DE102022112630A1

DE102022112630A1 - Fahrzeugfrontabschnittstruktur

Info

Publication number: DE102022112630A1
Application number: DE102022112630.7A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Hara; Norimasa KOREISHI; Jumpei Watanabe; Hirotaka ISHIOKA
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-06-22
Filing date: 2022-05-19
Publication date: 2022-12-22
Also published as: US20220402557A1; JP7452498B2; CN115503835A; JP2023002359A

Abstract

Eine Fahrzeugfrontabschnittstruktur umfasst: ein Armaturenbrett, das ein Triebwerksabteil, das an einem unteren Abschnitt eines Fahrzeugfrontabschnitts ausgebildet ist, von einer Kabine trennt; eine Trennwand, die einen unteren Endabschnitt aufweist, der an einem Fahrzeugheck-Endabschnitt des Armaturenbretts befestigt ist und sich in einer Fahrzeugaufwärtsrichtung erstreckt, um die Kabine in einen Frontabschnitt und einen Heckabschnitt zu unterteilen; einen Frontabschnitt-Fahrzeugsitz, der an dem Armaturenbrett angeordnet ist; ein Sitzträgerelement, das den Frontabschnitt-Fahrzeugsitz von einer Fahrzeugunterseite lagert und einen vorderen Endabschnitt aufweist, der an dem Armaturenbrett befestigt ist, und einen hinteren Endabschnitt, der an der Trennwand befestigt ist; und eine autonome Fahreinheit, wobei zumindest ein Teil der autonomen Fahreinheit in einem Bereich angeordnet ist, der von dem Armaturenbrett, der Trennwand und dem Sitzträgerelement umgeben ist.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugfrontabschnittstruktur.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurden Fortschritte bei der Entwicklung von autonomen Fahrzeugen (autonom fahrenden Fahrzeugen) gemacht. In autonomen Fahrzeugen ist eine autonome Antriebseinheit eingebaut. Damit der von den Benutzern genutzte Raum durch den Einbau der autonomen Fahreinheit nicht verringert wird, wird ein Mittel benötigt.
Zum Beispiel schlägt die japanische Patentanmeldung JP 2020- 78 985 A eine Struktur vor, bei der es durch Anordnen der autonomen Fahreinheit (ein autonomes Fahrgerätemodul) zwischen einem Rücksitz und einem Bodenblech möglich wird, die autonome Fahreinheit am Fahrzeug zu montieren, ohne den von den Benutzern genutzten Raum zu verringern.
KURZFASSUNG
Es ist auch notwendig, die autonome Fahreinheit im Falle eines Aufpralls zu schützen. In dieser Hinsicht ist die obige Montagestruktur verbesserungswürdig.
In Anbetracht der obigen Umstände hat die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, eine Fahrzeugfrontabschnittstruktur zu schaffen, die hervorragend in der Lage ist, eine autonome Fahreinheit zum Zeitpunkt eines Aufpralls zu schützen, ohne den von den Benutzern genutzten Raum zu verringern.
Eine Fahrzeugfrontabschnittstruktur eines ersten Aspekts der Erfindung umfasst: ein Armaturenbrett, das ein Triebwerksabteil, das an einem unteren Abschnitt eines Fahrzeugfrontabschnitts ausgebildet ist, von einer Kabine trennt, die an einer Fahrzeugoberseite und einer Fahrzeugheckseite des Triebwerksabteils ausgebildet ist; eine Trennwand, die einen unteren Endabschnitt aufweist, der an einem Fahrzeugheck-Endabschnitt des Armaturenbretts befestigt ist und sich von dem unteren Endabschnitt in einer Fahrzeugaufwärtsrichtung erstreckt, um die Kabine in einen Frontabschnitt und einen Heckabschnitt zu unterteilen; einen Frontabschnitt-Fahrzeugsitz, der an einer Fahrzeugoberseite des Armaturenbretts angeordnet ist; ein Sitzträgerelement, das den Frontabschnitt-Fahrzeugsitz von einer Fahrzeugunterseite lagert und einen vorderen Endabschnitt aufweist, der an dem Armaturenbrett befestigt ist, und einen hinteren Endabschnitt, der an der Trennwand befestigt ist; und eine autonome Fahreinheit, wobei zumindest ein Teil der autonomen Fahreinheit in einem Bereich angeordnet ist, der von dem Armaturenbrett, der Trennwand und dem Sitzträgerelement umgeben ist, und die autonome Fahreinheit das autonome Fahren des Fahrzeugs steuert.
Das Sitzträgerelement lagert den Frontabschnitt-Fahrzeugsitz. Der Frontabschnitt-Fahrzeugsitz ist an der Fahrzeugoberseite des Armaturenbretts angeordnet. Das Armaturenbrett trennt das am unteren Abschnitt des Fahrzeugfrontabschnitts ausgebildete Triebwerksabteil von der Kabine, die an der Fahrzeugoberseite und der Fahrzeugheckseite des Triebwerksabteils ausgebildet ist. Das Sitzträgerelement hat ein vorderes Ende, das an dem Armaturenbrett befestigt ist, und ein hinteres Ende, das an der Trennwand befestigt ist, die die Kabine in einen Frontabschnitt und einen Heckabschnitt unterteilt. Außerdem ist der untere Endabschnitt der Trennwand am Fahrzeugheck-Endabschnitt des Armaturenbretts befestigt.
Zumindest ein Teil der autonomen Fahreinheit ist in dem Bereich angeordnet, der von dem Armaturenbrett, der Trennwand und dem Sitzträgerelement umgeben ist.
Auf diese Weise ist die autonome Fahreinheit an der Fahrzeugunterseite des Sitzträgerelements im Frontabschnitt der Kabine angeordnet, wobei die Kabine durch die Trennwand in den Frontabschnitt und den Heckabschnitt unterteilt ist. Die autonome Fahreinheit kann in der Kabine installiert werden, ohne den von den Benutzern des Fahrzeugs genutzten Raum zu verringern.
