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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tragkonstruktion für eine Steuereinheit eines Fahrzeugs, welches einen Elektromotor zum Fahren aufweist.
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Die Priorität wird aus der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-159355 , eingereicht am 20. Juli 2011, beansprucht, deren Inhalte hier durch Bezugnahme einbezogen werden.
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Hintergrund-Technik
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Bisher wird in einer Tragkonstruktion für eine Steuereinheit eines Fahrzeugs, welches in einem Motorraum im vorderen Teil eines Fahrzeugkörpers mit einem als eine Antriebsquelle dienenden Elektromotor und einer Leistungssteuereinheit versehen ist, die den Antrieb des Elektromotors steuert, um Kollisionsenergie effizient mit dem Fahrzeugvorderteil zur Zeit eines Frontalzusammenstoßes zu absorbieren, die Leistungssteuereinheit mit einem insbesondere hohen Niveau an Festigkeit durch die Aufschlagkraft horizontal verschoben (siehe beispielsweise das Patentdokument 1).
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Zitierliste
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Patentdokument
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- [Patentdokument 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, erste Veröffentlichung Nr. H09-272459
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Da die Leistungssteuereinheit eine teure Einheit ist, ist sie normalerweise mit einer erhöhten Festigkeit ausgelegt, um ihre Beschädigung soweit wie möglich zu verhindern. Daher gibt es ein Problem insofern, als der Freiheitsgrad beim Designen auf Grund des erhöhten Gewichts der Leistungssteuereinheit selbst herabgesetzt ist.
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Folglich weist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Ziel zur Bereitstellung einer Tragekonstruktion für eine Fahrzeug-Steuereinheit auf, welche eine eingangsseitige Belastung zur Zeit eines Frontalzusammenstoßes verringert, um das Gewicht der Leistungssteuereinheit zu verringern.
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Lösung für das Problem
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Die vorliegende Erfindung wendet die folgenden Aspekte an, um das obige Problem zu lösen, und erreicht das Ziel. Dies heißt,
- (1) ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Tragekonstruktion für eine Steuereinheit eines Fahrzeugs, welches in einem Motorraum in einem vorderen Teil eines Fahrzeugkörpers mit einem als Antriebsquelle dienenden Elektromotor, einer Leistungssteuereinheit, welche den Antrieb des Elektromotors steuert, und einem Tragrahmen versehen ist, der die Leistungssteuereinheit in dem Fahrzeugkörper trägt. Der Tragrahmen ist versehen mit: einem Rahmenhauptkörper, der einen Seitenrandteil, welcher sich längs einer Seitenfläche der Leistungssteuereinheit in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs erstreckt, und einen hinteren Randteil aufweist, der sich von einem hinteren Endteil des Seitenrandteiles längs einer hinteren Fläche der Leistungssteuereinheit in Richtung der Breite des Fahrzeugs erstreckt und der bei Betrachtung von oben eine L-Form aufweist; einem vorderen Verbindungsteil, der einen vorderen Endteil des Seitenrandteiles des Rahmenhauptkörpers mit einem vorderen Endrahmenteil des Motorraums verbindet; und einem hinteren Verbindungsteil, der den hinteren Randteil des Rahmenhauptkörpers mit einem hinteren Endrahmenteil des Motorraums verbindet. Bei Betrachtung in der Seitenansicht ist der Seitenrandteil hinten abwärts gewinkelt, während der hintere Verbindungsteil hinten aufwärts gewinkelt angeordnet ist, und der vordere Verbindungsteil erstreckt sich bei Betrachtung in der Seitenansicht vorn abwärts von einer Position längs eines oberen Randes des vorderen Endteiles zu einer Position längs einer verlängerten Linie eines unteren Randes des vorderen Endteiles. Wenn der Tragrahmen eine eingangsseitige Belastung von der Vorderseite des Fahrzeugs erhält, verformt sich der vordere Verbindungsteil vor dem Seitenrandteil, dem hinteren Verbindungsteil und dem hinteren Endrahmenteil, drückt den Rahmenhauptkörper und die Leistungssteuereinheit diagonal nach hinten abwärts, und dieser Druck veranlasst den hinteren Verbindungsteil, sich drehmäßig zu verschieben, um dadurch den Tragrahmen und die Leistungssteuereinheit diagonal hinten abwärts zu verschieben.
- (2) Bei dem obigen Aspekt von (1) kann die Leistungssteuereinheit an einer Stelle angeordnet werden, die zu einer Seite von einer Fahrzeugmitte in Richtung der Breite des Motorraumes abweicht; der Seitenrandteil kann längs einer inneren Seitenfläche angeordnet sein, die einer Innenseite der Leistungssteuereinheit in Richtung der Fahrzeugbreite zugewandt ist; der hintere Randteil kann so vorgesehen sein, um sich von dem hinteren Endteil des Seitenrandteiles zu einer Fahrzeugaußenseite in Richtung der Breite zu erstrecken; und es kann ferner ein äußerer Verbindungsteil vorgesehen sein, der einen äußeren Endteil des hinteren Randteiles in Richtung der Fahrzeugbreite mit einem äußeren Rahmenteil des Motorraums verbindet. Der äußere Verbindungsteil kann einen plattenförmigen Befestigungsteil aufweisen, der angeordnet ist, um rechtwinklig zur Richtung der Fahrzeugbreite zu verlaufen; in dem Befestigungsteil kann ein Einführungsloch gebildet sein, welches sich diagonal nach vorn aufwärts öffnet, und der äußere Verbindungsteil und das äußere Rahmenteil können durch einen in das Einführungsloch eingesetzten Befestigungsbolzen verbunden sein.
- (3) Bei dem obigen Aspekt (2) kann ferner ein vorderes unteres Tragrohr vorgesehen sein, welches sich von dem vorderen Endteil des Seitenrandteiles des Rahmenhauptkörpers zu der Außenseite in der Fahrzeugbreite nach unten erstreckt.
