CN111806562A

CN111806562A - 横向推动元件

Info

Publication number: CN111806562A
Application number: CN202010267791.XA
Authority: CN
Inventors: D·卡尔松
Original assignee: Volvo Car Corp
Current assignee: Volvo Car Corp
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2020-10-23
Anticipated expiration: 2040-04-08
Also published as: CN111806562B; EP3722185B1; US11286004B2; EP3722185A1; US20200324818A1

Abstract

所公开的主题总体上涉及一种适于布置在被设置于车辆横向侧上的中空梁结构内部的横向推动元件。横向推动元件被配置为在涉及车辆的局部重叠碰撞的情况下提供横向载荷路径。当到来的障碍物撞击中空梁结构时，车辆的横向侧上的一些中空梁结构通常严重变形。中空梁结构本身不能传递横向力。因此，发明人认识到，中空梁结构内部的空间可以用于在局部重叠碰撞的情况下实现额外的横向力。基于该见解，发明人提出了一种横向推动元件，其适于布置在被设置于车辆的横向侧上的中空梁结构内部，并且被配置为在涉及车辆的局部重叠碰撞的情况下提供横向载荷路径。

Description

横向推动元件

技术领域

本公开涉及一种横向推动元件，该横向推动元件配置为在局部重叠碰撞(overlapcollision)的情况下提供横向载荷路径(lateral load path)。本发明还涉及一种包括这种横向推动元件的车辆侧面结构。

背景技术

现代车辆通常配备有先进的安全系统，用于在碰撞的情况下降低对车辆内乘员的伤害的风险。这样的系统可能与保护乘员直接相关(例如，布置在车辆内部中的气囊系统)，或者因车辆的合适的结构设计而间接相关。

例如，车辆的结构通常被设计为在碰撞的情况下以特定方式吸收和分配能量。例如，大多数车辆配备有被配置为在冲击情况下变形的保险杠。保险杠可以连接到被特别设计以变形从而吸收能量的碰撞盒。

车辆结构还可以被设计为根据碰撞的类型而表现不同。一种已经受到特定关注的类型的碰撞是所谓的小的重叠碰撞。与整个头部发生碰撞相反，在小的重叠碰撞中，碰撞车辆仅局部重叠。为了更好地处理这种小的重叠碰撞，车辆结构可以被设计为产生横向力，以这种方式将相对的车辆推到远离车辆内部舱室的一侧。

然而，仍然存在改进的空间，因为在车辆结构中存在若干部件，直到现在，这些部件在小的重叠碰撞的情况下都对提供横向力没有任何帮助。

发明内容

所公开的主题总体上涉及一种横向推动元件，其适于布置在被设置于车辆横向侧上的中空梁结构的内部。所述横向推动元件被配置为在涉及车辆的局部重叠碰撞的情况下提供横向载荷路径。

当到来的障碍物撞击中空梁结构时，车辆的横向侧上的一些中空梁结构常常严重变形。中空梁结构本身不能够传递横向力。换句话说，在现有技术结构中失去了产生横向力的机会。

发明人因此认识到，中空梁结构内部的空间可以用于在局部重叠碰撞的情况下实现额外的横向力。基于该见解，发明人提出了一种横向推动元件，其适于布置在被设置于车辆的横向侧上的中空梁结构内部，并且被配置为在涉及车辆的局部重叠碰撞的情况下提供横向载荷路径。

此外，为了确保可靠的功能，横向推动元件可机械地附接在所述中空梁结构内部以在所述中空梁结构内部保持就位。

此外，为了提高在车辆的横向方向上传递载荷的能力，所述横向推动元件可包括被布置在横向载荷路径的平面中的加强结构。

应当理解的是，当安装所述横向推动元件时，所述横向载荷路径位于车辆的从一侧到另一侧方向(side-to-side direction)上。横向的从一侧到另一侧方向通常垂直于车辆的行驶方向。

在实施例中，所述横向推动元件具有倾斜的支撑侧，所述倾斜的支撑侧适于引导碰撞部件(colliding components)远离车辆，并且产生朝向车辆的横向力。

各种梁结构可以配备有所提议的横向推动元件。然而，当中空梁结构包括摇臂内板和摇臂外板、或摇臂梁时，提供了一个有利的位置。摇臂板/梁位于车辆的门的下方。

本发明人还提出了一种车辆侧面结构，其包括沿着车辆的横向侧设置的中空梁结构，以及被布置和机械地附接在所述中空梁结构的内部的横向推动元件。

当研究所附的权利要求和下面的描述时，本公开的实施例的更多特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以组合本发明的不同特征以创建除下面描述的那些实施例之外的实施例。