Da zumindest ein Teil der autonomen Fahreinheit in dem Bereich angeordnet ist, der von dem Armaturenbrett, dem Sitzträgerelement und der Trennwand umgeben ist, ist die Fähigkeit der Fahrzeugfrontabschnittstruktur, die autonome Fahreinheit zum Zeitpunkt eines Frontalaufpralls auf das Fahrzeug zu schützen, außerdem ausgezeichnet.
In einer Fahrzeugfrontabschnittstruktur eines zweiten Aspekts der Erfindung, in der Fahrzeugfrontabschnittstruktur des ersten Aspekts, ist ein oberer Endabschnitt der Trennwand an einem Dachblech befestigt.
Der obere Endabschnitt der Trennwand, deren unteres Ende an dem Armaturenbrett befestigt ist, ist an dem Dachblech befestigt, so dass die Festigkeit der Trennwand verbessert wird und die Fähigkeit der Fahrzeugfrontabschnittstruktur, die autonome Fahreinheit zum Zeitpunkt eines Frontalaufpralls auf das Fahrzeug zu schützen, noch weiter verbessert wird.
In einer Fahrzeugfrontabschnittstruktur eines dritten Aspekts der Erfindung, in der Fahrzeugfrontabschnittstruktur des ersten Aspekts oder des zweiten Aspekts, umfasst die Fahrzeugfrontabschnittstruktur ferner Halterungen, die an einer Oberseite des Armaturenbretts angebracht sind, wobei die autonome Fahreinheit von den Halterungen gelagert wird.
In dieser Fahrzeugfrontabschnittstruktur wird die autonome Fahreinheit von den an dem Armaturenbrett befestigten Halterungen getragen und ist auf diesen angeordnet. Folglich wird die autonome Antriebseinheit daran gehindert, durch Eingaben von der Straßenoberfläche in Schwingung versetzt zu werden, verglichen mit einem Fall, in dem die autonome Antriebseinheit direkt auf dem Armaturenbrett montiert ist.
Eine Fahrzeugfrontabschnittstruktur eines vierten Aspekts der Erfindung, in der Fahrzeugfrontabschnittstruktur eines des ersten Aspekts bis zum dritten Aspekt, umfasst ferner: eine Armaturenbrettverstärkung, die so konfiguriert ist, dass sie in einer Fahrzeugbreitenrichtung Fahrzeugrahmenelemente miteinander verbindet, die sich in einer Fahrzeug-Front-Heck-Richtung auf beiden Seiten in der Fahrzeugbreitenrichtung erstrecken, wobei die Armaturenbrettverstärkung einen Fahrzeugfront-Endabschnitt des Armaturenbretts lagert; und Rückhalteelemente, die sich in der Fahrzeug-Front-Heck-Richtung erstrecken und vordere Endabschnitte aufweisen, die an der Armaturenbrettverstärkung befestigt sind, und hintere Endabschnitte, die an der autonomen Fahreinheit befestigt sind.
In dieser Fahrzeugfrontabschnittstruktur des vierten Aspekts sind die autonome Antriebseinheit und die Armaturenbrettverstärkung, die in der Fahrzeugbreitenrichtung die sich in der Fahrzeug-Front-Heck-Richtung erstreckenden Skelett- bzw. Rahmenelemente auf beiden Seiten in der Fahrzeugbreitenrichtung miteinander verbindet, durch die sich in der Fahrzeug-Front-Heck-Richtung erstreckenden Rückhalteelemente miteinander verbunden.
Folglich wird, wenn das Fahrzeug einen Frontalaufprall erleidet, die autonome Fahreinheit durch die Rückhalteelemente daran gehindert, in der Fahrzeugfrontrichtung verschoben zu werden, und die Fähigkeit der Fahrzeugfrontabschnittstruktur, die autonome Fahreinheit zu schützen, ist sogar noch ausgezeichneter.
In einer Fahrzeugfrontabschnittstruktur eines fünften Aspekts der Erfindung, in der Fahrzeugfrontabschnittstruktur eines der ersten Aspekte bis zum vierten Aspekt, fällt das Armaturenbrett von der Fahrzeugfrontseite zur Fahrzeugheckseite ab.
In der Fahrzeugfrontabschnittstruktur des fünften Aspekts fällt das Armaturenbrett von der Fahrzeugfrontseite zur Fahrzeugheckseite ab (neigt sich nach unten), so dass ein breiter Raum, in dem die autonome Fahreinheit angeordnet ist, gewährleistet werden kann.
In einer Fahrzeugfrontabschnittstruktur eines sechsten Aspekts der Erfindung, in der Fahrzeugfrontabschnittstruktur des dritten Aspekts, haben die Halterungen vordere Endabschnitte, die an einer mittleren Position des Armaturenbretts in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung befestigt sind, und hintere Endabschnitte, die an dem Fahrzeugheck-Endabschnitt des Armaturenbretts befestigt sind.
In der Fahrzeugfrontabschnittstruktur des sechsten Aspekts ist die autonome Fahreinheit an den Halterungen angeordnet, die an der mittleren Position in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung und dem Fahrzeugheck-Endabschnitt des Armaturenbretts befestigt sind. Die autonome Fahreinheit wird im Vergleich zu einem Fall, in dem die autonome Fahreinheit direkt auf dem Armaturenbrett montiert ist, daran gehindert, durch Eingaben von der Straßenoberfläche in Schwingung versetzt zu werden.
Wie oben beschrieben, ist die Fahrzeugfrontabschnittstruktur der Erfindung ausgezeichnet in ihrer Fähigkeit, die autonome Fahreinheit zum Zeitpunkt eines Aufpralls zu schützen, ohne den von den Benutzern genutzten Raum zu reduzieren.
