及一种包括侧碰撞支撑装置的车辆车身结构系统。

更具体地，本发明涉及一种车辆车身结构系统，其包括侧碰撞支撑装置，与纵梁和底板加固结构连接的中支柱，所述底板加固结构可以在所述结构的内部固定地接收车座舱内的座椅。

背景技术

从专利文件FR2974337中已知这类系统，为了确保侧碰撞的支撑，纵梁装有撞击器，用于在受到侧碰撞时侧向移动座椅。这种解决方案可以满足使用要求但是其缺点为座椅需要被设计为在发生侧碰撞时，在下侧板处以平行四边形形式变形，使乘客远离座舱中的中支柱的侵入区域。此外，根据车身结构类型或座椅结构类型，此种方案可能不适用于。

发明内容

本发明的目的尤其是提出一种现有技术的解决方案的替代方案。

为此目的，本发明提出了一种车辆车身结构系统，其包括侧碰撞支撑物，与纵梁和底板加固结构连接的中支柱，所述底板加固结构可以在所述结构的内部固定地接收车座舱内的座椅。为了支撑侧碰撞，该中支柱在其座椅框架对面的基部，在纵梁和底板加固结构上方支承碰撞支撑装置，该装置横向地朝向座舱定向且可以在车辆受到侧面碰撞使中支柱基部横向变形时与座椅框架接触。

在本发明的系统的不同实施方式中，还可以涉及以下设置中的一种和/或另一种：

-中支柱在其基部包括支承所述支撑装置的加强板；

-碰撞支撑装置横向地朝座舱定向同时基本水平地延伸；

-碰撞支撑装置一方面临时可以足够长时间地构成在中支柱和座椅框架之间的支撑，另一方面在侧碰撞时压缩；

-碰撞支撑装置包括两根管，以套管式地，一根管接合到另一根中，可以在确定的压力作用下相互滑动；

-碰撞支撑装置包括管，所述管在其截面的一部分具有局部弱化部；

-中支柱在其基部支承所述支撑装置，该基部位于所述中支柱的水平截面基本呈U型的一段上，从U型基本纵向的腹板支承所述支撑装置；

-碰撞支撑装置包括基本呈管状的杆。

此外，本发明的目的还在于设计一种包括车身结构系统的车辆，该系统包括与纵梁和底板加固结构连接的中支柱，所述底板加固结构可以在所述结构的内部固定地接收车座舱内的座椅。该车身结构系统符合本发明且该中支柱在其座椅框架对面的基部，在纵梁和底板加固结构上方支承碰撞支撑装置，该装置横向地朝向座舱定向且可以在车辆受到侧面碰撞使中支柱基部横向变形时与座椅框架接触。

在车辆的实施方式中，该结构系统在中支柱的基部，纵梁的上方，支承安全带张紧器，且碰撞支撑装置在张紧器前方，基本在其高度处。

附图说明

参考附图，通过以非限定性示例给出的多种实施方案的描述使本发明的其他目的、特征和优势显现，在附图中：

-图1为本发明的车辆车身结构系统的立体图，该系统包括碰撞支撑装置；

-图2为本发明的车身结构系统在休止状态的沿图1的II-II轴的剖面示意图；

-图3为本发明的车身结构系统在侧碰撞测试时中支柱变形的工作状态中的剖面示意图；

-图4为碰撞支撑装置安装在处于休止状态的本发明的车身结构系统上的变型例的剖面示意图；

-图5是显示中支柱的衬板装置的内表面的视图，该衬板装置设有用于装配在本发明的车身结构系统中的布置；

-图6是显示设有碰撞支撑装置的可回缩的变型例的本发明的车身结构系统处于其休止状态的剖面示意图；

-图7是显示设有碰撞支撑装置的另一可回缩的变型例的本发明的车身结构系统处于休止状态的剖面示意图；

-图8是显示处于工作状态下的永久变形状态的碰撞支撑装置的另一变型例的示意图。

具体实施方式

参照附图，标号10代表在车辆中的本发明的车身结构系统。在后文的描述中，如纵向指代的方向对应于用作参考系的车辆的前进轴。在不同附图中，相同标号指代相同或相似的元件。

车身结构系统10包括中支柱12，其与纵梁14和底板加固结构16连接，底板加固结构可以在座舱内固定地收纳座椅，座椅的仅一个框架18的基部示于图中。中支柱12在座椅框架18的对面的其基部，在纵梁14和底板加固结构16上方支承碰撞支撑装置20，碰撞支撑装置在车辆受到侧面碰撞中支柱基部发生横向变形时与座椅的所述框架接触。碰撞支撑装置20横向地朝向座舱内部定向，被覆盖中支柱的衬板22从车辆座舱被遮盖。在图1中，虚线部分的条形区域表示支撑装置20的安装区域12Z。