附图说明

现在将参照示出本发明的示例性实施例的附图，更详细地描述本发明的这些和其他方面，其中：

图1示出了被布置在车辆的中空梁结构中的根据本公开实施例的示例性横向推动元件；

图2示出了被布置在中空梁结构中的根据本公开实施例的示例性横向推动元件；

图3A-D概念性地描绘了当障碍物与车辆在小的局部重叠碰撞中碰撞时的碰撞动态过程；

图4A概念性地示出了车辆前部结构的示例性车辆侧面结构，在其上可以布置横向推动元件；和

图4B示出了被布置在中空梁结构中的根据本公开实施例的示例性横向推动元件。

具体实施方式

在本详细说明中描述了根据本发明的横向推动元件的各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应当被解释为限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底性和完整性，并且向本领域技术人员完全传达本发明的范围。在全文中，相同的附图标记指代相同的元件。

图1示出了根据本公开的实施例的示例性横向推动元件。横向推动元件100适于布置在被设置于车身103的横向侧上的中空梁结构102内部。横向推动元件100被配置为在涉及车辆的局部重叠碰撞的情况下提供横向载荷路径104。此外，横向推动元件100可机械地附接在中空梁结构102内部以在中空梁结构内部保持其位置。

发明人已经认识到，被设置在车辆侧面上的中空梁结构内部的空间可以被更好地用于改善在局部重叠碰撞中的横向力传递。因此，代替允许中空梁结构因碰撞力而完全塌陷，所提出的横向推动元件机械地附接在中空梁结构内部，从而提供进入车辆的刚性结构的横向载荷路径，使得到来的障碍物更好地从车辆的侧面滑落。

因此，横向推动元件为中空梁结构配备了内部结构，所述内部结构能在横向方向上传递载荷从而产生侧推力和到来的障碍物的滑出行为。因此，横向推动元件适于能够在到来的障碍物上提供侧面推动效果。

横向载荷路径104位于车辆的横向方向上，即从车辆的一侧到另一侧。横向载荷路径104基本上垂直于车辆的行驶方向。

中空梁结构102可以是以单件形成的梁，或者是由一组板形成的梁结构。例如，中空梁结构可以包括被安装在一起以形成中空梁结构的内板和外板。中空梁结构布置在车辆的横向侧上，在局部重叠碰撞中中空梁结构在车辆的横向侧暴露于到来的障碍物。

横向推动元件100适于在载荷路径104的平面中具有强的结构完整性，从而在该平面中提供有效的载荷传递。换句话说，横向推动元件100在预期的横向载荷路径104的平面中在结构上是最强的。例如，根据一些实施例，横向推动元件是相对平坦的，在横向推动元件上的主平面中具有横向载荷路径。

横向推动元件100的宽度和长度可以比其厚度更宽和更长。换句话说，横向推动元件100可以是板状的，但是厚度应当足以在局部重叠碰撞的情况下提供足够的结构完整性以能够承受相当大的变形。

横向推动元件100可以通过各种方式机械地附接在中空梁结构内部。例如，横向推动元件100可以例如焊接到中空梁结构102的内部。在中空梁结构由内板和外板制成的情况下，横向推动元件100可以在这些板被安装在一起之前机械地附接到这些板中的一个板上。用于将横向推动元件机械地附接在中空梁结构内部的示例性技术包括焊接(例如点焊)、铆接、流钻(flow drilling)、或本领域已知的用于金属部件彼此附接的任意其它机械附接方式。附接技术可取决于具体的材料选择和特定的中空梁结构设计。

横向推动元件构造成能够承受弯曲和扭曲行为。为了更好地处理弯曲和扭曲，横向推动元件可以包括加强结构。

图2示出了包括加强结构202的横向推动元件200。更精确地说，横向推动元件200的主体204具有附接于或形成于其上的在横向载荷路径104中延伸的纵向加强结构202。在所描绘的实施例中，纵向加强结构在横向载荷路径104的方向上沿着横向推动元件的主体204的整个上表面203延伸。还可以具有沿着相反表面延伸的纵向加强结构，即，位于主体的下表面上的纵向加强结构。

纵向加强结构202提供了增加横向推动元件的弯曲刚度并提供在碰撞的情况下提高在横向载荷路径中将载荷传递到车身中的能力的优点。因此，加强结构被配置为增强载荷朝向车身的传递。