Figurenliste
Eine bevorzugte Ausführungsform wird anhand der folgenden Figuren im Detail beschrieben, hierbei zeigt:

1 eine Schnittansicht einer Teilkonfiguration eines Frontabschnitts eines Fahrzeugs, bei dem eine zur Ausführungsform gehörende Fahrzeugfrontabschnittstruktur Anwendung findet, wobei der Frontabschnitt an der mittleren Seite in Fahrzeugbreitenrichtung von einem Frontlängsträger auf der linken Fahrzeugseite leicht abgeschnitten wurde;
2 eine Draufsicht, die die Teilkonfiguration des Frontabschnitts des Fahrzeugs zeigt; und
3 eine Draufsicht, die die Anordnung eines autonomen Fahrsatzes zeigt, der Halterungen und Widerlagerstangen im Frontabschnitt des Fahrzeugs lagert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine Fahrzeugfrontabschnittstruktur, die zu einer Ausführungsform gehört, wird nun mit Bezug auf 1 bis 3 beschrieben. In den Zeichnungen zeigen ein Pfeil FR, ein Pfeil LH und ein Pfeil UP eine Fahrzeugfrontrichtung (Fahrtrichtung), eine Fahrzeuglinksrichtung bzw. eine Fahrzeugaufwärtsrichtung an. Wenn in der folgenden Beschreibung einfach die Richtungen vorne/hinten, rechts/links und oben/unten verwendet werden, sind diese Richtungen, sofern nicht anders angegeben, so zu verstehen, dass sie vorne/hinten in der Fahrzeug-Front-Heck-Richtung, rechts/links in der Fahrzeug-Rechts-Links-Richtung und oben/unten in der Fahrzeug-Aufwärts-Abwärts-Richtung bedeuten. Außerdem wird in 2 auf die Darstellung eines Bodenblechs 44 verzichtet, um die Beschreibung zu vereinfachen.
Wie in 1 und 2 gezeigt, handelt es sich bei einem Fahrzeug 12, bei dem eine zu dieser Ausführungsform gehörende Fahrzeugfrontabschnittstruktur 10 Anwendung findet, um einen Rahmenwagen, dessen Fahrzeugkarosserie 40 von einem Leiterrahmen 14 getragen wird. Bei dem Fahrzeug 12 handelt es sich beispielsweise um einen Bus.
Die Fahrzeugkarosserie 40 des Fahrzeugs 12 ist in ihrer äußeren Form im Wesentlichen quaderförmig. Das Fahrzeug 12 ist z.B. ein Elektrofahrzeug.
Zunächst wird die Skelett- bzw. Rahmenstruktur des Fahrzeugs 12 beschrieben.
Wie in 1 und 2 gezeigt, hat der Leiterrahmen 14 ein rechtes und ein linkes Paar von Längsträgern 16 und mehrere Querträger 22, 24. Der rechte und der linke Längsträger 16 erstrecken sich auf beiden Seiten in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs 12 in Front-Heck-Richtung. Die mehreren Querträger 22, 24 sind in Front-Heck-Richtung in einem Abstand nebeneinander angeordnet und erstrecken sich in Fahrzeugbreitenrichtung. Die rechten und linken Längsträger 16 sind durch die mehreren Querträger 22, 24 miteinander verbunden.
Wie in 1 gezeigt, besteht jeder Längsträger 16 aus einem vorderen Längsträger 18, einem mittleren Längsträger 20 und einem hinteren Längsträger, der in den Zeichnungen nicht dargestellt ist.
Die rechten und der linken vorderen Längsträger 18 erstrecken sich in Front-Heck-Richtung auf beiden Seiten in Fahrzeugbreitenrichtung des vorderen Teils des Fahrzeugs 12. Der rechte und der linke mittlere Längsträger 20 erstrecken sich auf beiden Seiten in Fahrzeugbreitenrichtung des mittleren Abschnitts des Fahrzeugs 12 in Front-Heck-Richtung. Die rechten und linken hinteren Längsträger erstrecken sich in Front-Heck-Richtung auf beiden Seiten in Fahrzeugbreitenrichtung des Heckabschnitts des Fahrzeugs 12. Die vorderen Längsträger 18, die mittleren Längsträger 20 und die hinteren Längsträger bestehen aus Stahl, der z.B. die Form eines Rechteckrohrs hat und in Front-Heck-Richtung gesehen einen geschlossenen Querschnitt aufweist. Mehrere in den Zeichnungen nicht dargestellte Querträger sind auch zwischen den rechten und linken mittleren Längsträgern 20 und zwischen den rechten und linken hinteren Längsträgern vorgesehen.
Vordere Abschnitte 18F der rechten und linken vorderen Längsträger 18 erstrecken sich linear in der Front-Heck-Richtung. Vordere Endabschnitte der vorderen Abschnitte 18F sind als Verformungsabschnitte 18F1 konfiguriert, die bei einem Frontalaufprall des Fahrzeugs 12 axial zusammengedrückt werden und sich in der Front-Heck-Richtung verformen. Auf den rechten und linken Seitenflächen jedes Verformungsabschnitts 18F1 sind mehrere Sicken 19, die sich beispielsweise in der Aufwärts-Abwärts-Richtung erstrecken, nebeneinander in der Front-Heck-Richtung ausgebildet. Dadurch sind die Verformungsabschnitte 18F1 schwächer gegenüber Belastungen in der Front-Heck-Richtung als andere Teile der vorderen Abschnitte 18F. Mittlere Abschnitte der vorderen Abschnitte 18F in Front-Heck-Richtung sind in Fahrzeugbreitenrichtung durch den Querträger 22 miteinander verbunden.