- (4) Bei jedem der Aspekte (1) bis (3) kann das hintere Endrahmenteil einen oberen Wandteil aufweisen, der in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung nach vorn ragt, und der hintere Verbindungsteil kann an dem oberen Wandteil befestigt sein, während die Leistungssteuereinheit vor dem oberen Wandteil angeordnet sein kann.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß dem obigen Aspekt (1) wird durch Installieren des vorderen Verbindungsteiles so, dass zur Zeit eines Frontalzusammenstoßes des Fahrzeugs der Hauptrahmenkörper und die Leistungssteuereinheit diagonal nach hinten abwärts längs des Seitenrandteiles des Rahmenhauptkörpers durch dessen Kollisionsbelastung gepresst werden, und durch drehmäßiges Verschieben des hinteren Verbindungsteiles so, dass das Pressen des Rahmenhauptkörpers dessen hinteren Randteil veranlasst, diagonal nach hinten abwärts verschoben zu werden, eine Aufwärts-Verschiebung der Leistungssteuereinheit unterbunden, um dadurch die Aufrechterhaltung einer Leiterverbindung mit dem Elektromotor in dem Motorraum zu erleichtern, und sogar bei einer Gestaltung, bei der der obere Teil des hinteren Endrahmengliedes nach vorn ragt (in dem Motorraum), ist es unwahrscheinlich, dass die Leistungssteuereinheit mit diesem Bereich in Kontakt kommt. Dadurch ist es möglich, die Leiterverbindung zu vereinfachen und die eingangsseitige Belastung der Leistungssteuereinheit zu reduzieren, um deren Design zu optimieren, um dadurch das Gewicht der Antriebseinheit zu verringern. Darüber hinaus kann durch Anordnen des Seitenrandteiles und des hinteren Randteiles des Rahmenhauptkörpers längs einer Seitenfläche und der hinteren Fläche der Leistungssteuereinheit eine Störung von der Seite und hinten auf die Leistungssteuereinheit unterbunden werden.
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Im obigem Falle von (2) kann zur Zeit einer eingangsseitig zugeführten Kollisionsbelastung der Befestigungsteil des äußeren Verbindungsteiles von der Befestigungsstelle an dem äußeren Rahmenteil getrennt werden, und es ist möglich zu erleichtern, den Umfang des hinteren Randteiles des Rahmenhauptkörpers diagonal nach vorn abwärts zu verschieben.
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Im obigen Falle von (3) kann der vordere Endteil des Rahmenhauptkörpers mit dem vorderen unteren Tragrohr gesondert von dem vorderen Verbindungsteil getragen werden, der von einer verhältnismäßig geringen Festigkeit ist, und durch Anordnen des vorderen unteren Tragrohres längs der Vorderfläche der Leistungssteuereinheit kann eine Störung von vorn unterbunden werden.
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Im obigen Falle von (4) ist es durch Niederhalten der Länge des hinteren Verbindungsteiles und Verschieben des Tragrahmens und der Leistungssteuereinheit so, dass sie unter dem oberen Wandteil positioniert sind, der in dem hinteren Endrahmenteil nach vorn ragt, möglich, die Belastung zu verringern, die der Leistungssteuereinheit eingangsseitig zugeführt wird.
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Kurze Beschreibung von Zeichnungen
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1 ist eine Seitenansicht eines linksseitigen Fahrzeugkörper-Vorderteiles eines Hybridfahrzeugs bei einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine Draufsicht des Fahrzeugkörper-Vorderteiles desselben Hybridfahrzeugs.
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3 ist eine Seitenansicht eines linksseitigen PCU-Tragrahmens desselben Hybridfahrzeugs.
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4 ist eine Draufsicht desselben Tragrahmens.
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5 ist eine Vorderansicht desselben Tragrahmens.
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6 ist eine Rückansicht desselben Tragrahmens.
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7 ist ein erläuterndes Wirkungsdiagramm derselben PCU-Tragkonstruktion welches eine Seitenansicht der linksseitigen PCU-Tragkonstruktion ist, die einen Zustand unmittelbar nach einem Frontalzusammenstoß zeigt.
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8 zeigt ein erläuterndes Wirkungsdiagramm derselben PCU-Tragkonstruktion, welches eine Seitenansicht der linken Seite unter Veranschaulichung eines Zustands ist, in welchem ein hinterer Tragbügel nach einem Frontalzusammenstoß drehmäßig verschoben worden ist.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Nachstehend wird hier ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind die Vorwärts-Rückwärts-Ausrichtung und die Links-Rechts-Ausrichtung dieselben wie die Ausrichtungen in dem unten beschriebenen Fahrzeug, sofern nicht anders angegeben. An geeigneten Stellen in den Zeichnungen, die in der folgenden Beschreibung herangezogen werden, bezeichnet ein Pfeil FR die Fahrzeugvorderseite, ein Pfeil LH bezeichnet die linke Fahrzeugseite, ein Pfeil UP bezeichnet die Fahrzeugoberseite.
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1 und 2 zeigen den vorderen Teil eines Fahrzeugkörpers B eines Hybridfahrzeugs (Fahrzeug) 1. Das Hybridfahrzeug 1 ist mit einem Motor (Brennkraftmaschinenmotor), einer Leistungseinheit P, die einen Generator und einen Motor (Elektromotor) M enthält, einer Hochspannungssystem-Batterie, welche mit dem erzeugten Ausgangssignal des Generators geladen wird, und einer Leistungssteuereinheit (nachstehend hier als PCU bezeichnet) 5 versehen, die den Betrieb des Generators und des Motors M steuert. Der Generator wird durch die mechanische Abgabe des Motors angetrieben. Der Motor M nutzt zumindest eine der Entladungsabgabe der Batterie und der Generatorabgabe des Generators für den Antrieb von Antriebsrädern. Die Leistungseinheit P und die PCU 5 sind in einem Motorraum 2 im vorderen Teil des Fahrzeugkörpers B aufgenommen. Zur Vereinfachung der Darstellung sind der Motor, der Generator, die Batterie und die Antriebsräder in den Figuren weggelassen.
