DE102018104625A1

DE102018104625A1 - Aufblasbare tunnelverstärkung

Info

Publication number: DE102018104625A1
Application number: DE102018104625.1A
Authority: DE
Inventors: Mohammed Omar Faruque; Yijung Chen
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2018-09-13
Also published as: CN108569340B; US10252751B2; US20180257713A1; US20190225274A1; CN108569340A

Abstract

Eine aufblasbare Tunnelverstärkung zum Verstärken einer Fahrzeug-Tunnelstruktur beinhaltet eine erste Wand, eine zweite Wand und mindestens einen Falz, der die erste und zweite Wand verbindet. Das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem beinhaltet ferner ein Füllgerät, das zum Erhöhen eines Gasdrucks zwischen der ersten und zweiten Wand ausgelegt ist. In einer aufgeblasenen Konfiguration bildet das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem einen durchgängigen Lastpfad zwischen den Innenwänden der Tunnelstruktur im Allgemeinen rechtwinklig zu einer Längsachse der Tunnelstruktur.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft eine Fahrzeugaufprallreaktion und insbesondere ein aufblasbares Tunnelverstärkungssystem.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Zahlreiche Fahrzeugkarosseriestrukturen beinhalten Unterbodenbaugruppen, die einen mittig ausgebildeten Tunnel oder Durchgang aufweisen, der entlang der Längsachse des Fahrzeugs verläuft. Verschiedene Komponenten, wie z. B. eine Antriebswelle oder Kanäle, können durch den Tunnel verlaufen.
Fahrzeugkarosseriestrukturen können Seitenlasten, z. B. während eines Seitenaufpralls, ausgesetzt sein. Seitenaufpralllasten können auf den Tunnel übertragen werden.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug definiert eine Längsachse, die von einer Vorderseite des Fahrzeugs zu einer Hinterseite des Fahrzeugs verläuft. Das Fahrzeug beinhaltet mindestens einen Aufprallsensor und eine Steuerung in Verbindung mit dem mindestens einen Aufprallsensor. Die Steuerung kann dazu angepasst werden, eine Anzeige eines Aufprallereignisses zu empfangen. Die Anzeige eines Aufprallereignisses kann z. B. eine Anzeige eines Seitenaufprallereignisses sein, das eine Last in einer Richtung anzeigt, die allgemein rechtwinklig zur Längsachse des Fahrzeugs ist.
Das Fahrzeug beinhaltet ferner eine Unterbodenbaugruppe, die eine Bodenwanne beinhaltet. Die Bodenwanne beinhaltet einen Tunnel, der im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verläuft. Der Tunnel beinhaltet Innenwände, die einen Tunnelhohlraum definieren.
Das Fahrzeug beinhaltet ferner ein aufblasbares Tunnelverstärkungssystem, das im Tunnelhohlraum angeordnet ist. Das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem ist dazu angepasst, einen Befehl von der Steuerung zu empfangen. Das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem beinhaltet eine erste Metallwand, die an mindestens einer Innenwand des Tunnels befestigt ist, und eine zweite Metallwand, die an der ersten Metallwand befestigt ist. Die erste Metallwand kann an der mindestens einen Innenwand des Tunnels durch einen Klebstoff befestigt sein, der zwischen der mindestens einen Innenwand und der ersten Metallwand angeordnet ist. Die erste Metallwand kann ebenfalls oder stattdessen an der mindestens einen Innenwand des Tunnels durch eine Schweißnaht zwischen der mindestens einen Innenwand und einem Flansch, der von der ersten Metallwand verläuft, befestigt sein.
Das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem beinhaltet weiterhin mindestens einen Falz, der zwischen der ersten und zweiten Metallwand an einem Umfang der ersten und zweiten Metallwand angeordnet ist. Die erste Metallwand, die zweite Metallwand und der mindestens eine Falz definieren einen geschlossenen inneren Hohlraum. Das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem beinhaltet ferner ein Füllgerät, das zwischen der ersten und zweiten Metallwand angeordnet ist. Das Füllgerät ist dazu angepasst, einen Gasdruck im geschlossenen inneren Hohlraum zu erhöhen, um das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem aufzublasen.
In einer aufgeblasenen Konfiguration bildet das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem einen durchgängigen Lastpfad zwischen den Innenwänden des Tunnels im Allgemeinen rechtwinklig zu der Längsachse des Fahrzeugs.
In einem Ansatz beinhaltet das Fahrzeug ferner eine Antriebswelle, die innerhalb des Tunnelhohlraums im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Fahrzeugs verläuft. Wenn das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem in einer nicht aufgeblasenen Konfiguration ist, kann es um einen Umfang der Antriebswelle herum angeordnet werden, und kann in einem beabstandeten Verhältnis zur Antriebswelle angeordnet sein.