Vordere Abschnitte der hinteren Abschnitte 18R der rechten und linken vorderen Längsträger 18 sind als Schwellerabschnitte 18R1 ausgebildet, die von vorne nach hinten abfallen, und die hinteren Abschnitte der hinteren Abschnitte 18R erstrecken sich linear in der Front-Heck-Richtung. Jeder hintere Abschnitt 18R ist an Biegeabschnitten 181, 182, die sich an der Vorder- und Rückseite des Schwellerabschnitts 18R1 befinden, im Wesentlichen in Form einer Kurbel gebogen. Die Biegeabschnitte 181 an der Front- bzw. Vorderseite sind so gebogen, dass sie nach oben und nach hinten konvex sind, und die Biegeabschnitte 182 an der Heck- bzw. Rückseite sind so gebogen, dass sie nach unten und nach vorne konvex sind. Vordere Abschnitte der rechten und linken Schwellerabschnitte 18R1 sind in Fahrzeugbreitenrichtung durch den Querträger 24 miteinander verbunden. Vorderen Endabschnitte des rechten und linken mittleren Längsträgers 20 sind mit den hinteren Endabschnitten der hinteren Abschnitte 18R verbunden.
Zwischen den rechten und linken vorderen Längsträgern 18 ist ein Motor 32 zum Antrieb des Fahrzeugs 12 angeordnet. Der Motor 32 wird von den rechten und linken vorderen Längsträgern 18 über die Querträger 22, 24 und in den Zeichnungen nicht dargestellte Stützelemente getragen. Oberhalb des Motors 32 ist eine Elektronikeinheit 34 angeordnet, die die dem Motor 32 zugeführte Leistung steuert. Die Elektronikeinheit 34 wird über Stützrahmen 36 von den rechten und linken vorderen Längsträgern 18 getragen. Der Motor 32 und die Elektronikeinheit 34 bilden eine Antriebseinheit 30.
Die Fahrzeugkarosserie 40, die von unten durch den Leiterrahmen 14 getragen wird, weist ein Bodenblech 44 auf, das einen Boden einer Kabine 42 bildet. Das Bodenblech 44 umfasst ein vorderes Bodenblech 46, das den Boden in einem vorderen Abschnitt der Kabine 42 bildet, ein mittleres Bodenblech 47, das den Boden in einem mittleren Abschnitt der Kabine 42 in Front-Heck-Richtung bildet, und ein hinteres Bodenblech (in den Zeichnungen nicht dargestellt), das den Boden in einem hinteren Abschnitt der Kabine 42 bildet. Das vordere Bodenblech 46, das mittlere Bodenblech 47 und das hintere Bodenblech sind z.B. aus Stahlblech gefertigt.
Der Bereich unter dem vorderen Bodenblech 46, in dem der Motor 32 und die Elektronikeinheit 34 angeordnet sind, ist ein Triebwerksabteil 38.
Der vordere Abschnitt des vorderen Bodenblechs 46 ist als Fahrersitz-Bodenabschnitt 46F ausgebildet, der sich in Front-Heck-Richtung und in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt. Der hintere Abschnitt des vorderen Bodenblechs 46 ist als schräger Abschnitt 46R ausgebildet, der in Fahrzeugheckrichtung nach unten abfällt.
Der Fahrersitz-Bodenabschnitt 46F ist getrennt von den vorderen Abschnitten 18F der rechten und linken vorderen Längsträger 18 an der Oberseite angeordnet, und der schräge Abschnitt 46R ist getrennt von den hinteren Abschnitten 18R der rechten und linken vorderen Längsträger 18 an der Oberseite angeordnet. Die Elektronikeinheit 34 ist unter dem Fahrersitz-Bodenabschnitt 46F angeordnet. Der vordere Endabschnitt des schrägen Abschnitts 46R ist mit einem später beschriebenen Sitzquerträger 62 verbunden. Mit anderen Worten, der vordere Endabschnitt des schrägen Abschnitts 46R wird von dem Sitzquerträger 62 getragen. Der hintere Endabschnitt des schrägen Abschnitts 46R ist mit dem vorderen Endabschnitt des mittleren Bodenblechs 47 verbunden.
Das mittlere Bodenblech 47 erstreckt sich in Front-Heck-Richtung sowie in Fahrzeugbreitenrichtung. Unter dem mittleren Bodenblech 47 ist eine (in den Zeichnungen nicht dargestellte) Batterie angeordnet, die die Leistung zur Versorgung des Motors 32 speichert.
Das vordere Bodenblech 46 wird von den rechten und linken vorderen Längsträgern 18 über ein rechtes und linkes Paar von vorderen Seitenteilen 48 getragen. Die rechten und linken vorderen Seitenteile 48 erstrecken sich in Front-Heck-Richtung an den Oberseiten und in Fahrzeugbreitenrichtung an den Außenseiten der rechten und linken vorderen Längsträger 18. Die vorderen Seitenteile 48 entsprechen den „Fahrzeugrahmenelementen“.
Die rechten und der linken vorderen Seitenteile 48 werden z. B. durch Stanzen von Stahlblech hergestellt und mit der Unterseite des vorderen Bodenblechs 46 verbunden, beispielsweise durch Schweißen.
Die vorderen Abschnitte 48F der rechten und linken vorderen Seitenteile 48 erstrecken sich linear in Front-Heck-Richtung und sind mit der Unterseite Fahrersitz-Bodenabschnitts 46F verbunden. Die hinteren Abschnitte 48R (im Folgenden manchmal als „Schwellerabschnitte 48R“ bezeichnet) der rechten und linken vorderen Seitenteile 48 sind als Schwellerabschnitte konfiguriert, die in Fahrzeugheckrichtung nach unten abfallen und mit der Unterseite des schrägen Abschnitts 46R des vorderen Bodenblechs 46 verbunden sind. Jeder Schwellerabschnitt 48R ist an Biegeabschnitten 481, 482, die sich an der Vorder- und Rückseite des Schwellerabschnitts 48R befinden, im Wesentlichen in Form einer Kurbel gebogen. Die Biegeabschnitte 481 auf der Vorderseite sind so gebogen, dass sie nach oben und nach hinten konvex sind, und die Biegeabschnitte 482 auf der Rückseite sind so gebogen, dass sie nach unten und nach vorne konvex sind.