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Der Fahrzeugkörper B ist von einer Schalenstruktur, bei der Plattenkomponenten und Rahmenkomponenten durch Schweißen oder dergleichen zusammenhängend verbunden sind, und er weist auf: ein Paar von linken und rechten vorderen Seitenrahmen 11, die sich in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung im unteren Teil des Motorraumes 2 erstrecken; eine Querwand 12, die zwischen den vorderen Endteilen der linken und rechten vorderen Seitenrahmen 11 verläuft; eine Spritzwand 13 (dashboard), die zwischen den hinteren Endteilen der linken und rechten vorderen Seitenrahmen 11 verläuft und die den Motorraum 2 von einem Fahrgastraum trennt; ein Paar von linken und rechten vorderen Gliedern 14, die sich in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung oberhalb der linken und rechten vorderen Seitenrahmen 11 und auf der äußeren Fahrzeugseite in der Breite erstrecken und deren hintere Endteile mit der Spritzwand 13 verbunden sind; ein Paar von linken und rechten Stoßdämpfergehäusen (äußere Rahmenglieder) 15, die zwischen den hinteren Teilen der linken und rechten vorderen Glieder 14, der hinteren Teile der linken und rechten vorderen Seitenrahmen 11 und der linken und rechten Seitenteile der Spritzwand 13 verlaufen und verbunden sind; ein Paar von linken und rechten oberen Querwand-Seitenrahmen 16, die sich nach vorn und diagonal zur Innenseite in der Fahrzeugbreite von den vorderen Endteilen der linken und rechten vorderen Glieder 14 erstrecken und die die beiden oberen linken und rechten Seiten der Querwand 12 verbinden; ein Paar von unteren Verlängerungen 17 eines linken und rechten Radgehäuses, in ähnlicher Weise von den vorderen Endteilen der linken und rechten vorderen Glieder 14 nach vorn und diagonal nach unten erstrecken; und ein Paar von linken und rechten vorderen Stützteilen 18, welche die vordere Endteilinnenseite der unteren Verlängerungen 17 des linken und rechten Radgehäuses und die vordere Endteilaußenseite der linken und rechten vorderen Seitenrahmen 11 verbinden.
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Die Spritzwand 13 weist auf: ein flaches plattenförmiges Spritzwandunterteil 13a, das rechtwinklig zur Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet ist; und ein Spritzwandoberteil (hinteres Endrahmenteil) 13b, welches einen oberen Wandteil 13c bildet, der sich einem Winkel von dem oberen Rand des Spritzwandunterteiles 13a aus so erstreckt, um zu der Vorderseite unter Annäherung an die obere Seite positioniert zu sein. Der obere Wandteil 13c des Spritzwandoberteiles 13b ist so vorgesehen, um von dem Spritzwandunterteil 13a nach vorn (zur Seite des Motorraums 2) zu ragen.
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Die Querwand 12 weist einen oberen Querwandrahmen (vorderes Endrahmenteil) 12a und ein unteres Querwand-Querteil 12b, die dort oberhalb und unterhalb angeordnet sind und die sich nach links und rechts erstrecken, und ein Paar von linken und rechten Querwand-Seitenpfosten 12c auf, die nach oben und nach unten verlaufen, um sich zwischen den linken Endteilen und zwischen den rechten Endteilen des oberen Querwandrahmens 12a und des unteren Querwand-Querteiles 12b zu verbinden. Vor den linken und rechten Querwand-Seitenpfosten 12c gibt es ein Paar von linken und rechten vorstehenden Stoßdämpfer-Holmenpfosten 19a, die sich zu den linken und rechten vorderen Seitenrahmen 11 hin fortsetzen, um sie zu verlängern, und die linken und rechten Endteile des Stoßdämpferholmens 19 sind an vorderen Endteilen dieser linken und rechten Stoßdämpfer-Holmenpfosten 19a befestigt.
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Die PCU 5 ist so, dass ein Leistungsmodul eine Wandlerschaltung und eine Wechselrichterschaltung, einen Kondensator, eine Drossel, eine Gate-Treiberschaltungsplatine (GDCB), eine Steuervorrichtung (ECU) und so weiter aufweist, die in einem Gehäuse 6 aufgenommen sind. Die PCU 5 erhöht die Gleichspannung, die von der Batterie geliefert wird, und wandelt sie sodann in eine Wechselspannung um und gibt diese Spannung an den Motor M für dessen Antrieb ab. Ferner wandelt sie die Spannung zu dem Zeitpunkt, zu dem der Motor M zur Rückgewinnung betrieben ist, in eine Gleichspannung um und senkt die an die Batterie zu liefernde Spannung ab. Die PCU 5 wandelt die durch den Generator erzeugte Spannung in eine Gleichspannung um und senkt die an die Batterie zu liefernde Spannung ab oder sie liefert die durch den Generator erzeugte Spannung an den Motor M, um diesen anzutreiben.
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Unter Bezugnahme auch auf 3 ist die PCU 5 so, dass eine obere Fläche 6a des im Wesentlichen rechteckförmigen massiv geformten Gehäuses 6 längs der oberen Ränder des vorderen Teiles 14 und des oberen Querwand-Seitenrahmens 16 angeordnet ist, die bei Betrachtung von der Seite vorn nach unten angeordnet sind. Die PCU 5 ist ein wassergekühlter Typ, in welchem Kühlwasser innerhalb des Gehäuses 6 in Umlauf gebracht ist. Ein Kühlwasserbehälter 5a ist an der Oberseite der Rückseite 6c des Gehäuses 6 so angeordnet, um diesem benachbart zu sein.