In der aufgeblasenen Konfiguration kann das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem einen ersten durchgängigen Lastpfad in einer ersten Ebene oberhalb der Antriebswelle bilden. Auch in der aufgeblasenen Konfiguration können das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem und die Antriebswelle einen zweiten durchgängigen Lastpfad,, der durch die Antriebswelle hindurch verläuft, in einer zweiten Ebene bilden.
Ein Verfahren zum seitlichen Verstärken einer längs verlaufenden Tunnelstruktur, die an einem Unterboden eines Fahrzeugs angeordnet ist, beinhaltet bei einer Steuerung das Empfangen einer Anzeige eines Seitenaufprallzustands. Als Reaktion darauf beinhaltet das Verfahren das Aufblasen eines aufblasbaren Tunnelverstärkungssystems, das in der längs verlaufenden Tunnelstruktur angeordnet ist, um ein inneres Volumen des aufblasbaren Tunnelverstärkungssystems zu erhöhen, um einen durchgängigen Lastpfad zwischen Innenwänden der Tunnelstruktur, und im Allgemeinen rechtwinklig zu der längs verlaufenden Tunnelstruktur zu bilden.
Das Aufblasen des aufblasbaren Tunnelverstärkungssystems kann das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem mit einer längs verlaufenden Antriebswelle, die innerhalb der längs verlaufenden Tunnelstruktur angeordnet ist, in Eingriff bringen. Das Aufblasen des aufblasbaren Tunnelverstärkungssystems kann ebenfalls das Erhöhen eines geschlossenen inneren Volumens, das zwischen einer ersten Wand und einer zweiten Wand angeordnet ist, beinhalten. Die erste und zweite Wand können beispielsweise aus Metall gebildet sein. Das Aufblasen des aufblasbaren Tunnelverstärkungssystems kann ebenfalls das Aufblasen auf einen Luftdruck von etwa 100 psi beinhalten.
Eine aufblasbare Tunnelverstärkung zum Verstärken einer Fahrzeug-Tunnelstruktur beinhaltet eine erste Wand, eine zweite Wand und mindestens einen Falz, der die erste und zweite Wand verbindet. Die aufblasbare Tunnelverstärkung beinhaltet ferner ein Füllgerät, das dazu angepasst ist, einen Gasdruck zwischen der ersten und zweiten Wand zu erhöhen. In einer aufgeblasenen Konfiguration bildet die aufblasbare Tunnelverstärkung einen durchgängigen Lastpfad zwischen den Innenwänden der Tunnelstruktur im Allgemeinen rechtwinklig zu der Längsachse der Tunnelstruktur.
Mindestens eines von der ersten Wand und der zweiten Wand ist an mindestens einer Innenwand der Tunnelstruktur befestigt. In einem Ansatz sind die erste und zweite Wand aus Metall gebildet, und können durch additive Fertigung gebildet sein. In einem weiteren Ansatz sind die erste und zweite Wand aus Metall gebildet und können an den äußeren Umfängen der ersten und zweiten Wand angeschweißt sein. In einem weiteren Ansatz sind die erste und zweite Wand aus einem Thermoplast gebildet.
Der mindestens eine Falz kann eine Vielzahl von Falzen sein, die in einer zusammenhängenden Z-Falz-Konfiguration verlaufen. In einem Ansatz wird der mindestens eine Falz in mindestens einer der ersten und der zweiten Wand gebildet. In einem weiteren Ansatz wird der mindestens eine Falz in einer dritten Wand gebildet, die an der ersten Wand und der zweiten Wand befestigt ist.
Figurenliste

1 ist eine Unterseitenansicht eines Fahrzeugs.
2 ist eine perspektivische Draufsicht auf eine Bodenwanne für einen Fahrzeug-Unterboden.
3 ist eine perspektivische Draufsicht auf eine Bodenwanne für einen Fahrzeug-Unterboden, die ein aufblasbares Tunnelverstärkungssystem zeigt.
4 ist eine Darstellung eines aufblasbaren Tunnelverstärkungssystems, das die beispielhafte Falzkonfiguration aufweist.
5 ist eine unterseitige perspektivische Ansicht der Bodenwanne, die ein aufblasbares Tunnelverstärkungssystem zeigt.
6 ist ein Seitenaufriss der Bodenwanne, der das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem in einer ersten Konfiguration zeigt.
7 ist ein Seitenaufriss der Bodenwanne, der das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem in einer zweiten Konfiguration zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind in diesem Schriftstück beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen nur Beispiele sind und andere Ausführungsformen unterschiedliche und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale sind möglicherweise vergrößert oder verkleinert dargestellt, um Details bestimmter Bauteile zu zeigen. Daher sind in diesem Dokument offenbarte spezifische strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage für die Vermittlung der Lehre an einen Fachmann über die verschiedenen Anwendungen der vorliegenden Erfindung. Wie ein Durchschnittsfachmann verstehen wird, können verschiedene Merkmale, die in Bezug auf beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen herzustellen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen von dargestellten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen gewünscht sein.