在所示的实施方式中，当车辆正常使用未受到侧碰撞时，碰撞支撑装置20横向地朝向座舱定向，同时基本水平地延伸。另外，一般地，碰撞支撑装置包括整体呈圆柱形且基本呈管状的杆。

碰撞支撑装置20用于发生意外时，在侧碰撞使中支柱12产生变形时和中支柱的衬板壁与座椅框架接触时之间确定一定的时间。在实践中，为了测试发生意外时车辆的抵抗力，采用了不同碰撞方法。

根据第一种方法，侧碰撞通过使直径为254毫米的刚性柱基本在中支柱对面与车辆接触来实现。根据该第一方法，车辆与柱的相对运动基本上沿着车辆的纵轴的正交方向，且碰撞速度基本为29km/h。根据第二种方法，车辆与柱的相对运动为横向但相对于车辆的纵轴呈75度角，且碰撞速度基本为32km/h。在第二种方法的情况下，中支柱的变形比第一种方法的情况中的快，且其外罩与座椅框架接触得更快，这减少了可供保护与中支柱相邻的座椅乘客的侧安全气囊充气和膨胀的时间。考虑到将中支柱衬板22与座椅框架分开的很小的距离，所有的更快速或在不利位置的侵入都会对安全气囊保护功能生效的时间造成不利影响。

为了改善在发生侧碰撞时对于碰撞速度增大的情况，车身结构系统的加强尤其是对其中支柱的加强效果差强人意，这是因为加固所带来的刚性增加的效果趋向于在碰撞结束时产生，而安全气囊却是在碰撞开始时充气并膨胀。另外，该结构系统的强化会增加车辆的重量。此外，提高安全气囊的工作效率必须使用高成本的技术。有利地，位于中支柱基部的碰撞支撑装置可以增加供气囊良好工作的时间同时阻碍中支柱相对于座椅的靠近。

底板加固结构16包括两个轨枕16T，通过实施已知的将座椅固定在车辆上的技术，其通过导轨18R支承座椅。为了使附图清楚，图中只显示两个轨枕16T。

关于座椅，其框架复杂且为典型的类型，而附图中仅示意性显示了座椅的导轨18R、基本竖直的侧板和机构18M。侧板纵向延伸，在导轨18R上方滑动连接。在侧板中，滑动的下侧板18L横向地面对着中支柱的基部，在沿着座舱下方在纵梁14上方的高度处。座侧板18S在滑动的下侧板18L和座椅的机构18M的上方。

轨枕16T具有其侧端部，侧端部安装在纵梁14的内板14N上。内板具有多个折面的弯折的底板14B，折面中有竖直的外折面，与内板14N的折面连接的上折面，竖直的内折面以及与所述内板的底部连接的下折面。

中支柱12包括至少一个外板12X，其水平截面基本呈U型，向中支柱的基部的下方扩大。该基部，在座舱侧，通过顶部紧贴着中支柱外板12X的加强板12R被加固。加强板12R也具有基本呈U型的水平截面，其竖直和纵向的腹板，在其上部对应于外板12X的腹板。加强板12R的U型结构的腿部在中支柱外板12X的横折板的腿部部分上延伸。纵向延伸的加强板12R的下部与纵梁的内板14T的下部相连。

加强板12R的竖直和纵向的腹板通过例如螺纹连接或焊接支承碰撞支撑装置20。该碰撞支撑装置20被中支柱的一段支撑在中支柱内，在这段内加强板12R和外板12X至少通过它们的腹板连接。

此外，中支柱12被衬板22遮盖在座舱内，同时用中支柱的轧板确定出基本呈正方形或长方形的空间，水平地视作其可用表面。当该空间内安装了安全带张紧器26时，碰撞支撑装置20因此被隐藏在座舱的乘客的视线之外。

衬板22包括至少一个与碰撞支撑装置20相对的预切部22P，用于确保通过程序化的击穿产生缺口24，该击穿在侧碰撞时推动所述装置时发生。在实施方式中，预切部22P是圆形的弱化凹槽，直径大约为35毫米到40毫米，在衬板的从座舱内不可见的面上制成。蒙皮内饰弱化技术方案是熟知的，例如用于打破隐藏着安全气囊的内饰衬板，该蒙皮应打开以便使所述气囊展开。

碰撞支撑装置20可以有不同的形状其允许至少在允许安全气囊展开的几个很短的瞬间内，在中支柱与座椅框架之间保持一定距离。涉及到该装置至少可以瞬时地抵抗座舱内中支柱的侵入力。在示出的实施方式中，碰撞支撑装置20整体为圆柱形且基本为管状。