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Eine Leistungseinheit P wird an dem Fahrzeugkörper B in der Mitte innerhalb des Motorraums 2 durch eine (in der Figur nicht dargestellte) Halterung getragen. Unterdessen ist die PCU 5 oberhalb der Leistungseinheit P innerhalb des Motorraums 2 angeordnet und wird durch einen Tragrahmen 21 an dem Fahrzeugkörper B getragen.
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Unter Bezugnahme auch auf 4 besteht der Tragrahmen 21 aus mehreren Arten von Stahlmaterialien, die durch Schweißen zusammenhängend verbunden sind. Er weist auf: einen Rahmenhauptkörper 22 in einer L-Form bei Betrachtung von oben, der einen inneren Seitenrandteil (Seitenrandteil) 23 und einen hinteren Randteil 24 aufweist, die längs der inneren Seitenfläche (eine Seitenfläche) 6b und der hinteren Fläche 6c der PCU 5 (Gehäuse 6) angeordnet sind; einen vorderen Tragbügel (vorderer Verbindungsteil) 25, der von dem vorderen Endteil des inneren Seitenrandteiles 23 des Rahmenhauptkörpers 22 zu einem ersten Befestigungsteil T1 hin nach vorn verläuft, der an dem oberen Querwandrahmen 12a vorgesehen ist; einen hinteren Tragbügel (hinterer Verbindungsteil) 26, der von dem hinteren Randteil 24 des Rahmenhauptkörpers 22 zu einem zweiten Befestigungsteil T2 hin nach hinten verläuft, welcher an dem oberen Wandteil 13c des Spritzwandoberteiles 13b vorgesehen ist; einen äußeren Tragbügel (äußerer Verbindungsteil) 27, der von dem äußeren Endteil des hinteren Randteiles 24 des Rahmenhauptkörpers 22 zu einem dritten Befestigungsteil T3 hin nach außen verläuft, welcher an dem Stoßdämpfergehäuse 15 vorgesehen ist; und ein vorderes unteres Tragrohr 28, das von dem vorderen Endteil des inneren Seitenrandteiles 23 des Rahmenhauptkörpers 22 in einer gestuften Weise zu einem vierten Befestigungsteil T4 hin nach vorn abwärts und nach außen verläuft, der an dem Querwand-Seitenpfosten 12c vorgesehen ist.
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Auf der Seite der oberen Fläche des inneren Seitenrandteiles 23 des Rahmenhauptkörpers 22 ist ein Paar von vorderen und hinteren Innenseiten-Befestigungsteilen 31 und 32 vorgesehen, die imstande sind, ein Paar von vorderen und hinteren zu befestigenden Teilen zu befestigen, welche an der inneren Seitenfläche 6b der PCU 5 vorgesehen sind. Auf der Seite der oberen Fläche des äußeren Endteiles des hinteren Randteiles 24 ist ein hinterer Befestigungsteil 33 vorgesehen, der imstande ist, ein an der hinteren Fläche 6c der PCU 5 vorgesehenes zu befestigendes Teil zu befestigen. Mit dem Zwischenteil des vorderen unteren Tragrohres 28 ist der vordere Endteil des vorderen unteren Tragbügels 29 verbunden, der diagonal nach hinten und außen verläuft, und an dem hinteren Endteil dieses vorderen unteren Tragbügels 29 ist ein vorderes unteres Befestigungsteil 34 vorgesehen, welcher imstande ist, ein zu befestigendes Teil zu befestigen, das an der vorderen Fläche 6d der PCU 5 vorgesehen ist.
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Mit diesen Befestigungsteilen 31 bis 34 an vier Stellen wird die PCU 5 an dem Tragrahmen 21 befestigt und festgelegt.
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Die PCU 5 ist abweichend von der Links-Rechts-Mitte des Fahrzeugkörpers (mit der geraden Linie CL in 2 veranschaulicht) zu einer Seite (linke Seite) aufgefordert und bei Betrachtung von oben; ist sie so angeordnet, dass sie von drei Seiten von dem inneren Seitenrandteil 23 und dem hinteren Randteil 24 des Rahmenhauptkörpers 22 des Tragrahmens 21 und dem vorderen unteren Tragrohr 28 des Tragrahmens 21 umgeben sind.
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Die innere Seitenfläche 6b der PCU 5 befindet sich neben der äußeren Seite des inneren Seitenrandteiles 23 des Rahmenhauptkörpers 22; die vordere Fläche 6d der PCU 5 befindet sich neben der Rückseite des vorderen unteren Tragrohres 28, und die hintere Fläche 6c der PCU 5 befindet sich neben der Vorderseite des hinteren Randteiles 24 des Rahmenhauptkörpers 22. Als Ergebnis wird eine Störung von der Vorderseite, der Innenseite und der Rückseite der PCU 5 unterbunden.
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Unter Bezugnahme auf 3 bis 6 besteht der Rahmenhauptkörper 22 aus einem runden Stahlrohr, und er ist so angeordnet, dass der innere Seitenrandteil 23 in Bezug auf die PDU 5, die nach vorn abwärts angewinkelt ist, nach vorn aufwärts (hinten abwärts) angewinkelt ist.
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Der inneren Seitenrandteil 23 ist von einer geradlinigen Form, die sich insgesamt von dem vorderen Ende eines gebogenen Teiles 22a zwischen dem hinteren Randteil 24 und sich selbst nach vorn aufwärts zu der Vorderseite hin erstreckt.