Nun unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet ein Fahrzeug 10 eine Unterbodenbaugruppe 12, die verschiedene Strukturkomponenten aufweist. Die Unterbodenbaugruppe 12 des Fahrzeugs 10 ist ein Teil des Fahrzeugrahmens, der längs zwischen einem vorderen Ende des Fahrzeugs 10 und einem hinteren Ende des Fahrzeugs 10 verläuft.
In vielen Konfigurationen beinhaltet die Unterbodenbaugruppe 12 eine Bodenwanne 14. Die Bodenwanne 14 kann beispielsweise aus einem Metallmaterial wie z. B. Blech gebildet sein. Die Bodenwanne 14 kann einen oder mehrere seitliche Regionen und einen oder mehrere Tunnels aufweisen. Beispielsweise kann die Bodenwanne 14 zwei im Allgemeinen ebenflächige seitliche Regionen und einen Tunnel beinhalten, der zwischen den seitlichen Regionen angeordnet ist. In einigen Ansätzen sind die seitlichen Regionen und der Tunnel einstückig ausgebildet. In anderen Ansätzen sind die seitlichen Regionen und der Tunnel getrennt ausgebildet und als eine Bodenwannenbaugruppe zusammengebaut.
Das Fahrzeug 10 kann mit einem oder mehreren Aufprallsensoren 16 bereitgestellt sein, die schematisch in 1 abgebildet sind. Die Aufprallsensoren 16 sind dazu angepasst, ein tatsächliches oder bevorstehendes Kollisionsereignis zu erkennen. Die Aufprallsensoren 16 können beispielsweise einen seitlichen Aufprallsensor beinhalten und können in Form von Beschleunigungssensoren oder einer anderen geeigneten Form von Sensor vorliegen. Die im Fahrzeug 10 integrierten Aufprallsensoren können dazu betrieben werden, Aufprallsignale zu generieren und zu übertragen.
Das Fahrzeug 10 kann ferner ein elektronisches Steuermodul (electronic control module - ECM) 18 beinhalten. Das ECM 18 kann an einer Mittelkonsole des Fahrzeugs angeordnet sein und kann beispielsweise ein Rückhalte-Steuergerät (Restraint Control Module) sein. Das ECM 18 kann in elektrischer Verbindung mit einem oder mehreren Aufprallsensoren 16 stehen. Das ECM 18 kann dazu betrieben werden, die Aufprallsignale zu empfangen und zu bestimmen, ob das Fahrzeug 10 beispielsweise in einen Frontaufprall, Seitenaufprall oder Überschlag involviert war. Auf diese Weise kann das ECM 18 eine Anzeige eines Aufprallereignisses empfangen, das ein bevorstehender Aufprall oder ein stattgefundener Aufprall sein kann.
Das Fahrzeug 10 kann ferner ein oder mehrere Aufprallreaktionssysteme 20 beinhalten. Beispielsweise können passive Rückhaltesysteme wie z. B. Airbags oder automatische Sicherheitsgurtstraffer, bei einem aktivierungswürdigen Aufprallereignis automatisch aktiviert werden. Aufprallsicherheitssysteme 20 können andere Formen annehmen, wie z. B. Systeme für Fahrzeug-Strukturintegrität, wie an anderer Stelle in diesem Dokument ausführlicher behandelt. Das ECM 18 kann in elektrischer Verbindung mit einem oder mehreren Aufprallreaktionssystemen 20 stehen. Nachdem beispielsweise ein Aufpralltyp bestimmt ist, kann das ECM 18 ein oder mehrere Aufprallreaktionssysteme 20 steuern.
Wie in 2 gezeigt, ist eine obere Fläche der Bodenwanne 14 durch eine Bodenplatte 30 definiert, die seitlich zwischen der ersten und zweiten Endregion in Längsrichtung 32, 34 verläuft, um eine tragende Fläche für einen Insassen im Fahrzeug 10 bereitzustellen. Die Bodenplatte 30 kann seitliche Bodenplatten-Teilbereiche 30a, 30b beinhalten. Es versteht sich, dass die Bodenplatte 30 ein einzelnes einstückiges Teil oder eine Anzahl von getrennten Teilen sein kann, die gemeinsam die tragende Fläche des Fahrzeugbodens bilden. Die tragende Fläche kann ebenfalls möglicherweise dazu verwendet werden, innere Komponenten des Fahrzeugs 10 wie z. B. Sitzbaugruppen, eine Mittelkonsole, eine Instrumententafel, und andere innere Komponenten zu tragen, wie es im Allgemeinen für den Durchschnittsfachmann verständlich ist.
Die Bodenplatte 30 beinhaltet einen erhöhten mittleren Bereich 36 zwischen den seitlichen Bodenplatten-Teilbereichen 30a, 30b. Der erhöhte mittlere Bereich 36 definiert eine obere Region eines Tunnels 40, der im Allgemeinen längs in der Längsrichtung des Fahrzeugs 10 verläuft. In vielen Ansätzen verläuft der Tunnel 40 entlang einer im Allgemeinen mittleren Längsachse des Fahrzeugs 10. Der Tunnel 40 weist eine Tunnelhöhe auf, die im Allgemeinen durch die Höhe von Tunnelwänden 44 definiert ist, die von der Bodenplatte 30 in den erhöhten mittleren Bereich 36 in der Richtung des Inneren des Fahrzeugs 10 verlaufen. Auf diese Weise definiert der Tunnel 40 einen Tunnelhohlraum 42.