此外，纵向加强结构的形状、深度、长度、和宽度可以不同于附图中示出的示例性示例实施例。纵向加强结构的形状、深度、长度、和宽度是针对特定负载情况和中空梁结构设计而定制的。虽然所描绘的纵向加强结构在这里被示出为直线段，但是它们通常可以包括弯曲段或若干直的互连段。然而，这些纵向加强结构的总的方向是在载荷路径方向上沿着相应的横向方向。

纵向加强结构可以以各种方式提供。除了本文示出的具有半圆形横截面的圆柱形杆(其与横向推动元件一体制成)之外，纵向加强结构的提供方式可以是例如凹部或圆形杆或具有适合的、附接到主体的任意其它横截面的杆或可提供提高的弯曲和扭曲刚度的任意其它实心或中空结构。纵向杆提供了实现纵向加强结构的一种有利的方式。

在图1和2中示出的实施例中，横向推动元件100、200包括倾斜的支撑侧206，该倾斜的支撑侧206适于引导碰撞部件远离车身，并且产生朝向车身的横向力。

当横向推动元件100、200安装在中空梁结构108中时，倾斜的支撑侧206相对于与车辆的纵向轴线平行的(例如与车辆的向前行驶方向平行的)轴线208成角度。

在局部重叠碰撞的情况下，倾斜的支撑侧将有利地帮助使到来的障碍物滑动离开车身。因此，当障碍物到达横向推动元件时，横向推动元件从倾斜的支撑表面在横向载荷路径的方向上传递来自与障碍物的撞击的力。

当横向推动元件安装在中空梁结构中时，纵向加强结构从倾斜支撑表面206朝向车身延伸。如果纵向加强结构适于沿横向推动元件的整个宽度拉伸，则结构完整性能够提高，并且因此传递载荷的能力得到提高。当横向推动元件被安装在中空梁结构102中时，横向推动元件200的宽度是沿着横向载荷路径104的方向。

图3A-D概念性地描绘了当在小的局部重叠碰撞中障碍物300与车辆302碰撞并且最终导致障碍物到达其中可以布置根据本公开的横向推动元件的中空梁结构时的碰撞动态过程。

在图3A中所示的初始位置，障碍物300撞击车辆前部结构的保险杠304。保险杠通常具有吸收来自碰撞的一些能量的能力，并且具有在小的局部重叠碰撞的情况下，在障碍物上提供轻微的侧推力。

在图3B中所示的第二位置中，已经由车辆的前部结构引起障碍物300上的一些侧推力。这样的前部结构可以涉及例如本领域技术人员所熟知的猎枪(shotgun)或亚马逊(Amazon)设计。在一些车辆前部结构中，推动构件306提供在横向方向上远离车辆的进一步侧推，并且碰撞箱307吸收一些能量。

当障碍物300进一步穿透到车辆结构中时，如图3C所示，障碍物300常常通过由侧梁309、310和副车架部件311以及在一些情况下发动机312形成的内部车辆结构被进一步推动到侧面，这将不在本文中详细描述。最终，当障碍物300甚至进一步穿透到车辆结构中时，障碍物到达被设置在车辆的横向侧上的中空梁结构102，如图3D中所示。根据本公开的横向推动元件308被机械地附接在中空梁结构102内部。

在中空梁结构不具有附接在其中的横向推动元件的现有技术车辆侧面结构中，中空梁结构通常严重变形。这意味着一旦障碍物到达中空梁结构并且错失了提供横向推动的机会，就不提供横向推动。

然而，利用附接在中空梁内部的本公开中提出的横向推动元件，当障碍物在横向推动元件的位置处撞击中空梁结构102时，产生进一步的横向推动。由于横向推动元件适于在横向方向上具有强的结构完整性，所以横向载荷路径被提供到车辆的刚性部分(例如侧梁310或副车架部分311)中。这进一步提供了将障碍物300推离车辆302，从而实现障碍物的滑落，如在图3D中概念性地示出的。

图4A示出根据本公开的实施例的车辆侧面结构400，车辆侧面结构400基本上布置在车辆前部结构的后方，车辆前部结构包括保险杠304、侧梁309、310、和副车架部分311，这里也包括发动机312。车辆侧面结构400包括在车辆前部结构的后方沿着车辆的横向侧设置的中空梁结构102。此外，横向推动元件404机械地附接在中空梁结构内部，如将参考图4B进一步描述的那样。横向推动元件因而布置在位于车辆前部结构后方的中空梁结构102中，车辆前部结构在小的局部重叠碰撞中吸收一些初始载荷。因此，横向推动元件可布置在这样的位置中，即，当障碍物到达横向推动元件时车辆结构已经引起一些侧推的位置中，如参照图3所描述的3A-D。