如图1到图4所示的碰撞支撑装置20的第一实施方式中，由简单的管构成所述装置。涉及外径25毫米，厚2.5毫米的E275D钢管。在该情况中，当侧碰撞时，碰撞支撑装置20不会压缩进而中支柱12进入座舱内，座椅框架允许产生侵入保留的作用。

在图2中，本发明的车身结构系统处于休止状态，其中，中支柱12的板的腹板和离该中支柱最近的座椅框架的下侧板18L之间隔开一段距离D1。这里车辆处于正常使用状态。构成碰撞支撑装置20的管的自由端20L与离中支柱最近的座椅框架的所述侧板18L之间有一段距离。称为安全距离的距离D2，代表着安全气枕展开和膨胀所必须的距离，该距离将衬板22和座椅框架18的侧边缘隔开，该边缘基本竖直地从图中显示的座侧板18S朝向上方。

图3中，在侧碰撞测试时，本发明的车身结构系统处于中支柱12变形的工作状态。在中支柱位置处在碰撞时柱30与车辆车身侧面之间接触，使该中支柱侵入座舱内。纵梁14在横向被压毁且轨枕16T的端部变形。而后构成碰撞支撑装置20的管的自由端20L与座椅框架内最近的下侧板18L接触，横穿衬板22并对应为此设置的预切部22P处通过衬板的撕裂产生缺口24。由于分隔中支柱的板的腹板和座椅框架的支撑装置20的存在，所述安全距离D2基本上被保留。安全气枕展开和膨胀所必需的横向空间也因此被留出。

如图4所示的车身结构系统的变型例中，碰撞支撑装置20总位于张紧器前方，但是其对着张紧器的上部。因此其相对于纵梁14较高。碰撞支撑装置20与加强板12R的顶部连在一起，此加强上部紧贴在中支柱外板12X上。碰撞支撑装置20对着座侧板18S，其中，其在侧碰撞时抵靠。工作原理与前文所解释的相同。尽管在座椅框架中的接触侧板是不同的，但支撑装置20的作用是相同的。支撑装置20比前文所述的更高地在预切部22P的位置处穿过衬板，预切部22P的位置在图5中由虚线表示。在衬板用于支撑装置20布置不同的几个车型的情况下，该衬板可以具有两个轨枕的预切部。

在图6所示的车身结构系统的变型例中，碰撞支撑装置20是管状的，但为通过确定的压缩力的作用回缩的套管类型。在该实施变型例中，支撑装置20由两个可以相互滑动的管实现，其相互摩擦缺定了引发滑动的力的阀值。在支撑装置20休止时，基管20S为固定地附接中支柱的加强板12R上的管，间隔管20P是具有用于与座椅框架相撞的自由端20L的管。基管20S包围间隔管20P的一段，以通过引发滑动回缩的阈值的摩擦来对其进行支撑。

例如，基管20S为外径25毫米、厚2.5毫米的E275D钢管。间隔管20P为外径20毫米、厚3毫米的E275D钢管。这些管用力地被一个安装在另一个中以确定回缩滑动的脱开的力。

工作原理与之前所解释的接近。在侧碰撞时，中支柱发生移动并侵入座舱，在穿过与座椅框架保持隔开的衬板22后，推动支撑装置20接触座椅框架中的一个下侧板18L。在侧碰撞的该第一阶段，安全气囊有展开和在座椅上侧向地膨胀的时间。在侧碰撞的第二阶段，所述气囊膨胀之后，中支柱12继续侵入座舱且支撑装置20通过间隔管20P在基管20S中的滑动而回缩变形。因此，在座椅框架中，中支柱12的一定压力以外，支撑装置20自身回缩，减轻传递到座椅框架上的力。由于安全气囊有展开和膨胀的时间，衬板22随着中支柱的移动能够靠近座椅框架。通过此种实施方式，本发明的车身结构系统的功效得到升级，而且中支柱12向座椅框架18所传递的力的分配相对安全气囊的工作得到了优化。

如图7所示的车身结构系统的变型例中，碰撞支撑装置20仍为管状，但是作为支撑的其工作状态的永久变形的状态不是通过两根管的滑动获得，而是通过一根管的弯折获得。在该实施变型例中，碰撞支撑装置20在其上表面具有局部弱化凹陷20C。如果构成支撑装置20的管是由截面呈例如正方形或矩形的管构成，则该凹陷20C可以是由半圆柱形凹陷构成的槽板(moulure)。如果支撑装置是由截面呈圆形的管构成，则凹陷20C也可以是在支撑装置20中的凹孔。