An vorderen Endabschnitten der rechten und linken vorderen Seitenteile 48 ist ein vorderer Querträger 50 angeordnet, der sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt. Der vordere Querträger 50 besteht z.B. aus Stahlblech und hat einen hutförmigen Querschnitt, der sich in Fahrzeugbreitenrichtung gesehen nach vorne öffnet. Die vorderen Endabschnitte der rechten und linken vorderen Seitenteile 48 sind mit Flanschabschnitten versehen, die z. B. auf der Rückseite des vorderen Querträgers 50 aufliegen, und die Flanschabschnitte sind an der Rückseite des vorderen Querträgers 50 durch Befestigungsmittel wie z. B. Bolzen bzw. Schrauben befestigt. Dadurch sind die vorderen Endabschnitte der rechten und linken vorderen Seitenteile 48 in Fahrzeugbreitenrichtung durch den vorderen Querträger 50 miteinander verbunden.
Beide Endabschnitte in Fahrzeugbreitenrichtung des vorderen Querträgers 50 werden von den vorderen Endabschnitten der rechten und linken vorderen Längsträger 18 (d.h. den Deformationsabschnitten 18F1) über rechte und linke vordere Säulenelemente 52 getragen. Untere Endabschnitte der vorderen Säulenelemente 52 sind über Halterungen 54 an den vorderen Längsträgern 18 befestigt.
Vordere untere Endabschnitte der Schwellerabschnitte 48R der rechten und linken vorderen Seitenteile 48 werden von den rechten und linken vorderen Längsträgern 18 über rechte und linke hintere Säulenelemente 56 getragen. Die hinteren Säulenelemente 56 haben beispielsweise obere Endabschnitte, an denen Flanschabschnitte ausgebildet sind, die durch Mittel wie Schweißen an den vorderen Endabschnitten der Schwellerabschnitte 48R befestigt sind. Die unteren Endabschnitte der hinteren Säulenelemente 56 sind über in den Zeichnungen nicht dargestellte Halterungen an den vorderen Längsträgern 18 befestigt.
Die rechten und linken vorderen Seitenteile 48 werden von unten durch die vorderen Längsträger 18 über den vorderen Querträger 50, die vorderen Säulenelemente 52, die Halterungen 54, die hinteren Säulenelemente 56 und die Halterungen (in den Zeichnungen nicht dargestellt) getragen. Außerdem wird das vordere Bodenblech 46 von unten durch die vorderen Seitenteile 48 gestützt. Auf der Oberseite des vorderen Abschnitts des vorderen Bodenblechs 46 ist ein Armaturenbrett 60 angebracht und befestigt.
Vordere obere Endabschnitte der Schwellerabschnitte 48R der rechten und linken vorderen Seitenteile 48 sind in Fahrzeugbreitenrichtung durch einen Sitzquerträger 62 miteinander verbunden. Der Sitzquerträger 62 besteht aus Stahlblech, das z.B. die Form eines Rechteckrohrs hat, und erstreckt sich in Fahrzeugbreitenrichtung. Die beiden Endabschnitte in Fahrzeugbreitenrichtung des Sitzquerträgers 62 sind mit den vorderen oberen Endabschnitten der Schwellerabschnitte 48R durch Mittel wie Schweißen verbunden. Der hintere Endabschnitt des Fahrersitz-Bodenabschnitts 46F ist mit der Oberseite des Sitzquerträgers 62 durch Mittel wie Schweißen verbunden. Außerdem stützt der Sitzquerträger 62 von unten den vorderen Endabschnitt eines Sitzrahmens 64.
Der Sitzquerträger 62 entspricht einer „Armaturenbrettverstärkung“.
Der Sitzrahmen 64 ist ein Rahmen, der einen Fahrersitz 66 im Fahrzeug 12 von unten abstützt. Der Sitzrahmen 64 entspricht einem „Sitzträgerelement“. Außerdem entspricht der Fahrersitz 66 einem „Frontabschnitt-Fahrzeugsitz“.
Der Sitzrahmen 64 hat ein rechtes und ein linkes Paar von vertikalen Abschnitten 641, die sich in der Aufwärts-Abwärts-Richtung erstrecken, und horizontale Abschnitte 642, die sich von oberen Endabschnitten der rechten und linken vertikalen Abschnitte 641 nach hinten erstrecken. Diagonale Verstrebungsabschnitte 643 überbrücken diagonal die unteren Endabschnitte der vertikalen Abschnitte 641 und die mittleren Abschnitte der horizontalen Abschnitte 642 in Front-Heck-Richtung. Untere Endabschnitte der vertikalen Abschnitte 641 sind beispielsweise durch Befestigungsmittel wie z. B. Bolzen bzw. Schrauben am hinteren Endabschnitt des Fahrersitz-Bodenabschnitts 46F und dem Sitzquerträger 62 befestigt. Hintere Endabschnitte der horizontalen Abschnitte 642 sind an einem später beschriebenen Querträger 72 befestigt, der an den in Aufwärts-Abwärts-Richtung verlaufenden mittleren Abschnitten eines rechten und linken Paars von Streben 68 angebracht ist, die aufrecht am vorderen Endabschnitt des mittleren Bodenblechs 47 vorgesehen sind.