横向推动元件404具有倾斜的支撑侧406，倾斜的支撑侧406适于引导碰撞部件远离车身408，并且产生由箭头409指示的朝向车身408的横向力。当横向推动元件404布置在中空梁结构中时，倾斜的支撑侧406相对于纵向轴线410沿着中空梁102并且通常也沿着车辆纵向轴线倾斜。

在这个示例中，横向推动元件具有锥形形状。该锥形形状为倾斜的外部支撑侧406提供了上面描述的优点、并且倾斜的内侧412有助于封装在空间受到限制的一些中空梁结构内部。

根据本公开的实施例的横向推动元件有利地通过铸造来生产。为了在横向载荷路径方向上提供强的结构完整性，籍此通过提高在横向载荷路径方向上传递载荷的能力，一旦安装在中空梁结构中，制造横向推动元件时的铸造方向(casting direction)位于车辆的横向方向上。

加强结构可以有利地与横向推动元件一起铸造成一个部件，即在同一铸造过程中。与在铸造过程之后将它们安装在横向推动元件上相比，这提供了横向推动元件的提高的结构强度和加强结构的改进的性能。

中空梁结构可以是布置在车门下方的所谓的摇臂板(rocker panel)或摇臂梁(rocker beam)。在一些可能的实施方式中，中空梁结构可以包括摇臂内板414和摇臂外板415。

根据本文所述的实施例的所提出横向推动元件可以优选地由例如铝或铝合金的轻质金属制成，并通过铸造生产。

本领域技术人员认识到，本发明绝不限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内，许多修改和变化是可能的。

此外，这里示出了纵向加强结构的例示位置以举例说明本发明，并且可以根据具体的情况来调节具体的构造。

此外，虽然纵向加强结构的数量在本文中示出为四个，但是这仅用作示例，并且许多不同配置是可能的并且仍在所附权利要求的范围内。

例如，横向推动元件可以通过挤压来制造，尽管优选的技术是铸造。

在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定词“一个”或“一种”不排除多个或多种。单个处理器或其它单元可实现权利要求书中叙述的若干物项的功能。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的单纯事实不指示这些措施的组合不能用于优点。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

已描述各种实例。这些及其它实例也在所附权利要求书的范围内。

Claims

1.一种横向推动元件，其适于布置在被设置于车辆的横向侧上的中空梁结构的内部，其中，所述横向推动元件被配置为在涉及所述车辆的局部重叠碰撞的情况下提供横向载荷路径，并且其中所述横向推动元件能机械地附接在所述中空梁结构的内部以在所述中空梁结构的内部维持就位。

2.根据权利要求1所述的横向推动元件，其中，所述横向推动元件包括被布置在所述横向载荷路径的平面中的加强结构。

3.根据权利要求2所述的横向推动元件，其中，所述加强结构与所述横向推动元件制成为一体。

4.根据权利要求2或3中任一项所述的横向推动元件，其中，所述加强结构被包括在所述横向推动元件的主体中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的横向推动元件，其中，所述横向推动元件是相对平坦的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的横向推动元件，其中所述横向推动元件具有倾斜的支撑侧，所述倾斜的支撑侧适于引导碰撞部件远离车身，并且产生朝向所述车身的横向力。

7.根据前述权利要求中任一项所述的横向推动元件，其中所述横向推动元件具有锥形形状。

8.根据前述权利要求中任一项所述的横向推动元件，其通过铸造制造。

9.根据权利要求8所述的横向推动元件，其中，制造所述横向推动元件时的铸造方向是在一旦安装在所述中空梁结构中时在车辆的横向方向上。

10.一种车辆侧面结构，包括：

沿着车辆的横向侧设置的中空梁结构；和

根据前述权利要求中任一项所述的横向推动元件，其布置在且机械地附接在所述中空梁结构的内部。

11.根据权利要求10所述的车辆侧面结构，其中，所述横向推动元件被附接到所述中空梁结构中与所述车辆的刚性的横向结构邻近，从而经由所述刚性的横向结构将横向力传递到所述车辆的相对侧。

12.根据权利要求10和11中任一项所述的车辆侧面结构，其中，所述横向推动元件包括倾斜的支撑侧，所述倾斜的支撑侧相对于所述车辆的纵向轴线成角度地布置。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的车辆侧面结构，其中，所述横向推动元件具有锥形形状，其中，所述锥形形状的较窄部分指向所述车辆的向前行驶方向上。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的车辆侧结构，其中，所述中空梁包括摇臂内板和摇臂外板、或摇臂梁。

15.一种车辆，包括根据权利要求10-14中任一项所述的车辆侧面结构。