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Im Einzelnen weist der innere Seitenrandteil 23 auf: einen ersten geradlinigen Teil 23a, der unter einem vorderen Aufwärtswinkel von dem vorderen Ende des gebogenen Teiles 22a bei Betrachtung von der Seite verläuft, während er längs der Vorwärts-Rückwärts-Richtung bei Betrachtung von oben verläuft; einen zweiten geradlinigen Teil 23b, der bei Betrachtung von der Seite unter einem flacheren Winkel von dem vorderen Ende des ersten geradlinigen Teiles 23a verläuft, während er sich bei Betrachtung von oben unter einem Winkel zur Innenseite hin erstreckt; und einen dritten geradlinigen Teil 23c, der von dem vorderen Ende des zweiten geradlinigen Teiles 23b aus bei Betrachtung von der Seite unter einem Winkel verläuft, welcher äquivalent ist jenem des zweiten geradlinigen Teiles 23b, während er längs der Vorwärts-Rückwärts-Richtung bei Betrachtung von oben verläuft.
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Der hintere Randteil 24 verläuft von dem äußeren Seitenende des gebogenen Teiles 22a nach außen, überall in der Form eines V mit einer flachen rückseitigen Wölbung bei Betrachtung von oben.
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Im Einzelnen weist der hintere Randteil 24 auf: einen vierten geradlinigen Teil 24a, der unter einem rückwärtigen Winkel von dem äußeren Seitenende des gebogenen Teiles 22a aus verläuft, während er leicht unter einem oberen Winkel bei Betrachtung in der Vorwärts-Rückwärts-Ebene verläuft; und einen fünften geradlinigen Teil 24b, der unter einem vorderen Winkel bei Betrachtung von oben von dem äußeren Ende des vierten geradlinigen Teiles 24a aus verläuft, während er sich leicht unter einem Abwärtswinkel bei Betrachtung in der Vorwärts-Rückwärts-Ebene erstreckt.
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Der vordere Tragbügel 25 ist ein durch Pressen geformtes Stahlplattenerzeugnis und weist auf: ein Grund-Endteil (hinterer Endteil) 25a, der an dem vorderen Endteil des inneren Seitenrandteiles 23 in einem Zustand angeschweißt und befestigt ist, um von oben befestigt zu sein; ein flaches plattenförmiges Verlängerungsstück 25b, welches sich unter einem vorderen Abwärts-Winkel bei Betrachtung von der Seite von dem Grund-Endteil 25a aus zu der Vorderseite hin erstreckt, während es unter einem Winkel nach außen bei Betrachtung von oben verläuft; und bzw. einen Befestigungsteil 25c am vorderen Ende, der an dem Spitzenendteil (vorderer Endteil) des Verlängerungsstücks 25b gebildet ist.
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Der vordere Endbefestigungsteil 25c ist an dem ersten Befestigungsteil T1 des oberen Querwandrahmens 12a befestigt und festgelegt. Das Verlängerungsstück 25b verläuft vorn abwärts von einer Stelle, die von der axialen Mitte des dritten geradlinigen Teiles 23c des inneren Seitenrandteiles 23 aus bei Betrachtung von der Seite nach oben versetzt ist. Der vordere Endbefestigungsteil 25c ist an einer Stelle längs der Verlängerungslinie S1 (siehe 3) des unteren Randes des dritten geradlinigen Teiles 23c bei Betrachtung von der Seite angeordnet. Dies heißt, dass sich der vordere Tragbügel 25 vorn abwärts zu der Vorderseite zu der Stelle längs der Verlängerungslinie S1 des vorderen Endteiles hin von der Stelle längs des oberen Randes des vorderen Endteiles (dritter geradliniger Teil 23c) des inneren Seitenrandteiles 23 bei Betrachtung von der Seite erstreckt.
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Der hintere Tragbügel 26 besteht aus einem runden Stahlrohr und weist auf: einen Schweißungs-Befestigungsteil 26a, der durch Stauchen seines vorderen Endteiles in eine Bogenform gebildet ist, die zu der unteren Außenfläche des hinteren Randteiles 24 (vierter geradliniger Teil 24a) ausgerichtet ist; einen rohrförmigen Verlängerungsteil 26b, der sich unter einem hinteren Aufwärts-Winkel bei Betrachtung von der Seite von dem Schweißungs-Befestigungsteil 26a aus erstreckt, während er unter einem nach innen gerichteten Winkel bei Betrachtung von oben verläuft; und einen flachen plattenförmigen einen Befestigungsteil am hinteren Ende 26c, in welchem der Spitzenendteil (hinterer Endteil) des Verlängerungsteiles 26b gestaucht ist und der nach oben und nach innen ansteigt.
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Der Befestigungsteil 26c am hinteren Ende ist an dem zweiten Befestigungsteil T2 des nach vorn sich neigenden oberen Wandteiles 13c in dem Spitzwandoberteil 13b befestigt und festgelegt.
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Der äußere Tragbügel 27 ist ein durch Pressen geformtes Stahlplattenerzeugnis und weist auf: ein Grund-Endteil (innerer Endteil) 27a, der an dem äußeren Endteil des hinteren Randteiles 24 in einem Zustand angeschweißt und festgelegt ist, um von oben befestigt zu werden; einen flachen plattenförmigen Verlängerungsteil 27b, der von dem Grund-Endteil 27a aus nach außen verläuft, um die Breite in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung bei Betrachtung von oben zu vergrößern; und einen flachen plattenförmigen äußeren Befestigungsteil (Befestigungsteil) 27c, der von dem äußeren Randteil des Verlängerungsteiles 27b aus nach oben ansteigt.
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Der äußere Befestigungsteil 27c ist an dem dritten Befestigungsteil T3 des Stoßdämpfergehäuses 15 durch ein Paar von vorderen und hinteren Befestigungsbolzen B1 befestigt. Jedes Bolzeneinführloch (Einführloch) H1 des äußeren Befestigungsteiles 27c öffnet sich diagonal vorn nach oben bei Betrachtung von der Seite. Mit der unteren Flächenseite des fünften geradlinigen Teiles 24b des hinteren Randteiles 24 ist ein Tragbügel B2 verbunden, der den Verlängerungsteil 27b des äußeren Tragbügels 27 trägt.