Innerhalb des Tunnelhohlraums 42 können verschiedene Komponenten angeordnet sein. Beispielsweise verläuft eine Antriebswelle 50 im Tunnel 40 entlang der Längsachse des Tunnels. Die Antriebswelle 50 wird betrieben, um Rotationsenergie auf den hinteren Rädersatz zu übertragen, wenn sich ein Motor im vorderen Teil des Fahrzeugs 10 befindet, und kann ebenso zum Übertragen von Rotationsenergie auf den vorderen Rädersatz eingesetzt werden, wenn sich der Motor des Fahrzeugs 10 in einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs 10 befindet. Unter momentanem Verweis auf 1 kann die Antriebswelle 50 von einem innerhalb des Tunnelhohlraums 42 angeordneten Tragrahmen 52 getragen werden.
Weitere typischerweise dem Unterboden des Fahrzeugs 10 zugeordnete Komponenten können im Tunnel 40 angeordnet sein. Beispielsweise können auch elektrische oder Flüssigkeitskanäle (z. B. Abgasleitungen) im Tunnel 40 angeordnet sein.
Während eines Seitenaufpralls kann die Fahrzeugkarosseriestruktur, einschließlich der Bodenwanne 14, Energie in seitlicher Richtung absorbieren. In zahlreichen Fällen kann ein Seitenaufprall dazu führen, dass der Tunnel 40 in seitlicher Richtung eingedrückt wird, wodurch ein erster seitlicher Bodenplatten-Teilbereich (z. B. seitlicher Bodenplatten-Teilbereich 30a) mit einem zweiten seitlichen Bodenplatten-Teilbereich (z. B. seitlicher Bodenplatten-Teilbereich 30b) in Berührung kommt.
Nun unter Bezugnahme auf 3 kann das Fahrzeug 10 mit einem aufblasbaren Tunnelverstärkungssystem (inflatable tunnel reinforcement system - ITRS) 60 bereitgestellt sein. Das ITRS 60 kann auch als eine aufblasbare Tunnelverstärkungsstruktur oder eine aufblasbare Tunnelverstärkungsbaugruppe bezeichnet werden.
Das ITRS 60 kann aus jedem geeigneten Material gebildet werden, das zum schnellen Aufblasen geeignet ist. In einem Ansatz ist das ITRS 60 im Wesentlichen aus einer oder mehreren Komponenten gebildet. Die Komponenten können mittels additiver Fertigungstechnologien, wie z. B. 3D-Druck, gebildet werden. Typen von additiven Fertigungsprozessen nach dem Stand der Technik beinhalten Stereolithographieapparate (SLA), 3D-Sanddruck und weitere dreidimensionale Drucker, Tintenstrahldrucker, die Lagen von Pulvermaterial verbinden, Kunststoff-Zusammensetzungen, die sich eines Bindelösemittels bedienen, Pulver auf Metallbasis, die sich einer Lasersintervorrichtung bedienen, und viele andere derartige Prozesse nach dem Stand der Technik, die von einem Fachmann verstanden werden. Somit kann jeder derartige Prozess in Verbindung mit dieser Erfindung dazu geeignet sein, einen verlorenen Formteil einer Gussformkomponente oder eine verlorene Form für eine Matrizenkomponente zu schaffen, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
In einem weiteren Ansatz kann das ITRS 60 aus vorgeformten Komponenten gebildet sein. Die Komponenten können ein oder mehrere Metallbleche (beispielsweise ein zähes Metall wie niedriglegierter Stahl) sein. Die Komponenten können ebenfalls ein oder mehrere Kunststofftafeln (beispielsweise ein Thermoplast mit einem hohen Bruchdehnungsgrad) sein. Die Komponenten können ebenfalls ein oder mehrere Gewebebahnen sein. Die Komponenten können diskrete Komponenten sein, die mittels eines geeigneten Ansatzes miteinander verbunden sind. Wenn beispielsweise die diskreten Komponenten Metallbleche sind, können die Bleche miteinander verschweißt sein.
Nun unter Bezugnahme auf 4 bilden die eine oder mehreren Komponenten des ITRS 60 einen geschlossenen inneren Hohlraum. Das ITRS 60 kann eine erste Wand 62 und eine zweite Wand 64, und einen geschlossenen inneren Hohlraum 66 zwischen der ersten und zweiten Wand 62, 64 definieren. Mindestens ein Falz 68 ist in einer Falzregion zwischen der ersten und zweiten Wand 62, 64 angeordnet, beispielsweise an einem Umfang des ITRS 60. Der mindestens eine Falz kann in der ersten Wand 62, der zweiten Wand 64 oder sowohl in der ersten als auch der zweiten Wand 62, 64 gebildet werden. In einem weiteren Ansatz ist der mindestens eine Falz in einem dazwischen angeordneten bahnartigen Abschnitt zwischen der ersten und zweiten Wand 62, 64 ausgebildet, um einen geschlossenen inneren Hohlraum zwischen der ersten und zweiten Wand 62, 64 zu definieren.