Die rechte und die linke Strebe 68 bestehen aus Stahl, der beispielsweise in Form eines Rechteckrohrs geformt ist, erstrecken sich in Aufwärts-Abwärts-Richtung und sind nebeneinander in einem Abstand voneinander in Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet. Mehrere Fahrgastsitze 70 sind an der Rückseite der rechten und linken Streben 68 angeordnet. Die mehreren Fahrgastsitze 70 sind in Fahrzeugbreitenrichtung nebeneinander angeordnet und über Halterungen oder dergleichen an der rechten und linken Strebe 68 befestigt. Obwohl dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, sind auch im hinteren Abschnitt der Kabine 42 mehrere Fahrgastsitze vorgesehen.
Mehrere Querträger (in den Zeichnungen ist nur der Querträger 72 als Beispiel dargestellt) sind in vorbestimmten Abständen voneinander in Aufwärts-Abwärts-Richtung an der rechten und linken Strebe 68 befestigt. Die rechte und linke Strebe 68 und die mehreren Querträger bilden eine Trennwand 74, die den Fahrersitz 66 (den vorderen Abschnitt bzw. Frontabschnitt der Kabine 42) von den Beifahrersitzen 70 (dem hinteren Abschnitt bzw. Heckabschnitt der Kabine 42) trennt.
Der Querträger 72 besteht aus Stahl, der beispielsweise die Form eines Rechteckrohrs hat, sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt und mit den hinteren Endabschnitten der horizontalen Abschnitte 642 des Sitzrahmens 64 verbunden ist. Das heißt, das hintere Ende des Sitzrahmens 64 ist über den Querträger 72 an den Streben 68 (der Trennwand 74) befestigt.
In dieser Ausführungsform wird die Trennwand 74 durch das Paar von Streben 68 gebildet, die sich in Fahrzeug-Aufwärts-Abwärts-Richtung erstrecken, wobei die mehreren Querträger einschließlich des Querträgers 72 an dem Paar von Streben 68 befestigt sind und sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstrecken (die anderen Querträger sind in den Zeichnungen nicht dargestellt), und Paneelen (in den Zeichnungen nicht dargestellt), die an beiden Seiten eines Rahmenelements befestigt sind, das durch die Streben 68 und die Querträger einschließlich des Querträgers 72 gebildet wird, aber sie kann auch nur durch ein Rahmenelement ohne die Paneele gebildet werden, und es kann auch eine Trennwand sein, die aus einem einzigen Stahlblech gebildet wird.
Die Streben 68 sind mit Befestigungsabschnitten 80 an ihren unteren Enden an dem Bodenblech 44 (dem vorderen Endabschnitt des mittleren Bodenblechs 47) und mit Befestigungsabschnitten 82 an ihren oberen Enden an einem Dachblech 84 befestigt.
Der Bereich des Bodenblechs 44 vom hinteren Endabschnitt des Fahrersitz-Bodenabschnitts 46F (zumindest einschließlich des mit dem Sitzquerträger 62 verbundenen Abschnitts) (siehe Position D1 in 1) über den schrägen Abschnitt 46R bis zum vorderen Endabschnitt des mittleren Bodenblechs 47 (zumindest einschließlich des an den Befestigungsabschnitten 80 der Streben 68 befestigten Abschnitts) (siehe Position D2 in 1) entspricht einem „Armaturenbrett“. Im Folgenden wird das Bodenblech in diesem Bereich von Position D1 bis Position D2 des Bodenblechs 44 manchmal als „Armaturenbrett 110“ bezeichnet.
Wie in 3 gezeigt, sind auf dem schrägen Abschnitt 46R des vorderen Bodenblechs 46 drei Halterungen 90, die in Fahrzeugbreitenrichtung gesehen L-förmig sind (siehe 1), in vorbestimmten Abständen voneinander in Fahrzeugbreitenrichtung angeordnet.
Jede Halterung 90 hat einen horizontalen Abschnitt 901, der sich in der Fahrzeugfrontrichtung erstreckt, und einen vertikalen Abschnitt 902, der sich vom hinteren Ende des horizontalen Abschnitts 901 nach unten erstreckt. Das vordere Ende des horizontalen Abschnitts 901 ist über einen Flanschabschnitt 94 an einem Stufenabschnitt 92 des schrägen Abschnitts 46R befestigt (gesichert). Das untere Ende des vertikalen Abschnitts 902 wird über einen Flanschabschnitt 96 am vorderen Endabschnitt des mittleren Bodenblechs 47 befestigt (gesichert). Dadurch sind die Halterungen 90 an der Oberseite des schrägen Abschnitts 46R des vorderen Bodenblechs 46 (des Armaturenbretts 110) befestigt.
An den horizontalen Abschnitten 901 der drei Halterungen 90 ist ein autonomer Fahrsatz bzw. autonomes Drivingkit (im Folgenden „ADK“ genannt) 100 angebracht. Der ADK 100 hat eine äußere Form, die im Wesentlichen die Form eines rechteckigen Prismas hat, und ist horizontal auf dem Armaturenbrett 110 angeordnet, da seine Unterseite von den Halterungen 90 getragen wird.
Wie in 2 gezeigt, erstreckt sich der ADK 100 von der Position des hinteren Abschnitts 18R des vorderen Längsträgers 18 auf der linken Seite in Fahrzeugbreitenrichtung unter dem Sitzrahmen 64 (dem Fahrersitz 66) bis in die Nähe des Schwellerabschnitts 48R des vorderen Seitenteiles 48 auf der rechten Seite. Das heißt, dass ein Teil des mittleren Abschnitts des ADK 100 in Fahrzeugbreitenrichtung unter dem Sitzrahmen 64 angeordnet ist.
Eine vordere Fläche 100F des ADK 100 und der Sitzquerträger 62 sind durch Widerlagerstangen 102 miteinander verbunden. Die Widerlagerstangen 102 erstrecken sich in der Front-Heck-Richtung, und ihre vorderen Enden sind über Flanschabschnitte 104 durch den schrägen Abschnitt 46R an der hinteren Fläche des Sitzquerträgers 62 befestigt (gesichert). Die hinteren Enden der Widerlagerstangen 102 sind über Flanschabschnitte 106 an der vorderen Fläche 100F des ADK 100 befestigt. Die Widerlagerstangen 102 entsprechen den „Rückhalteelementen“.