中支柱的变形下的工作方式和支撑装置20的工作与所考虑的套管的实施方式范围中的工作接近。在带有局部弱化凹陷20C的支撑装置的情况中，在侧碰撞的第二阶段，支撑装置的程序化变形通过构成该支撑装置的管在弱化凹陷处的弯折来进行。如图8所示，在所考虑的实施例中，支撑装置20的弯折通过管的自由端的向上移动来进行。具有向下弯折的移动可视为变型例。

由于可以简单地在支撑装置20的截面部分实现支撑装置的管的局部弱化，因此局部弱化凹陷20C是有利的。为获得程序化的变形的所有形式的局部弱化或所有局部弯折预计可作为等同变型例。

在中支柱中安装支撑装置20相对于在纵梁上固定而言更有利，因为座椅框架在座舱中的高度可能会不同，根据高度、根据座椅框架的构造和根据座椅框架的安装构造，中支柱中安装支撑装置提供更大的高度定位的多样性。此外，在中支柱上固定支撑装置20允许自碰撞开始时向座椅传递力，甚至在纵梁变形之前。以加固中支柱的方式在中支柱上固定支撑装置20，允许优化中支柱的抗力并延后所述装置的活动以增加安全气囊沿着座椅侧向地展开的可用时间。在高的车辆在碰撞时在中支柱中碰撞较高的侧向碰撞的情况下，支撑装置20的较高的布置是有利的。

碰撞支撑装置20的管的形状允许优化对于其轴向抗性的装置重量。当例如帘式的安全气囊有时间展开并向座椅侧向地膨胀时，其回缩特性还改善了在侧碰撞开始后支撑装置20的功效。因此，碰撞支撑装置一方面临时地可以在所述中支柱和座椅框架之间足够长时间地构成支撑，然后另一方面在侧碰撞期间压缩。

Claims (9)

1.一种车辆的车身结构系统，其包括侧碰撞支撑物，与纵梁(14)和底板加固结构(16)连接的中支柱(12)，所述底板加固结构可以在所述结构的内部固定地接收车座舱内的座椅，为了支撑侧碰撞，所述中支柱(12)在座椅框架(18)对面的其基部，在纵梁(14)和底板加固结构(16)上方支承碰撞支撑装置(20)，所述碰撞支撑装置横向地朝向座舱定向且可以在车辆受到侧碰撞使中支柱基部横向变形时与座椅框架(18)接触，其特征在于，所述碰撞支撑装置(20)一方面临时地可以在所述中支柱(12)和座椅框架之间足够长时间地构成支撑，然后另一方面在侧碰撞期间压缩。

2.如权利要求1所述的车身结构系统，其特征在于，所述中支柱(12)在其基部包括加强板(12R)，其支承所述碰撞支撑装置(20)。

3.如权利要求1或2所述的车身结构系统，其特征在于，所述碰撞支撑装置(20)横向地朝向座舱定向，同时基本水平地延伸。

4.如权利要求1所述的车身结构系统，其特征在于，所述碰撞支撑装置(20)包括两根管(20S，20P)，以套管式地一根管接合到另一根中，可以在确定的压力作用下相互滑动。

5.如权利要求1所述的车身结构系统，其特征在于，所述碰撞支撑装置(20)包括管，所述管在其截面的一部分具有局部弱化部(20C)。

6.如权利要求1所述的车身结构系统，其特征在于，所述中支柱(12)在其基部支承所述碰撞支撑装置(20)，所述基部位于所述中支柱的水平截面基本呈U型的一段上，从U型基本纵向的腹板支承所述碰撞支撑装置。

7.如权利要求1所述的车身结构系统，其特征在于，所述碰撞支撑装置(20)包括基本呈管状的杆。

8.一种包括车身结构系统(10)的车辆，所述车身结构系统包括侧碰撞支撑物，与纵梁(14)和底板加固结构(16)连接的中支柱(12)，所述底板加固结构在所述结构的内部固定地接收车座舱内的座椅，其特征在于，所述车身结构系统(10)符合前述权利要求中的任一项，并且为了支撑侧碰撞，所述中支柱(12)在座椅框架(18)对面的其基部，在纵梁(14)和底板加固结构(16)上方支承所述碰撞支撑装置(20)，所述碰撞支撑装置横向地朝向座舱定向且可以在车辆受到侧碰撞使中支柱基部横向变形时与座椅框架接触。

9.如权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述车身结构系统(10)在所述中支柱(12)的基部、纵梁(14)的上方，支承安全带张紧器(26)，且所述碰撞支撑装置(20)在所述张紧器前方，基本在其高度处。