Der mindestens eine Falz kann die Form eines V-Falzes annehmen, in dem Material über einer Scharnierregion gefaltet ist. In einem Ansatz ist der mindestens eine Falz ein einziger Falz um ein einziges Scharnier. In einem weiteren Ansatz ist der mindestens eine Falz eine Vielzahl von Falzen um jeweilige Scharniere. In diesem Ansatz die Vielzahl von Falzen für einen Z-Falz oder zusammenhängende Z-Falze, wie in 4 dargestellt. Weitere Falzschemata können innenliegende oder außenliegende Rollen, einfache oder doppelte Rollen, Kompressionsfalze und seitlich oder längs verlaufende zusätzliche Falze sein.
Das ITRS 60 kann geeignet bemessen sein, so dass das ITRS 60 nach dem Aufblasen einen gesamten Querschnitt eines Tunnelhohlraums (z. B. Tunnelhohlraum 42) entlang der seitlichen Richtung, die zuvor nicht gefüllt war, füllt. Das ITRS 60 kann mit einer geeigneten Länge in Längsrichtung bereitgestellt sein. Beispielsweise kann das ITRS 60 eine Länge in Längsrichtung zwischen einem und fünf Zoll, von etwa sechs Zoll, von etwa 12 Zoll oder mehr als 12 Zoll aufweisen.
Das ITRS 60 kann an Standorten angeordnet sein, die hohen seitlichen Lasten ausgesetzt sein können. In einem Ansatz ist das ITRS 60 im Tunnelhohlraum 42 an einer Stelle in Längsrichtung nahe der „B“-Säule angeordnet. In einem weiteren Ansatz ist das ITRS 60 im Tunnelhohlraum 42 nahe den Vordersitzen des Fahrzeugs 10 angeordnet. In einem weiteren Ansatz ist das ITRS 60 im Tunnelhohlraum 42 nahe den Rücksitzen des Fahrzeugs 10 angeordnet. In einem weiteren Ansatz ist das ITRS 60 im Tunnelhohlraum 42 nahe dem Kraftstofftank des Fahrzeugs 10 angeordnet.
In einem Ansatz ist ein einziges ITRS 60 bereitgestellt. In einem weiteren Ansatz ist mehr als ein ITRS 60 bereitgestellt. Beispielsweise kann ein erstes ITRS längs von einem zweiten ITRS in demselben Tunnelhohlraum 42 beabstandet sein. In einem weiteren Beispiel kann ein erstes ITRS in einem ersten Tunnelhohlraum und ein zweites ITRS in einem zweiten Tunnelhohlraum bereitgestellt sein.
Weiterhin können zusätzlich zu längs verlaufenden Tunneln auch seitlich verlaufende Tunnel (wie z. B. Halbwellentunnel) mit einem ITRS bereitgestellt sein. Es wird ausdrücklich in Betracht gezogen, dass weitere Regionen des Fahrzeugs, einschließlich weiterer Hohlräume im Fahrzeug-Unterboden 12, mit einem oder mehreren ITRS bereitgestellt sein können.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 kann das ITRS 60 im Tunnelhohlraum 42 so angeordnet sein, dass das ITRS 60 nicht mit anderen Komponenten (z. B. Antriebswelle 50) interferiert, die im Tunnelhohlraum 42 angeordnet sind, wenn das ITRS 60 sich in der nicht aufgeblasenen Konfiguration befindet.
Das ITRS 60 kann innerhalb des Tunnelhohlraums 42 angeordnet sein, so dass mindestens ein Abschnitt des ITRS 60 mindestens an entgegengesetzten, seitlich beabstandeten Wänden 44, die den Tunnelhohlraum 42 definieren, angeordnet ist. In anderen Ansätzen ist das ITRS nur an einer Wand angeordnet. In anderen Ansätzen ist ein erstes ITRS an einer ersten Wand angeordnet, und ein zweites ITRS ist an einer zweiten gegenüberliegenden seitlich beabstandeten Wand angeordnet. In noch weiteren Ansätzen ist das ITRS an der unteren Wand des erhöhten mittigen Bereichs 36 angeordnet. Die Wände, die den Tunnelhohlraum definieren, können vertikale Wände, im Wesentlichen vertikale Wände, winklige Wände oder gerundete Wände sein.