(Effekte)
Die Effekte der so konfigurierten Fahrzeugfrontabschnittstruktur 10 werden nun unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben.
In der in 1 gezeigten Fahrzeugfrontabschnittstruktur 10 ist der über die Halterungen 90 am oberen Teil des schrägen Abschnitts 46R des vorderen Bodenblechs 46 (das Armaturenbrett 110) angeordnete ADK 100 an der Fahrzeugunterseite des Sitzrahmens 64 positioniert und befindet sich vor der Trennwand 74 (den Streben 68). Das heißt, dass zumindest ein Teil des ADK 100 in einem Bereich A (siehe den schraffierten Abschnitt in 1 und 2) angeordnet ist, der von dem Sitzrahmen 64, der beispielsweise aus Stahlrohren oder Stahlblech besteht, der Trennwand 74 (den Streben 68) und dem Armaturenbrett 110 umgeben ist, so dass die Fahrzeugfrontabschnittstruktur 10 hervorragend in der Lage ist, den ADK 100 zum Zeitpunkt eines Frontalaufpralls des Fahrzeugs 12 zu schützen.
Insbesondere ist der vordere Endabschnitt des Sitzrahmens 64 (die unteren Endabschnitte der vertikalen Abschnitte 641) an dem vorderen Endabschnitt des Armaturenbretts 110 befestigt, und der hintere Endabschnitt des Sitzrahmens 64 (die hinteren Endabschnitte der horizontalen Abschnitte 642) ist über den Querträger 72 an den Streben 68 (der Trennwand 74) befestigt. Darüber hinaus sind die Streben 68 (die Trennwand 74) über die Befestigungsabschnitte 80 an ihren unteren Enden am hinteren Endabschnitt des Armaturenbretts 110 befestigt (gesichert).
Das heißt, der Sitzrahmen 64, das Armaturenbrett 110 und die Trennwand 74 sind miteinander verbunden (befestigt), um den Bereich A zu bilden, so dass sie stabil sind und eine Beschädigung des ADK 100 unabhängig von einer Verformung des Fahrzeugfrontabschnitts zum Zeitpunkt eines Frontalaufpralls auf das Fahrzeug 12 verhindert oder gehemmt wird. Das heißt, die Fahrzeugfrontabschnittstruktur 10 ist hervorragend in ihrer Fähigkeit, den ADK 100 zu schützen.
Der ADK 100 ist über die Halterungen 90 in dem Bereich A angeordnet, der ein Leerraum oberhalb des Armaturenbretts 110, unter dem Fahrersitz 66 (dem Sitzrahmen 64) und vor der Trennwand 74 in der Kabine 42 ist, so dass der ADK 100 in dem Fahrzeug 12 angeordnet werden kann, ohne den von den Benutzern im Fahrzeug 12 genutzten Raum zu verringern.
Das heißt, dass in der Fahrzeugfrontabschnittstruktur 10 durch Anordnen des ADK 100 in dem Bereich A (siehe den schraffierten Bereich A in 1 und 2), der von dem Sitzrahmen 64, der Trennwand 74 (den Streben 68) und dem Armaturenbrett 110 umgeben ist, der ADK 100 in dem Fahrzeug 12 angeordnet werden kann, ohne den von den Benutzern genutzten Raum zu verringern, und die Fahrzeugfrontabschnittstruktur 10 ist ausgezeichnet in ihrer Fähigkeit, den ADK 100 zum Zeitpunkt eines Frontalaufpralls auf das Fahrzeug 12 zu schützen.
Darüber hinaus ist der Sitzquerträger 62, der sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, um die vorderen Seitenteile 48, die sich in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung auf beiden Seiten in Fahrzeugbreitenrichtung erstrecken, miteinander zu verbinden, mit der Unterseite des vorderen Endabschnitts des Armaturenbretts 110 verbunden, an dem der vordere Endabschnitt des Sitzrahmens 64 (die unteren Endabschnitte der vertikalen Abschnitte 641) befestigt ist, so dass die Festigkeit, mit der der Sitzrahmen 64 und das Armaturenbrett 110 gestützt werden, verbessert wird und die Fähigkeit, den ADK 100 zu schützen, noch besser ist.
Darüber hinaus haben die Streben 68, die die Trennwand 74 bilden, an ihren unteren Enden die Befestigungsabschnitte 80, die am vorderen Endabschnitt des mittleren Bodenblechs 47 des Bodenblechs 44 (dem hinteren Endabschnitt des Armaturenbretts 110) befestigt (gesichert) sind, und haben an ihren oberen Enden die Befestigungsabschnitte 82, die am Dachblech 84 befestigt (gesichert) sind. Das heißt, die Trennwand 74 (die Streben 68) sind an dem Bodenblech 44 (dem Armaturenbrett 110) und dem Dachblech 84 befestigt, wodurch die Festigkeit der Trennwand 74 noch weiter verbessert wird. Das heißt, die Fähigkeit, den ADK 100 bei einem Frontalaufprall des Fahrzeugs 12 zu schützen, wird noch weiter verbessert.
Darüber hinaus ist der ADK 100 in einer vorbestimmten Position in dem Bereich A über die Halterungen 90 angeordnet, die an dem schrägen Abschnitt 46R (dem Armaturenbrett 110) befestigt sind. Aus diesem Grund wird der ADK 100 im Vergleich zu einem Fall, in dem er direkt auf dem Armaturenbrett 110 montiert ist, daran gehindert, durch Eingaben von der Fahrbahnoberfläche in Schwingung versetzt zu werden.