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Das vordere untere Tragrohr 28 besteht aus einem runden Stahlrohr und erstreckt sich vorn abwärts und nach außen von dem vorderen Endteil der Innenseite des Randteiles 23, während es in einer gestuften Weise gebogen ist.
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Im Einzelnen weist das vordere untere Tragrohr 28 auf: einen Schweißungs-Befestigungsteil 28a, in welchem dessen innerer Endteil gestaucht ist und der in einer Bogenform gebildet ist, die zu der oberen Außenfläche des vorderen Endteiles des inneren Seitenrandteiles 23 ausgerichtet ist; einen sechsten geradlinigen Teil 28b, der sich unter einem abwärts nach außen gerichteten Winkel von dem Schweißungs-Befestigungsteil 28a erstreckt; einen siebten geradlinigen Teil 28c, der sich unter einem nach vorn außen verlaufenden Winkel von dem unteren Endteil des sechsten geradlinigen Teiles 28b erstreckt; einen achten geradlinigen Teil 28d, der sich unter einem nach vorn abwärts und nach außen verlaufenden Winkel von dem äußeren Endteil des siebten geradlinigen Teiles 28c aus erstreckt; und einen flachen plattenförmigen vorderen äußeren Befestigungsteil 28e, in welchem der Spitzenendteil (unterer Endteil) des achten geradlinigen Teiles 28d gestaucht ist und der nach vorn und nach außen ansteigt.
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Der vordere äußere Befestigungsteil 28e ist an dem vierten Befestigungsteil T4 des Querwand-Seitenpfostens 12c befestigt und festgelegt.
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Der vordere untere Tragbügel 29 ist ein durch Pressen geformtes Stahlplattenerzeugnis und weist auf: ein Grund-Endteil (vorderer Endteil) 29a, der an dem siebten geradlinigen Teil 28c des vorderen unteren Rahmens angeschweißt und festgelegt ist, um von oben befestigt zu werden; ein flaches plattenförmiges Verlängerungsstück 29b, welches sich unter einem rückwärts nach oben und außen gerichteten Winkel von dem Grund-Endteil 29a aus erstreckt; und den vorderen unteren Befestigungsteil 34, der an dem Spitzenendteil des Verlängerungsstücks 29b vorgesehen ist.
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Die PCU 5 wird lediglich durch den Rahmenhauptkörper 22 und das vordere untere Tragrohr 28 (vorderer unterer Tragbügel 29) getragen und sie wird durch die jeweiligen Tragbügel 25, 26 und 27 direkt getragen.
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Hier ist die Festigkeit des vorderen Tragbügels 25 beispielsweise in Bezug auf eine Verformung, wie ein Knicken, geringer als jene des Rahmenhauptkörpers 22 und des hinteren Tragbügels 26, und sie ist geringer als die Festigkeit in Bezug auf eine Verformung, wie ein Stauchen des Umfangs des zweiten Befestigungsteiles T2 des Spritzwandoberteiles 13b.
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Daher tritt dann, wenn eine übermäßige Belastung eingangsseitig an dem vorderen Tragbügel 25 von der Vorderseite zur Zeit eines Frontalzusammenstoßes des Hybridfahrzeugs 1 erhalten wird, zuerst eine Verformung, wie in Knicken bei dem vorderen Tragbügel 25 auf, wie in 7 gezeigt. Die Zuführung der obigen Belastung wird an dem inneren Seitenwandteil 23 des Rahmenhauptkörpers 22 längs dessen axialer Richtung auf Grund einer optimierten Versetzungsgröße und Anordnung des vorderen Tragbügels 25 aufgenommen, und folglich wird der Rahmenhauptkörper 22 diagonal nach unten rückwärts längs des Winkels des inneren Seitenrandteiles 23 bei Betrachtung von der Seite gedrückt.
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Da der Rahmenhauptkörper 22 und der hintere Tragbügel 26 in einer V-Form mit einer Abwärtswölbung in der Seitenansicht des Tragrahmens 21 angeordnet sind, werden darüber hinaus dann, wenn der Rahmenhauptkörper 22 stark diagonal nach unten rückwärts gedrückt wird, wie in 8 gezeigt, der Hauptrahmenkörper 22 (hinterer Randteil 24) und der hintere Tragbügel 26 relativ derart verschoben, um den Verbindungspunkt 35 dazwischen gebogen zu werden.
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Zu diesem Zeitpunkt wird der hintere Tragbügel 26 drehmäßig so verschoben, um sich in den vorderen Endteil (hinterer Randteil 24) nach unten um den hinteren Endteil zu strecken.
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Darüber hinaus wird zu diesem Zeitpunkt, da die Bolzeneinführlöcher H1 des äußeren Tragbügels 27 diagonal nach oben vorn offen sind, dann, wenn eine große diagonal nach unten und rückwärts gerichtete Last auf den Rahmenhauptkörper 22 angewandt wird, der äußere Tragbügel 27 von den Bolzen B1 getrennt, die an dem dritten Befestigungsteil T3 des Stoßdämpfergehäuses 15 befestigt sind, was dem Rahmenhauptkörper 22 ermöglicht, sich diagonal nach unten rückwärts zu bewegen.
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Bei diagonal nach unten rückwärts zusammen mit diesem Rahmenhauptkörper 22 verschobener PCU 5 wird eine Aufwärtsverschiebung der PCU 5 unterbunden, und die Leiterverbindung mit der Leistungs- bzw. Kraftübertragungseinheit P wird aufrechterhalten.
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Darüber hinaus ist der obere Wandteil 13c, der nach vorn in dem Spritzwandoberteil 13b ragt, auf der hinteren Seite der PDU 5 an der Vor-Kollisions-Anbringungsposition positioniert.