Das ITRS 60 kann an Innenwänden des Tunnels 40 im Tunnelhohlraum 42 befestigt sein. Spezifischer kann eine obere Fläche der ersten Wand 62 an den Innenwänden des Tunnels 40, beispielsweise mittels Klebstoff, befestigt sein. Der Klebstoff kann beispielsweise in Form von einem oder mehreren Klebstoffflächen 70 vorliegen. Das ITRS 60 kann ebenfalls oder stattdessen an den Innenwänden des Tunnels 40 mittels weiterer geeigneter Befestigungsansätze, wie z. B. durch Schweißen oder die Verwendung mechanischer Befestigungen, befestigt sein.
In einigen Ansätzen kann das ITRS 60 eine(n) oder mehrere Klappen oder Flansche 72 zum Befestigen des ITRS 60 an den Innenwänden des Tunnels 40 beinhalten. Die Flansche 72 können beispielsweise von der ersten Wand 62 verlaufen und können entlang den Innenwänden des Tunnels 40 verlaufen. Die Flansche 72 können an den Innenwänden des Tunnels 40 befestigt sein. Beispielsweise können die Flansche 72 an den Innenwänden des Tunnels 40 befestigt sein, oder können am Tunnel 40 mittels Klebstoff, einer oder mehrerer mechanischer Befestigungen oder eines anderen geeigneten Ansatzes zum Befestigen der Flansche 72 am Tunnel 40 befestigt sein.
Nun unter Bezugnahme auf 5 kann ein Füllgerät 80 bereitgestellt sein, um das ITRS 60 aufzublasen. In einem Ansatz ist das Füllgerät zwischen der ersten und zweiten Wand 62, 64 angeordnet, beispielsweise bevor der geschlossene innere Hohlraum zwischen der ersten und zweiten Wand 62, 64 ausgebildet wird. In einem weiteren Ansatz ist das Füllgerät 80 an einer äußeren Fläche des ITRS 60 befestigt (beispielsweise an der zweiten Wand 64) und kann ein Füllrohr beinhalten, um eine Fluidverbindung mit dem geschlossenen inneren Hohlraum herzustellen.
Das Füllgerät 80 ist in elektrischer Verbindung mit einer Stromquelle durch eine Kommunikationsleitung 82 bereitgestellt. In einem Ansatz ist die Stromquelle ein Fahrzeug-Batteriesystem. In einem weiteren Ansatz ist die Stromquelle ein spezielles Batteriesystem. Die Stromquelle ist dazu angepasst, das Füllgerät 80 mit einem elektrischen Strom zu speisen, beispielsweise als Reaktion auf einen Befehl vom ECM 18.
Das ITRS 60 kann als Reaktion auf einen Befehl vom ECM 18 aufgeblasen werden, wobei der Befehl als Reaktion darauf ausgegeben werden kann, dass das ECM 18 eine Anzeige eines Aufpralls (z. B. eines Seitenaufpralls) von einem oder mehreren Sensoren 16 erhält. Als Reaktion auf das Empfangen des Befehls vom ECM 18 ist das Füllgerät 80 dazu angepasst, das ITRS 60 von einer nicht aufgeblasenen Konfiguration, die in den 3, 5 und 6 abgebildet ist, in eine teilweise aufgeblasene Konfiguration und in eine voll aufgeblasene Konfiguration aufzublasen. Auf diese Weise kann der geschlossene innere Hohlraum ein erstes Volumen, wenn das ITRS 60 in der nicht aufgeblasenen Konfiguration ist, ein zweites Volumen, wenn das ITRS 60 in einer teilweise aufgeblasenen Konfiguration ist, und ein drittes Volumen definieren, wenn das ITRS 60 in der voll aufgeblasenen Konfiguration ist.
Beim Aufblasen injiziert das Füllgerät 80 Gas in den geschlossenen inneren Hohlraum 66 zwischen der ersten und zweiten Wand 62, 64. Der eine oder die mehreren Falze 68 entfalten sich, wenn die zweite Wand 64 aufgrund des Gasdrucks von der ersten Wand 62 getrennt wird. Vorzugsweise wird Gas mit einer Rate injiziert, die ausreichend ist, um das ITRS 60 mindestens teilweise aufzublasen, bevor seitliche Kräfte das Zusammenschieben des Tunnels 40 bewirken. In einem Ansatz wird Gas injiziert, um das ITRS 60 auf einen Druck von 100 psi aufzublasen. Es werden weitere geeignete Fülldrücke in Betracht gezogen.
Das aufgeblasene ITRS 60 kann eine innere Komponente (z. B. Antriebswelle 50) an einer oberen Fläche der Komponente, an seitlichen Seitenflächen der Komponente oder sowohl an der oberen Fläche als auch an seitlichen Seitenflächen der Komponente berühren, wie zum Beispiel dargestellt in 7. Das ITRS 60 kann ebenfalls so aufgeblasen sein, dass es die Komponente völlig umgibt.