Darüber hinaus können durch die Installation der Halterungen 90, die in einer Seitenansicht des Fahrzeugs gesehen L-förmig sind, auf dem geneigten Armaturenbrett 110 (dem geneigten Abschnitt 46R) die horizontalen Abschnitte 901 gebildet werden, auf denen der ADK 100 installierbar ist. Das heißt, durch die Verwendung der Halterungen 90 kann der ADK 100 horizontal in dem Bereich A installiert werden.
Darüber hinaus sind die Widerlagerstangen 102, die sich in der Front-Heck-Richtung erstrecken, zwischen der rechteckigen vorderen Fläche 100F des ADK 100 und der hinteren Oberflächenseite des rechteckigen röhrenförmigen Sitzquerträgers 62 vorgesehen, so dass der ADK 100 daran gehindert oder gehemmt werden kann, sich zum Zeitpunkt eines Frontalaufpralls auf das Fahrzeug 12 nach vorne zu bewegen.
(Sonstiges)
In dieser Ausführungsform ist ein Teil (der mittlere Teil in Fahrzeugbreitenrichtung) des ADK 100 in dem Bereich A (siehe den schraffierten Abschnitt in 1 und 2) angeordnet, der von dem Sitzrahmen 64, der Trennwand 74 (den Streben 68) und dem Armaturenbrett 110 umgeben ist, aber es ist bevorzugt, dass der gesamte ADK 100 in dem Bereich A angeordnet ist. In diesem Fall wird die Fähigkeit, den ADK 100 zum Zeitpunkt eines Frontalaufpralls auf das Fahrzeug 12 zu schützen, noch weiter verbessert.
Darüber hinaus sind in dieser Ausführungsform die unteren Endabschnitte der Streben 68 an dem Bodenblech 44 (dem Armaturenbrett 110) befestigt und die oberen Endabschnitte der Streben 68 sind an dem Dachblech 84 befestigt, aber die Streben 68 sind nicht darauf beschränkt. Die oberen Endabschnitte der Streben 68 können auch nicht an dem Dachblech 84 befestigt sein.
Das Bodenblech 44 wird durch das vordere Bodenblech 46, das mittlere Bodenblech 47 und das hintere Bodenblech gebildet, und das hintere Ende des vorderen Bodenblechs 46 ist mit dem vorderen Ende des mittleren Bodenblechs 47 verbunden, aber das Bodenblech 44 ist nicht darauf beschränkt. Das Bodenblech 44 ist nicht besonders begrenzt, solange der dem Armaturenbrett 110 entsprechende Abschnitt ausgebildet ist.
Vorstehend wurde eine Ausführungsform beschrieben, aber die Erfindung kann natürlich auf verschiedene Weise in einem Bereich umgesetzt werden, der nicht vom Umfang der Erfindung abweicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 202078985 A [0003]

Claims

Fahrzeugfrontabschnittstruktur, aufweisend: ein Armaturenbrett, das ein Triebwerksabteil, das an einem unteren Abschnitt eines Fahrzeugfrontabschnitts ausgebildet ist, von einer Kabine trennt, die an einer Fahrzeugoberseite und einer Fahrzeugheckseite des Triebwerksabteils ausgebildet ist; eine Trennwand, die einen unteren Endabschnitt aufweist, der an einem Fahrzeugheck-Endabschnitt des Armaturenbretts befestigt ist und sich von dem unteren Endabschnitt in einer Fahrzeugaufwärtsrichtung erstreckt, um die Kabine in einen Frontabschnitt und einen Heckabschnitt zu unterteilen; einen Frontabschnitt-Fahrzeugsitz, der an einer Fahrzeugoberseite des Armaturenbretts angeordnet ist; ein Sitzträgerelement, das den Frontabschnitt-Fahrzeugsitz von einer Fahrzeugunterseite lagert und einen vorderen Endabschnitt aufweist, der an dem Armaturenbrett befestigt ist, und einen hinteren Endabschnitt, der an der Trennwand befestigt ist; und eine autonome Fahreinheit, wobei zumindest ein Teil der autonomen Fahreinheit in einem Bereich angeordnet ist, der von dem Armaturenbrett, der Trennwand und dem Sitzträgerelement umgeben ist, und die autonome Fahreinheit das autonome Fahren des Fahrzeugs steuert.
Fahrzeugfrontabschnittstruktur nach Anspruch 1, wobei ein oberer Endabschnitt der Trennwand so konfiguriert ist, dass er an einem Dachblech befestigt werden kann.
Fahrzeugfrontabschnittstruktur nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend Halterungen, die an einer Oberseite des Armaturenbretts angebracht sind, wobei die autonome Fahreinheit von den Halterungen gelagert wird.
Fahrzeugfrontabschnittstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: eine Armaturenbrettverstärkung, die so konfiguriert ist, dass sie in einer Fahrzeugbreitenrichtung Fahrzeugrahmenelemente miteinander verbindet, die sich in einer Fahrzeug-Front-Heck-Richtung auf beiden Seiten in der Fahrzeugbreitenrichtung erstrecken, wobei die Armaturenbrettverstärkung einen Fahrzeugfront-Endabschnitt des Armaturenbretts lagert; und Rückhalteelemente, die sich in der Fahrzeug-Front-Heck-Richtung erstrecken und vordere Endabschnitte aufweisen, die an der Armaturenbrettverstärkung befestigt sind, und hintere Endabschnitte, die an der autonomen Fahreinheit befestigt sind.
Fahrzeugfrontabschnittstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Armaturenbrett von einer Fahrzeugfrontseite zur Fahrzeugheckseite abfällt.
Fahrzeugfrontabschnittstruktur nach Anspruch 3, wobei die Halterungen vordere Endabschnitte haben, die an einer mittleren Position des Armaturenbretts in Fahrzeug-Front-Heck-Richtung befestigt sind, und hintere Endabschnitte, die an dem Fahrzeugheck-Endabschnitt des Armaturenbretts befestigt sind.