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Bei diagonal nach unten rückwärts verschobener PDU 5, wie oben beschrieben, zur Zeit einer eingangsseitig wirkenden Frontalzusammenstoßkraft wird jedoch der Kontakt zwischen der PDU 5 und dem oberen Wandteil 13c vermieden, und die Belastungsaufnahme in Bezug auf die PDU 5 ist verringert.
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Der vordere Tragbügel 25, der hintere Tragbügel 26, der äußere Tragbügel 27 und das vordere untere Tragrohr 28, die den Rahmenhauptkörper 22 bzw. die PDU 5 tragen, weisen Plattendicken und Querschnittsformen auf, die voneinander verschieden sind, und die Resonanzfrequenzen sind voneinander geändert. Dies dient dazu, eine Resonanz mit jedem Element zu verhindern, welches mit der Querwand 12, dem Stoßdämpfergehäuse 15 und der Spritzwand 13 in dem Fahrzeugkörper B verbunden ist, die unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen, und unterbinden eine Vibration der PCU 5, um dadurch das Auftreten eines Geräuschs zu unterbinden.
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Wie oben beschrieben, ist die Tragkonstruktion für eine Steuereinheit eines Fahrzeugs bei dem obigen Ausführungsbeispiel auf das Hybridfahrzeug 1 anzuwenden, welches in dem Motorraum 2 des vorderen Teiles des Fahrzeugkörpers B mit dem Motor M, der als eine Antriebsquelle dient, der PCU 5, welche den Antrieb des Motors M steuert, und dem Tragrahmen 21 versehen ist, der die PCU 5 an bzw. in dem Fahrzeugkörper B trägt. In dem Tragaufbau ist der Tragrahmen 21 versehen mit: dem Rahmenhauptkörper 22, der den inneren Seitenrandteil 23 aufweist, welcher in der Fahrzeug-Vorwärts-Rückwärts-Richtung längs der inneren Seitenfläche 6b der PCU 5 auf der Innenseite in der Fahrzeugbreite verläuft, und dem hinteren Randteil 24, der in Richtung der Fahrzeugbreite von dem hinteren Endteil des inneren Seitenrandteiles 23 längs der hinteren Fläche 6c der PCU 5 verläuft und der bei Betrachtung von oben von einer L-Form ist; dem vorderen Tragbügel 25, der den vorderen Endteil des inneren Seitenrandteiles 23 des Rahmenhauptkörpers 22 mit dem oberen Querwandrahmen 12a verbindet, der als Rahmenteil des vorderen Endes des Motorraums 2 dient; und dem hinteren Tragbügel 26, der den hinteren Randteil 24 des Rahmenhauptkörpers 22 mit dem Spritzwandoberteil 13b verbindet, welcher als Rahmenteil am hinteren Ende des Motorraums 2 dient. Bei Betrachtung längs der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs ist der innere Seitenrandteil 23 unter einem rückwärts nach unten gerichteten Winkel angeordnet, und der hintere Tragbügel 26 ist unter einem nach hinten aufwärts gerichteten Winkel angeordnet. Der vordere Tragbügel 25 verläuft von der Position längs des oberen Randes des vorderen Endteiles des inneren Seitenrandteiles 23 bei Betrachtung von der Seite zu der Position längs der Verlängerungslinie S1 des unteren Randes des vorderen Endteiles. Wenn eine Lastenzufuhr in dem Tragrahmen 21 von der Vorderseite des Fahrzeugs her erhalten wird, wird der vordere Tragbügel 25 vor den inneren Seitenrandteil 23, dem hinteren Tragbügel 26 und dem Spritzwandoberteil 13b unter Drücken des Rahmenhauptkörpers 22 und der PCU 5 diagonal nach unten und rückwärts verformt, und der hintere Tragbügel 26 wird durch dieses Drücken drehmäßig verschoben, wodurch der Tragrahmen 21 und die PCU 5 veranlasst werden, diagonal nach unten rückwärts verschoben zu werden.
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Entsprechend dieser Konfiguration wird durch Installieren des vorderen Tragbügels 25 so, dass zur Zeit eines Frontalzusammenstoßes des Fahrzeugs durch dessen Kollisionskraft der Rahmenhauptkörper 22 und die PCU 5 diagonal nach hinten abwärts längs des inneren Seitenrandteiles 23 des Rahmenhauptkörpers 22 gedrückt werden, und durch drehmäßiges Verschieben des hinteren Tragbügels 26 so, dass das Drücken des Rahmenhauptkörpers 22 dessen hinteren Randteil 24 veranlasst, diagonal nach hinten abwärts verschoben zu werden, eine Aufwärtsverschiebung der PCU 5 unterdrückt, um dadurch die Aufrechterhaltung der Leiterverbindung mit dem Motor M in dem Motorraum 2 zu erleichtern, und sogar mit einer Konfiguration, bei der der obere Wandteil 13c des Spritzwandoberteiles 13b nach vorn ragt (in den Motorraum 2) ist es unwahrscheinlich, dass die PCU 5 mit diesem Bereich in Kontakt gelangt. Dadurch ist es möglich, die Leiterverbindung zu vereinfachen und die der PCU 5 eingangsseitig zugeführte Last zu verringern, um deren Design zu optimieren; dadurch wird das Gewicht der Antriebseinheit verringert. Überdies kann durch Anordnen des inneren Seitenrandteiles 23 und des hinteren Randteiles 24 des Rahmenhauptkörpers 22 längs der inneren Seitenfläche 6b und der hinteren Fläche 6c der PCU 5 eine Störung von der Seite und von hinten auf die PCU 5 unterbunden werden.