In der aufgeblasenen Konfiguration füllt das ITRS 60 vorzugsweise einen gesamten Querschnitt des Tunnelhohlraums 42 entlang der seitlichen Richtung, die zuvor nicht gefüllt war. Wenn beispielsweise das ITRS 60 dazu angeordnet ist, eine Komponente wie z. B. eine Antriebswelle 50 zu umgeben, kann das aufgeblasene ITRS 60 einen gesamten Querschnitt des Tunnelhohlraums 42 entlang einer ersten Ebene 90 füllen, die in seitlicher Richtung verläuft, wobei die erste Ebene über der Antriebswelle 50 angeordnet ist. Das aufgeblasene ITRS 60 und die Antriebswelle 50 können zusammen einen gesamten Querschnitt des Tunnelhohlraums 42 entlang einer zweiten Ebene 92 füllen, die in seitlicher Richtung verläuft, wobei die zweite Ebene durch die Antriebswelle 50 verläuft. In einem Ansatz kann das ITRS 60 so aufgeblasen werden, dass es keinen gesamten Querschnitt des Tunnelhohlraums 42 entlang einer dritten Ebene 94 füllt, die in seitlicher Richtung verläuft, wobei die dritte Ebene unter der Antriebswelle 50 angeordnet ist. In einem weiteren Ansatz kann das ITRS 60 so aufgeblasen werden, dass es einen gesamten Querschnitt des Tunnelhohlraums 42 entlang der dritten Ebene 94 füllt.
Auf diese Weise bildet das ITRS 60 ein oder mehrere durchgängiger Lastpfade zwischen Wänden des Tunnels 40 wenn es in der aufgeblasenen Konfiguration ist. Spezifischer bildet das ITRS 60 in der aufgeblasenen Konfiguration einen durchgängigen seitlichen Lastpfad zwischen Innenwänden des Tunnels, wobei der seitliche Lastpfad rechtwinklig zu einer Längsachse des Tunnels 40 (oder einer anderen Längsachse des Fahrzeugs 10) verläuft. Somit können seitliche Lasten, die an einer ersten vertikalen Wand des Tunnels empfangen werden (z. B. der vertikalen Wand, die an einer Seite des Fahrzeugs 10 angeordnet ist, die einem Seitenaufprall ausgesetzt ist) zum ITRS 60 übertragen werden, das die Last auf die gegenüberliegende vertikale Wand überträgt (einschließlich, in einigen Ansätzen, durch eine Komponente wie eine Antriebswelle 50, die im Tunnel 40 angeordnet ist). Auf diese Weise können seitliche Lasten durch eine Komponente des Unterbodens 12 (z. B. Bodenwanne 14) des Fahrzeugs 10 übertragen werden. Die ITRS-Materialien (z. B. die Materialien der ersten und zweiten Wand 62, 64) sowie der Luftdruck können so ausgewählt sein, dass das ITRS 60 in der aufgeblasenen Konfiguration im Wesentlichen eine erste Wand (z. B. die in 3 gezeigte Wand 44a) des Tunnels 40 in einem beabstandeten Verhältnis von einer zweiten Wand (z. B. Wand 44b) an der Stelle des ITRS 60 hält.
Wie in diesem Dokument beschrieben, kann das ITRS 60 ein Aufprallsicherheitssystem 20 sein, das dazu angepasst ist, seitliche Lasten während eines Seitenaufpralls zu übertragen, und die Wahrscheinlichkeit reduzieren kann, dass eine Tunnelstruktur einer Fahrzeug-Unterbodenbaugruppe während eines Seitenaufpralls zusammenfällt. Das ITRS 60 kann ebenfalls die Wahrscheinlichkeit einer Kollision von Fahrzeuginsassen miteinander während des Seitenaufpralls vermindern. Das ITRS 60 kann anstelle von oder zusätzlich zu anderen im Tunnel angeordneten Verstrebungen eingebaut sein, um den Tunnel in seitlicher Richtung zu verstärken. Weiterhin kann das ITRS 60 Halterungen, Winkel oder andere Strukturkomponenten zum Eingriff mit einer oder mehreren Komponenten im Unterboden 12 des Fahrzeugs 10 beinhalten. Beispielsweise kann das ITRS 60 mit einem Tragrahmen bereitgestellt sein, um die Antriebswelle 50 im Tunnel 40 aufzunehmen.