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Ferner ist die obige Tragkonstruktion für eine Steuereinheit eines Fahrzeugs von einer solchen Konfiguration, dass die PCU 5 an einer Stelle angeordnet ist, die zu einer Seite von der Mitte der Fahrzeugbreite des Motorraums 2 abweicht; der innere Seitenrandteil 23 ist längs der inneren Seitenfläche 6b angeordnet, die der Innenseite der PCU 5 in der Fahrzeugbreite zugewandt ist, und der hintere Randteil 24 ist so vorgesehen, um von dem hinteren Endteil des inneren Seitenrandteiles 23 zur Außenseite in der Fahrzeugbreite zu verlaufen. Darüber hinaus ist ferner der äußere Tragbügel 27 vorgesehen, der den äußeren Endteil des hinteren Randteiles 24 in der Fahrzeugbreite mit dem Stoßdämpfergehäuse 15 verbindet, das als äußeres Rahmenteil des Motorraums 2 dient. Außerdem weist der äußere Tragbügel 27 den plattenförmigen äußeren Befestigungsteil 27c auf, der rechtwinklig zur Richtung der Fahrzeugbreite angeordnet ist, und dieser äußere Befestigungsteil 27c bildet die Bolzeneinführlöcher H1 für die Befestigungsbolzen B1 in Bezug auf das Stoßdämpfergehäuse 15; die Bolzeneinführlöcher H1 sind diagonal nach oben vorn geöffnet. Dies heißt, dass in diesem äußeren Befestigungsteil 27c die Bolzeneinführlöcher H1 gebildet sind, die diagonal nach oben vorn offen sind; und der äußere Tragbügel 27 und das Stoßdämpfergehäuse 15 sind durch die Befestigungsbolzen B1 verbunden, die in diese Bolzeneinführlöcher H1 eingesetzt sind.
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Gemäß dieser Konfiguration kann dann, wenn eine eingangsseitige Kollisionskraft aufgenommen wird, der äußere Befestigungsteil 27c des äußeren Tragbügels 27 von der Befestigungsposition mit dem Stoßdämpfergehäuse 15 getrennt werden, und der Umfang des hinteren Randteiles 24 des Rahmenhauptkörpers 22 kann leicht nach unten vorwärts verschoben werden.
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Darüber hinaus ist die obige Tragkonstruktion für eine Steuereinheit eines Fahrzeugs ferner mit dem vorderen unteren Tragrohr 28 versehen, welches sich von dem vorderen Endteil des inneren Seitenrandteiles 23 des Rahmenhauptkörpers 22 zur Außenseite in Richtung der Fahrzeugbreite erstreckt.
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Gemäß dieser Konfiguration kann der vordere Endteil des Rahmenhauptkörpers 22 durch das vordere untere Tragrohr 28 gesondert von dem vorderen Tragbügel 25 getragen werden, das eine verhältnismäßig geringe Festigkeit aufweist, und durch Anordnen des vorderen unteren Tragrohres 28 längs der vorderen Fläche 6d der PCU 5 kann eine Störung von der Vorderseite her unterbunden werden.
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Darüber hinaus ist die Tragkonstruktion für eine Steuereinheit eines Fahrzeugs so, dass der Spritzwandoberteil 13b den oberen Wandteil 13c aufweist, der nach vorn in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs ragt; der hintere Tragbügel 26 ist an diesem oberen Wandteil 13c befestigt, und die PCU 5 ist vor dem oberen Wandteil 13c angeordnet.
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Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die Länge des hinteren Tragbügels 26 zu unterbinden, während eine Verschiebung ermöglicht wird, so dass der Tragrahmen 21 und die PCU 5 unter dem oberen Wandteil 13c positioniert sein werden, der nach vorn in dem Spritzwandoberteil 13b ragt, und dadurch ist es möglich, die Belastung zu verringern, die eingangsseitig der PCU 5 zugeführt wird.
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Die vorliegende Erfindung ist auf das obige Ausführungsbeispiel nicht beschränkt, und zusätzlich zu einem Hybridfahrzeug kann sie beispielsweise auch bei einem Elektrofahrzeug oder bei einem Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug angewandt werden, welches lediglich mit einem Motor fährt, der als Antriebsquelle dient, solange das Fahrzeug in dem Motorraum im vorderen Teil des Fahrzeugkörpers mit einem als Antriebsquelle dienenden Motor, einer PCU, welche den Antrieb des Motors steuert, und einem Tragrahmen versehen ist, der die PCU an dem Fahrzeugkörper trägt.
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Die Konfiguration bei dem obigen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel der vorliegenden Erfindung und verschiedene Arten von Modifikationen können daran ohne Abweichung vom Schutzumfang der Erfindung vorgenommen werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Tragaufbau für eine Steuereinheit eines Fahrzeugs bereitzustellen, in der eine Belastung, die zur Zeit eines Frontalzusammenstoßes zugeführt wird, reduziert ist, um das Gewicht der Leistungssteuereinheit zu verringern.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hybridfahrzeug (Fahrzeug)
- 2
- Motorraum
- 5
- PCU (Leistungssteuereinheit)
- 6b
- innere Seitenfläche (eine Seitenfläche)
- 6c
- hintere Fläche
- 12a
- oberer Querwandrahmen (vorderes Endrahmenteil)
- 13b
- Spritzwandoberteil (hinterer Endrahmenteil)
- 13c
- oberer Wandteil
- 15
- Stoßdämpfergehäuse (äußerer Rahmenteil)
- 21
- Tragrahmen
- 22
- Rahmenhauptkörper
- 23
- innerer Seitenrandteil
- 24
- hinterer Randteil
- 25
- vorderer Tragbügel (vorderer Verbindungsteil)
- 26
- hinterer Tragbügel (hinterer Verbindungsteil)
- 27
- äußerer Tragbügel (äußerer Verbindungsteil)
- 27c
- äußerer Befestigungsteil (Befestigungsteil)
- 28
- vorderes unteres Tragrohr
- B
- Fahrzeugkörper
- M
- Motor (Elektromotor)
- S1
- Verlängerungslinie
- B1
- Befestigungsbolzen
- H1
- Bolzeneinführloch (Einführloch)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2011-159355 [0002]
- JP 09-272459 [0004]