Während vorstehend beispielhafte Ausführungsformnen beschrieben sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen von den Ansprüchen umfassten Formen beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Wörter sind eher beschreibender als eingrenzender Art und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die evtl. nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Während verschiedene Ausführungsformen als gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem früheren Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehreren wünschenswerten Eigenschaften vorteilhaft oder bevorzugt hätten beschrieben werden können, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass ein/e oder mehrere Merkmale oder Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Attribute des Systems als Ganzes zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Attribute können Folgendes beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein: Kosten, Stärke, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Gebrauchsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Als solche liegen Ausführungsformen, die als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem früheren Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften beschrieben werden, nicht außerhalb des Geltungsbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug, das eine Längsachse definiert, die von einer Vorderseite des Fahrzeugs zu einer Hinterseite des Fahrzeugs verläuft, wobei das Fahrzeug umfasst: mindestens einen Aufprallsensor; eine Steuerung in Verbindung mit dem mindestens einen Aufprallsensor und dazu angepasst, eine Anzeige eines Aufprallereignisses zu empfangen; eine Unterbodenbaugruppe einschließlich einer Bodenwanne, wobei die Bodenwanne einen Tunnel beinhaltet, der im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verläuft, und wobei der Tunnel Innenwände beinhaltet, die einen Tunnelhohlraum definieren; und ein aufblasbares Tunnelverstärkungssystem, das im Tunnelhohlraum angeordnet ist, wobei das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem dazu angepasst ist, einen Befehl von der Steuerung zu empfangen, wobei das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem beinhaltet eine erste Metallwand, die an mindestens einer Innenwand des Tunnels befestigt ist, eine zweite Metallwand, die an der ersten Metallwand befestigt ist, mindestens einen Falz, der zwischen der ersten und zweiten Metallwand an einem Umfang der ersten und zweiten Metallwand angeordnet ist, wobei die erste Metallwand, die zweite Metallwand und der mindestens eine Falz einen geschlossenen inneren Hohlraum definieren, und ein Füllgerät, das zwischen der ersten und zweiten Metallwand angeordnet und dazu angepasst ist, einen Gasdruck innerhalb des geschlossenen inneren Hohlraums zum Aufblasen des aufblasbaren Tunnelverstärkungssystems zu erhöhen; wobei das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem in einer aufgeblasenen Konfiguration einen durchgängigen Lastpfad zwischen den Innenwänden des Tunnels im Allgemeinen rechtwinklig zu der Längsachse des Fahrzeugs bildet.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Antriebswelle, die innerhalb des Tunnelhohlraums im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verläuft.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem um einen Umfang der Antriebswelle angeordnet ist, und in einer nicht aufgeblasenen Konfiguration in einem beabstandeten Verhältnis zur Antriebswelle angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem in der aufgeblasenen Konfiguration einen ersten durchgängigen Lastpfad in einer ersten Ebene über der Antriebswelle bildet.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem in der aufgeblasenen Konfiguration und die Antriebswelle einen zweiten durchgängigen Lastpfad, der durch die Antriebswelle hindurchgeht, in einer zweiten Ebene bilden.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Anzeige eines Aufprallereignisses eine Anzeige eines Aufprallereignisses ist, das eine Last in einer Richtung anzeigt, die im Allgemeinen rechtwinklig zu der Längsachse des Fahrzeugs ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die erste Metallwand an der mindestens einen Innenwand des Tunnels durch mindestens eines von: einem Klebstoff, der zwischen der mindestens einen Innenwand und der ersten Metallwand angeordnet ist; und einer Schweißnaht zwischen der mindestens einen Innenwand und einem Flansch, der von der ersten Metallwand verläuft, befestigt ist.
Verfahren zum seitlichen Verstärken einer längs verlaufenden Tunnelstruktur, die an einem Unterboden eines Fahrzeugs angeordnet ist, umfassend: an einer Steuerung, Empfangen einer Anzeige eines Seitenaufprallzustands; und als Reaktion darauf, Aufblasen einer aufblasbaren Tunnelverstärkung, die in der längs verlaufenden Tunnelstruktur angeordnet ist, um ein inneres Volumen der aufblasbaren Tunnelverstärkung zu erhöhen, um einen durchgängigen Lastpfad zwischen Innenwänden der Tunnelstruktur, und im Allgemeinen rechtwinklig zu der längs verlaufenden Tunnelstruktur zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Aufblasen des aufblasbaren Tunnelverstärkungssystems das aufblasbare Tunnelverstärkungssystem mit einer längs verlaufenden Antriebswelle, die innerhalb der längs verlaufenden Tunnelstruktur angeordnet ist, in Eingriff bringt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Aufblasen der aufblasbaren Tunnelverstärkung das Aufblasen auf einen Luftdruck von etwa 100 psi beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Aufblasen der aufblasbaren Tunnelverstärkung das Erhöhen eines geschlossenen inneren Volumens beinhaltet, das zwischen einer ersten Wand und einer zweiten Wand angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die erste und zweite Wand aus Metall gebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die aufblasbare Tunnelverstärkung eine erste Wand, eine zweite Wand und mindestens einen Falz beinhaltet, der die erste und zweite Wand verbindet, und wobei die aufblasbare Tunnelverstärkung in einer aufgeblasenen Konfiguration einen durchgängigen Lastpfad zwischen Innenwänden der Tunnelstruktur im Allgemeinen rechtwinklig zu einer Längsachse des Tunnels bildet.
Aufblasbare Tunnelverstärkung nach Anspruch 13, wobei der mindestens eine Falz eine Vielzahl von Falzen ist, die in einer zusammenhängenden Z-Falz-Konfiguration verlaufen.
Aufblasbare Tunnelverstärkung nach Anspruch 13, wobei die erste und zweite Wand aus mindestens einem von einem Metall und einem Thermoplast gebildet sind.